WO2009070824A1 - Vakuumventil - Google Patents

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WO2009070824A1
WO2009070824A1 PCT/AT2008/000435 AT2008000435W WO2009070824A1 WO 2009070824 A1 WO2009070824 A1 WO 2009070824A1 AT 2008000435 W AT2008000435 W AT 2008000435W WO 2009070824 A1 WO2009070824 A1 WO 2009070824A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve
wall
valve plate
vacuum
guide
Prior art date
Application number
PCT/AT2008/000435
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Duelli
Original Assignee
Vat Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vat Holding Ag filed Critical Vat Holding Ag
Priority to EP08855876.2A priority Critical patent/EP2215387B1/de
Priority to CN200880119187.XA priority patent/CN101889162B/zh
Priority to JP2010536282A priority patent/JP5511677B2/ja
Publication of WO2009070824A1 publication Critical patent/WO2009070824A1/de
Priority to US12/775,795 priority patent/US8348234B2/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K3/18—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members
    • F16K3/184—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams
    • F16K3/186—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together by movement of the closure members by means of cams by means of cams of wedge from

Definitions

  • the invention relates to a vacuum valve comprising a wall with a valve opening and a valve seat surrounding the valve opening, which has a sealing surface lying in a plane or lying in a plane sealing ring, and a valve plate, which via a closing path from an open position, in which it releases the valve opening, is adjustable in a closed position in which it closes the valve opening and having a sealing ring which is pressed in the closed position to the sealing surface of the valve seat, or a sealing surface, to which in the closed position of the sealing ring of the valve seat is pressed, wherein the valve plate is adjusted when closing the vacuum valve starting from the open position of the valve plate over a main portion of the closing path in a main closing direction which is parallel to the valve plate and parallel to the plane of the sealing surface and the sealing ring of the valve seat, and in the connection at the main portion of the closing path for bringing the valve plate to the valve seat via an angle to the valve plate and angularly to the plane of the sealing surface and the sealing ring of the valve seat extending end
  • Vacuum valves in the manner of plate valves, in which the valve opening is closed by a valve plate which is pressed against the valve seat surrounding the valve opening have become known in many different embodiments.
  • a first section of the closing path which comprises the major part of the extent of the closing path
  • the valve plate In a first section of the closing path, which comprises the major part of the extent of the closing path, the valve plate is moved from an open position releasing the valve opening into an intermediate position covering the valve opening but still raised from the valve seat.
  • the valve plate In the end portion of the closing path, the valve plate is moved from the intermediate position to the closed position, in which it is pressed against the valve seat and seals the valve opening.
  • this two-stage movement of the valve plate is effected by mechanical elements arranged between a support plate moved by the at least one actuator and the valve plate.
  • These mechanical elements may be rolling elements that are in wedge-shaped gaps are guided between the valve plate and the support plate, act lever mechanisms or tilting elements between these two plates.
  • the support plate or a support plate likewise connected to the support plate via supporting mechanical elements is supported against a wall of the valve housing opposite the valve seat.
  • Such slide valves are known for example from US 4,560,141 A, DE 3 209 217 C2, DE 3224387 C2 and US 3,185,435 A.
  • valve rod can be achieved by an axis perpendicular to the valve stem axis.
  • This pivoting of the valve rod can be achieved for example via a slotted guide, see e.g. US 7,066,443 B2, or via its own actuators, see e.g. US Pat. No. 7,059,583 B2, US Pat. No. 6,390,448 B1 or DE 19 633 798 A1.
  • valve plate is adjustable by means of at least one actuator relative to a support plate, which in turn is adjustable by means of at least one actuator over the first portion of the closing path.
  • vacuum valves are known, for example, from US Pat. No. 6,056,266 and US Pat. No. 6,899,316 B2.
  • a so-called shuttle valve is also known, in which the valve plate is not linearly displaced in the first step but is pivoted along a circular arc.
  • adjustable plunger are provided here in the valve housing, with which the valve plate can be pressed against the valve seat.
  • US 2007/0 228 314 A1 discloses a shuttle valve, in which the adjustable plunger are mounted in the valve plate and are supported on the housing.
  • the sealing surface and the sealing ring are formed in a three-dimensional manner such that the rectilinear retraction of the valve plate in the valve seat no. Shear loads on the elastomeric seal act.
  • the valve plate is moved straight over its entire closing path from its open position to its closed position.
  • a valve is known for example from US 4,921,213. It has also become known to arrange two independently operable closure members in a common Ventifgephaseuse, wherein the first closure member, a first valve opening and the second closure member, a second valve opening is sealable.
  • Plate valves in which in the first portion of the closing movement, the valve plate is moved parallel to the plane of the valve seat linearly and in the end portion of the closing movement is displaced substantially perpendicular thereto to the valve seat and is pressed against this, are also referred to as L-valves. If in the end portion of the closing movement, the movement is oblique to the direction of movement of the first step and the plane of the valve seat, so the term J-valve is used.
  • the object of the invention is to provide a vacuum valve of the aforementioned type which has a simple design, wherein a vacuum valve designed in accordance with the invention is particularly suitable for elongate or slot-shaped valve openings.
  • a vacuum valve of the type mentioned above in that at least one guide element which guides the valve plate over the end section of the closing path and which cooperates with a guide element arranged on the valve plate is arranged on the wall, wherein the guide of the valve plate overlaps the valve plate End portion of the closing path by angularly to the plane of the sealing surface and the sealing ring of the valve seat stationary guide surfaces takes place, of which at least one is arranged on a guide element of the valve plate or on a guide element arranged on the wall.
  • the at least one guide element which guides the valve plate over the end portion of the closing path at the wall having the valve opening, a simple space-saving construction can be achieved.
  • a pressing force to be exerted on the valve seat for pressing the valve plate can be absorbed directly by the wall having the valve opening, which is advantageous in particular in the case of elongate or slot-shaped valve openings (since tolerances or flexibilities of other parts of the vacuum valve are not uniform over the length of the valve opening Press the valve plate against the valve seat).
  • guide elements for guiding the closing movement of the valve plate over the end section of its closing path on the wall are arranged in front of and behind (with respect to the main closing direction) of the valve opening. net, which interact with guide elements of the valve plate.
  • At least one of the two cooperating guide elements in this case has an angularly to the valve plate and angular to the plane of the sealing surface or the sealing ring of the valve seat standing guide surface (ie, this guide surface is not parallel to the plane of the sealing surface or the sealing ring of the valve seat).
  • This guide surfaces which can also be referred to as inclined surfaces, in this case preferably have a constant angle of inclination, but also a changing inclination angle is conceivable and possible.
  • the at least one arranged guide element could also be arranged on a side wall of the vacuum valve which protrudes from the wall having the valve opening.
  • a protrusion of the wall located in front of (with respect to the main closing direction) the wall or wall mounted on the wall and projecting from this protrudes into a recess in the valve plate.
  • the projection of the wall or the part attached to the wall and protruding therefrom and the recess optionally in connection with parts arranged thereon, e.g. Guide rollers, cooperating guide elements for guiding the valve disk over the end section of the closing path.
  • a projection of the valve plate or a part attached to and protruding from the valve plate projects into a recess in the wall (in relation to the main closing direction) of the valve opening.
  • the projection of the valve plate or the part projecting from the valve plate and the recess optionally together with parts arranged thereon, e.g. Guide rollers, guide elements for guiding the valve plate over the end portion of the closing path.
  • the at least one guide element arranged behind the valve opening can be guided by a projection of the wall, a part attached to the wall and projecting from the wall, a recess in the sidewall projecting from the wall, a projection of the wall Side wall or attached to the side wall and protruding from this part are formed.
  • the valve plate forms the only closure member of the vacuum valve.
  • a second closure member may be present, which serves to close a second valve opening in a second wall. Both closure members are in this case arranged within the interior of a valve housing of the vacuum valve, wherein the first and the second wall are part of this valve housing and preferably limit the interior space on opposite sides. The two closure members are independently operable.
  • the closure of the second valve opening with the second closure member may for example be designed in the manner of an L-valve. Due to the rectangular positioning of the sealing ring on the sealing surface, the load of the sealing ring is kept as low as possible, so that this second closure member is designed for a variety of closing and opening operations. Also, an embodiment in the form of a J-valve or another embodiment of the closure of the second valve opening with the second closure member is conceivable and possible.
  • a vacuum valve according to the invention equipped with an additional second closure member can be used, for example, as a transfer valve for the passage of substrates in a vacuum process plant.
  • the opening and closing of the vacuum valve in normal operation is performed with the second closure member. If a service of the second closure member is required, the vacuum valve can be closed with the first closure member and subsequently performed the service on the first closure member, without the completed by closing the first valve opening by means of the first closure member part of the vacuum system must be flooded ,
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a vacuum valve according to the invention in the open position of the valve plate, in view
  • Figure 2 is a view on the opposite side of the valve of Figure 1, wherein the front wall of the valve housing in Figure 2 is omitted.
  • 3 shows a section along the line AA of Figure 1; 4 shows a section along the line BB of Figure 1; Fig. 5 u. 6 shows the vacuum valve according to FIGS. 1 and 2, but in the closed position of the valve plate;
  • Fig. 7 is a section along the line CC of Figure 5;
  • FIG. 8 is a section along the line DD of Figure 5;
  • FIG. 9 shows a section corresponding to FIG. 8, but in an intermediate position of the valve plate;
  • FIG. 10 u. 11 enlarged sections of Figure 9;
  • Fig. 12 is a section along the line EE of Figure 5;
  • FIG. 13 shows an oblique view of the vacuum valve according to the first exemplary embodiment, in the open position of the valve plate;
  • FIG. 14 is a section corresponding to FIG. 10 of a modified embodiment
  • FIG. 15 shows a section corresponding to FIG. 11 of a further modified embodiment
  • FIG. FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of a vacuum valve according to the invention in the open position of both closure members;
  • Fig. 17 is a section along the line FF of Fig. 16;
  • FIG. 18 shows a section corresponding to FIG. 17, but in an intermediate position of the second closure member
  • FIG. 19 shows a section along the line GG of FIG. 16, but with the second closure member in the intermediate position shown in FIG. 18;
  • FIG. 20 shows a section corresponding to FIG. 18, but in the closed position of the second closure member
  • FIG. 21 shows a view of the vacuum valve according to this further embodiment, wherein the first closure member is in the closed position and the second closure member is in an intermediate position;
  • Fig. 22 is a section along the line II of Figure 21;
  • Fig. 23 is a section along the line HH of Fig. 21;
  • Fig. 24 is a view of the vacuum valve according to this further embodiment from the opposite side;
  • Fig. 25 is a section along the line JJ of Fig. 24;
  • FIG. 26 shows a section corresponding to FIG. 23, but with the second closure member removed;
  • FIG. 27 shows a section in the same sectional plane as FIG. 25, but in the opposite direction of view and with the closure element removed;
  • FIG. 28 shows an oblique view of the vacuum valve according to this further exemplary embodiment, in the closed position of the second closure member;
  • 29 shows a section through an actuator for the second closure member.
  • the vacuum valve comprises a valve housing having walls 1, 2 and side walls 3, 4, 43, 44 enclosing an internal space 5 representing a vacuum area of the valve, i. in the valve chamber connected to the state of the valve, a vacuum can be maintained in the interior 5.
  • the wall 1 has a valve opening 6, which can be closed by a valve plate 7.
  • the opposite wall 2 also has an opening 8.
  • the valve opening 6, the interior 5 and the opening 8 form a passageway through the vacuum valve.
  • the valve housing is connectable in a conventional manner by means of flanges, which are formed or arranged on the first and second walls 1, 2, with other parts of a vacuum system. These flanges are not shown in the schematic drawing.
  • valve plate 7 In the fully opened state of the vacuum valve, the valve plate 7 is in its open position (see Figures 1 to 4) and releases the valve opening 6, preferably completely, i. Seen in the direction of the axis 9 of the valve opening 6, it does not cover the valve opening 6.
  • valve plate 7 In the fully closed state of the vacuum valve, the valve plate 7 is in its closed position (compare Figures 5 to 8), being pressed against a valve seat surrounding the valve seat 6.
  • the valve seat is formed in the embodiment shown by a sealing surface 10 to which an arranged on the valve plate 7 elastic sealing ring 11 is pressed.
  • the sealing ring could also be arranged on the valve seat and the sealing surface on the valve.
  • the sealing ring 11 is made of a suitable elastomeric material, for example Viton.
  • actuators 12 which are designed as piston-cylinder units. It could also be used only an actuator. Also more than two actuators could be used.
  • the Actuators could also be configured in other forms, for example as electric motors with suitable transmission means.
  • a respective actuator 12 axially displaces a respective valve rod 13, the valve plate 7 being attached to the valve rods. Also, more or less than the two valve rods 13 shown could be provided.
  • the actuators 12 each serve to adjust the valve plate 7 over its entire closing path. So there are no separate actuators for different sections of the closing path available.
  • the valve plate 7 When adjusting the valve plate 7, starting from its open position to its closed position, the valve plate is first moved in a straight line over a main section of the closing path, which makes up the majority of the closing path, in a main closing direction 14.
  • the valve plate 7 is shifted in its plane, i. the main closing direction 14 is parallel to the valve plate 7.
  • the main closing direction 14 is parallel to the plane 45, in which the sealing surface 10 of the valve seat is arranged. If a sealing ring is arranged on the valve seat in said modified embodiment, the main closing direction 14 is parallel to the plane 45 in which the sealing ring of the valve seat is arranged.
  • valve plate 7 via an end portion of the closing path is angular (ie not parallel) to the main plane of the valve plate and at an angle to the plane 45 of the sealing surface 10 of the valve seat or, if a sealing ring is disposed on the valve seat, at an angle to the plane 45 of the sealing ring Valve seat adjusted until the valve plate 7 is applied to the valve seat and the sealing ring 11 is pressed against the sealing surface 10.
  • the valve opening 6 is sealed by the valve plate 7.
  • the displacement of the valve plate over the end portion of the closing path takes place under elastic bending of the valve rods 13.
  • the at least one guide element 16 lying behind the valve opening ⁇ is likewise arranged on the wall 1 in the exemplary embodiment shown. Also, an arrangement on the side wall 3, which protrudes from the wall 1 having the valve opening 6, is conceivable and possible, as will be explained in more detail below.
  • the arranged on the wall 1 guide members 15 and 16 are formed in the illustrated embodiment of arranged on the wall 1 projections, which are formed as separate, attached to the wall 1 parts. A one-piece with the wall 1 training of such projections is conceivable and possible.
  • the arranged on the wall 1 guide elements 15 and 16 have guide surfaces 19, 20 which are at an angle to the plane 45, in which the sealing surface 10 of the valve seat is located or, if a sealing ring is disposed on the valve seat, in which the sealing ring of the valve seat is located ,
  • a plurality of arranged on the wall 1 in front of the valve opening guide elements 15 are provided, as can be seen in particular from Figures 2, 6 and 12 (in the figures 2 and 6, although the front wall 1 is omitted, the at the wall 1 attached guide elements 15, 16 are shown).
  • a respective guide element 15 protrudes into a recess which is recessed in the wall 1 side facing the valve plate 7 in this and which comprises a guide surface 21 forming wall portion which defines an undercut portion of the recess.
  • the guide surface 21 cooperates in the end section of the closing path with the guide surface 19 of the respective guide element 15.
  • the guide surface 21 is at an angle to the plane 45, in which the sealing surface 10 of the valve seat is located or, if a sealing ring is arranged on the valve seat, in which the sealing ring of the valve seat is located.
  • the respective, a guide surface 21 having recess forms a guide member 17 of the valve plate. 7
  • valve plate 7 instead of a plurality of recesses in the valve plate 7, which are spaced apart from one another perpendicular to the main closing direction, there could also be a continuous depression into which the guide elements 15 protrude or a continuous strip-like guiding device. element 15 protrudes. To achieve a sufficient stability of the valve plate 7, this would then have to be formed with a corresponding overall thickness.
  • a guide element 18 of the valve plate 7 cooperates, which is formed on a protruding projection on the front edge (relative to the main closing direction 14) of the valve plate 7, which protrudes from the wall 1 remote side has a guide surface 22 which is angled to the plane 45, in which the sealing surface 10 of the valve seat is located or, if a sealing ring is disposed on the valve seat, in which the sealing ring of the valve seat is located.
  • the guide surface 22 of the guide element 18 cooperates with the guide surface 20 of the guide element 16 arranged on the wall 1.
  • each of the two cooperating guide surfaces 19, 21; 20, 22 at an angle to said plane 45 of the sealing surface 10 and the sealing ring of the valve seat. It would also be conceivable and possible, however, for only one of the two cooperating guide surfaces 19, 21; 20, 22 is at an angle to the plane 45 of the sealing surface 10 and the sealing ring of the valve seat.
  • the angle of a respective guide surface which is at an angle to the plane 45 of the sealing surface 10 or the sealing ring of the valve seat and which it encloses with the said plane is preferably in the range between 8 ° and 40 °, a range between 10 ° and 30 ° being particularly preferred is.
  • the cooperating guide surfaces 19, 21; 20, 22 each formed flat
  • the flat guide surfaces are parallel to each other, with low surface pressures are achieved.
  • valve plate 7 In a further displacement of the valve plate 7 by the actuators 12, wherein the valve rods 13 are moved by the actuators 12 in the same direction, it comes through the leadership of the valve plate 7 by means of the cooperating guide elements 15, 17; 16, 18 to a movement of the valve plate at an angle to the main closing direction 14, in a direction lying in the plane which is spanned by the main closing direction 14 and the axis 9 of the valve opening 6. In this case, the valve plate is approximated to the valve seat and finally pressed against this.
  • This guide of the valve plate 7 in the end portion of its closing movement could also be referred to as a sliding guide.
  • FIG. 14 shows a modification of the previously described embodiment of the vacuum valve.
  • the housing-fixed, behind the valve opening 6 lying (relative to the main closing direction 14) guide member 16 is disposed on the side wall 3, and indeed it is formed as a recess in this side wall having a guide surface 20 forming wall portion having an undercut portion of Deepening limited.
  • the guide element 16 could also be designed as a projection arranged on the side wall 3, which projection is formed integrally with the side wall 3 or is formed by a part attached to the side wall 3 and has the guide surface 20.
  • the guide element 16 cooperates with a arranged on the valve plate 6 guide member 18, which has a guide surface 22.
  • the guide surfaces 20, 22 are analogous as described in connection with the embodiment of Figures 1 to 13.
  • the guide element 15 or a respective such guide element 15 arranged on the wall 1, situated in front of the valve opening 6 (relative to the main closing direction 14), is formed by a recess in the wall 1 which has a guide surface 19 formed by a wall section of the recess ,
  • This guide element 15 cooperates with a guide element 17 which is arranged on the valve plate 7 and which is formed by a projection arranged on the valve plate 7, which has a guide surface 21 cooperating with the guide surface 19.
  • the projection 17 forming the projection can in this case be formed by a attached to the valve plate 7 part or integrally with the valve plate 7.
  • the guide surfaces 19, 21 are analogous as described in connection with the embodiment of Figures 1 to 13.
  • a guide surface may comprise one or more rollers which can roll on the guide surface of the other of the two guide elements, said guide surface being angled in the manner described to level 45, in which the sealing surface 10 and the sealing ring of the valve seat is located.
  • the guide element or a respective such guide element 15 arranged in front of the valve opening 6 on the wall 1 could be formed by a roller which is rotatably supported by a bearing part attached to the wall 1 and protruding therefrom.
  • the guide element 16 arranged stationarily to the wall.
  • the guide elements 17, 18 of the valve plate 7 could also comprise such rollers which are rotatably supported by bearing parts.
  • a vacuum valve according to the invention is also possible without a closed valve housing or without one of the wall 1 having the valve opening 6 facing wall 2.
  • the wall having the valve opening 6 could also be part of a vacuum chamber.
  • the valve plate 7 could be arranged inside the chamber or outside the chamber.
  • Such vacuum valves, through which an opening in the wall of a chamber can be shut off, are also referred to as doors.
  • a vacuum valve designed in accordance with the invention is particularly suitable for closing longitudinally extending valve openings 6, i. the length of the valve opening measured transversely to the main closing direction 14 is substantially greater than the width measured in the direction of the main closing direction 14.
  • the length of the valve opening 6 measured transversely to the main closing direction 14 may be at least 100 cm.
  • Such valve openings are used for the transfer of substrates between vacuum chambers or in the vacuum area, for example in the processing of panels for flat screens.
  • a vacuum valve according to the invention can be differential pressure-resistant in one direction (for differences in pressure up to one atmosphere) or differential pressure-resistant (for pressure differences up to one atmosphere) in both directions. If the vacuum valve according to the invention to be used in applications where a seal of the valve opening 6 is required only for acting in the direction of pressing the valve plate 7 to the valve seat differential pressure, it could also be provided that the valve plate 7 in its closed position by the at least one actuator is pressed relatively easily to the valve seat and the full sealing force is caused by the differential pressure.
  • the force with which the sealing ring 11 is pressed against the sealing surface 10 by the action of the at least one actuator 12 may advantageously be less than 1 N / mm sealing length (without an effecting differential pressure). For example, this force can be 0.1-0.3 N / mm seal length.
  • Such a design can be used in particular in an embodiment of the vacuum valve as a door.
  • FIGS. 16 to 28 A further embodiment of the invention is shown in FIGS. 16 to 28.
  • a second closure member 23 is present, which is independent of the valve plate 7 adjustable.
  • first valve opening 6 closable in the first wall 1 by the valve plate 7 there is a second valve opening 24 in the second wall 2 which is released by the second closure member 23 in an open position and by the second closure member 23 in a closed position thereof is sealed.
  • the open position of the second closure member, in which it releases the second valve opening 24, is shown in FIG. 17.
  • the second closure member 23 is first provided by means of at least one actuator 25, in the embodiment shown two actuators 25 are present, adjusted in a main closing direction 46.
  • the main closing direction 46 of the second closing member 23 could also lie parallel and opposite to the main closing direction 14 of the valve plate 7. If an intermediate position of the second closure member 23 is reached, in which the second closure member covers the second valve opening 24, but is still lifted from the valve seat surrounding the second valve opening 24 (compare FIGS. 18 and 19), then the adjustment of the second closure member 23 completed by means of the at least one actuator 25.
  • the actuator 26 is shown only schematically as a block.
  • One possible embodiment of the actuator is shown in FIG. 29 shown.
  • a plurality of actuators 26 are present, which are actuated synchronously.
  • the second closure member 23 is thus supported by a support unit 27, which comprises the at least one actuator 26.
  • a support unit 27 which comprises the at least one actuator 26.
  • the support unit 27 is held on two valve rods 28. There may also be more or less than two valve rods 28 may be provided.
  • the support unit 27 is held on the at least one valve rod 28.
  • a respective valve rod 28 is displaced by the respective actuator 25, wherein the support unit 27 and with it the second closure member 23 is adjusted in the main closing direction of the second closure member 23.
  • connection of the second closure member 23 with the support unit 27 via the at least one arranged on the support unit 27 actuator 26, the second Ver closing member 23 perpendicular to the main closing direction of the second closure member or parallel to the axis 29 of the second valve opening 24 in the wall. 2 adjusted.
  • the second closure member 23, starting from the intermediate position shown in FIGS. 18 and 19, can be displaced in the direction of the valve seat surrounding the second valve opening 24 and applied thereto, an elastic sealing ring 30 being pressed against a sealing surface 31.
  • the sealing ring 30 is arranged on the second closure member 23 and the sealing surface 31 is arranged on the valve seat.
  • a reverse arrangement is also possible.
  • the support unit 27 When the second closure member 23 is pressed against the valve seat surrounding the second valve opening 24 by means of the at least one actuator 26, the support unit 27 is supported on the side facing away from the second valve opening 24.
  • the valve rods 28 bend something. In this way, the pressing force required for pressing the second closure member 23 against the valve seat is transmitted essentially via the valve housing (and not via the valve rods 28).
  • an elastic support ring 32 is disposed on the support unit 27 over which this support is made to avoid metal to metal contact.
  • differently shaped elastic support members can on the support unit 27 and / or at the parts on which it is supported on its side remote from the second wall 2 side, to be arranged.
  • the support may, for example, as shown, via a plate-shaped part 33 of the support unit 27 take place, on which the support ring 32 is arranged or otherwise formed elastic support members could be arranged.
  • the actuators 25, 26 may be formed in a conventional manner, as is known from the mentioned in the introduction US 6,899,316 B2.
  • the support unit could therefore have a continuous bar-shaped part in which a series of cylinder rims are formed, in which pistons are arranged.
  • FIG. 29 shows a somewhat modified embodiment of an actuator 26.
  • a cup-shaped part 36 which has a cylinder space 37, is screwed to the plate-shaped part 33 (screw holes 38 are shown in FIG. 29).
  • a piston 39 is arranged, which is displaceable by means of compressed air in the cylinder chamber. From the piston 39, a piston rod 40 is actuated, to which the plate-shaped second closure member 23 is attached.
  • a vacuum valve designed in this way can be used, for example, in a vacuum system for carrying out processing steps on substrates under vacuum, in particular if a plurality of process chambers are present, in which parallel vacuum processes can be carried out.
  • the valve plate 7 remains in its open position and the opening and closing of the vacuum valve is performed by means of the second closure member 23, from which the second valve opening 24 can be released or sealed.
  • the first valve opening 6 is sealed by means of the valve plate 7.
  • the second closure member 23 is in its open position or its intermediate position.
  • the valve housing of the vacuum valve can be opened and the second closure member for the service to be carried out, as shown in Figures 26 and 27, the chamber to which the vacuum valve is connected via the first valve opening 6 and to this
  • the first valve opening 6 connected part of the vacuum system can hereby be kept under vacuum.
  • a differential pressure-resistant formation of the second closure member can be dispensed with against a differential pressure acting on its valve seat in the sense of lifting the second closure member up to atmospheric pressure. If a higher pressure acting in this direction is to be sealed, this can be done via the valve plate 7.
  • Forming an L-valve could also be used in a differently designed L-valve.
  • the movement and adjustment of the second closure member 23 could also take the form of a slide valve, wherein in the end portion of the closing movement, the second closure member is spread by a support plate and preferably also a arranged on the opposite side of the support plate support plate is spread apart from the support plate.
  • the support plate or, if present, the support plate can in this case be supported analogously to the plate-shaped part 33 on the valve plate 7 and on a part located behind the first valve opening 6 (relative to the main closing direction 14).
  • only one type of actuator has to be provided, which is the respective one or more Adjusted valve rod and adjusted here by the second closure member 23 over the entire closing path.

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Abstract

Bei einem Vakuumventil umfassend eine Wand (1) mit einer Ventilöffnung (6) und einem die Ventilöffnung (6) umgebenden Ventilsitz und eine Ventilplatte (7) wird die Ventilplatte (7) beim Schließen des Vakuumventils ausgehend von der Offenstellung der Ventilplatte (7) über einen Hauptabschnitt des Schließweges in eine Hauptschließrichtung (14) verstellt wird, die parallel zur Ventilplatte (7) und parallel zur Ebene der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes ist, und im Anschluss an den Hauptabschnitt des Schließweges zur Heranführung der Ventilplatte (7) an den Ventilsitz über einen winkelig zur Ventilplatte (7) und winkelig zur Ebene der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes verlaufenden Endabschnitt des Schließweges verstellt. Mindestens ein die Ventilplatte (7) über den Endabschnitt des Schließweges führendes Führungselement (15, 16), welches mit einem an der Ventilplatte (7) angeordneten Führungselement (17, 18) zusammenwirkt, ist an der Wand (1) angeordnet, wobei die Führung der Ventilplatte (7) über den Endabschnitt des Schließweges durch winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehende Führungsflächen (19, 20, 21, 22) erfolgt, von denen mindestens eine an einem Führungselement (17, 18) der Ventilplatte (7) oder an einem an der Wand (1) angeordneten Führungselement (15, 16) angeordnet ist.

Description

Vakuumventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumventil umfassend eine Wand mit einer Ventilöffnung und einem die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz, der eine in einer Ebene liegende Dichtfläche oder einen in einer Ebene liegenden Dichtring aufweist, und eine Ventil- platte, die über einen Schließweg von einer Offenstellung, in der sie die Ventilöffnung freigibt, in eine Schließstellung verstellbar ist, in der sie die Ventilöffnung verschließt und die einen Dichtring, der in der Schließstellung an die Dichtfläche des Ventilsitzes angedrückt ist, oder eine Dichtfläche aufweist, an die in der Schließstellung der Dichtring des Ventilsitzes angedrückt ist, wobei die Ventilplatte beim Schließen des Vakuumventils aus- gehend von der Offenstellung der Ventilplatte über einen Hauptabschnitt des Schließweges in eine Hauptschließrichtung verstellt wird, die parallel zur Ventilplatte und parallel zur Ebene der Dichtfläche bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes ist, und im Anschluss an den Hauptabschnitt des Schließweges zur Heranführung der Ventilplatte an den Ventilsitz über einen winkelig zur Ventil platte und winkelig zur Ebene der Dichtfläche bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes verlaufenden Endabschnitt des Schließweges verstellt wird.
Vakuumventile nach Art von Plattenventilen, bei denen die Ventilöffnung durch eine Ventilplatte verschlossen wird, die gegen den die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz angedrückt wird, sind in vielen unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt geworden. Um hierbei die aus einem elastischen Material bestehende Dichtung nicht einer zu starken Scherbeanspruchung auszusetzen, ist es bekannt, die Schließbewegung der Ventilplatte zweistufig durchzuführen. In einem ersten Abschnitt des Schließweges, der den Großteil der Erstreckung des Schließweges umfasst, wird die Ventilplatte von einer die Ventilöffnung freigebenden Offenstellung in eine die Ventilöffnung überdeckende, vom Ventilsitz aber noch abgehobene Zwischenstellung verfahren. Im Endabschnitt des Schließweges wird die Ventilplatte von der Zwischenstellung in die Schließstellung verfahren, in der sie an den Ventilsitz angedrückt ist und die Ventilöffnung abdichtet.
Bei einer herkömmlichen Art von Schieberventilen wird dieser zweistufige Bewegungsvor- gang der Ventilplatte durch mechanische Elemente bewirkt, die zwischen einer vom mindestens einen Aktuator bewegten Tragplatte und der Ventilplatte angeordnet sind. Es kann sich bei diesen mechanischen Elementen um Rollkörper, die in keilförmigen Spalten zwischen der Ventilplatte und der Tragplatte geführt sind, Hebelmechanismen oder Kippelementen zwischen diesen beiden Platten handeln. Um eine Verbiegung der Ventilstange beim zweiten Bewegungsschritt zu vermeiden bzw. zu begrenzen, stützt sich die Tragplatte oder eine ebenfalls über zum Aufspreizen dienende mechanische Elemente mit der Tragplatte verbundene Stützplatte gegen eine dem Ventilsitz gegenüberliegende Wand des Ventilgehäuses ab. Derartige Schieberventile sind beispielsweise aus der US 4,560,141 A, der DE 3 209 217 C2, der DE 3224387 C2 und der US 3,185,435 A bekannt
Weiters kann der zweite Abschnitt der Schließbewegung durch eine Verschwenkung der . Ventilstange um eine rechtwinkelig zur Ventilstange liegende Achse erreicht werden. Diese Verschwenkung der Ventilstange kann beispielsweise über eine Kulissenführung erreicht werden, vergleiche z.B. US 7,066,443 B2, oder über eigene Aktuatoren, vergleiche z.B. US 7,059,583 B2, US 6,390,448 B1 oder DE 19 633 798 A1.
Weiters ist es bekannt, den zweiten Abschnitt der Schließbewegung dadurch auszuführen, dass die Ventilplatte mittels mindestens eines Aktuators gegenüber einer Tragplatte verstellbar ist, welche ihrerseits mittels mindestens eines Aktuators über den ersten Abschnitt des Schließweges verstellbar ist. Derartige Vakuumventile sind beispielsweise aus der US 6,056,266 und der US 6,899,316 B2 bekannt.
Aus der US 6,776,394 B2 ist weiters ein sogenanntes Pendelventil bekannt, bei der die Ventilplatte im ersten Schritt nicht linear verschoben wird sondern entlang eines Kreisbogens verschwenkt wird. Um eine ausreichende Anpresskraft der Ventilplatte an den Ventilsitz zu erreichen sind hier im Ventilgehäuse verstellbare Stößel vorgesehen, mit denen die Ventilplatte an den Ventilsitz angedrückt werden kann. Aus der US 2007/0 228 314 A1 geht ein Pendelventil hervor, bei dem die verstellbaren Stößel in der Ventilplatte gelagert sind und sich am Gehäuse abstützen.
Bei einem anderen Typ von Plattenventilen bzw. Schieberventilen werden die Dichtfläche und der Dichtring in dreidimensionaler Weise derart ausgebildet, dass beim geradlinigen Einfahren der Ventilplatte in den Ventilsitz keine. Scherbelastungen auf die elastomere Dichtung wirken. Die Ventilplatte wird über ihrem gesamten Schließweg von ihrer Offenstellung bis in ihre Schließstellung geradlinig verschoben. Ein derartiges Ventil ist beispielsweise aus der US 4,921,213 bekannt. Es ist weiters bekannt geworden, zwei unabhängig voneinander betätigbare Verschlussglieder in einem gemeinsamen Ventifgehäuse anzuordnen, wobei vom ersten Verschlussglied eine erste Ventilöffnung und vom zweiten Verschlussglied eine zweite Ventilöffnung abdichtbar ist.
Plattenventile, bei denen im ersten Abschnitt der Schließbewegung die Ventilplatte parallel zur Ebene des Ventilsitzes linear verschoben wird und im Endabschnitt der Schließbewegung im Wesentlichen rechtwinkelig hierzu zum Ventilsitz verschoben wird und an diesen angedrückt wird, werden auch als L-Ventile bezeichnet. Wenn im Endabschnitt der Schließbewegung die Bewegung schräg zur Bewegungsrichtung des ersten Schrittes und zur Ebene des Ventilsitzes erfolgt, so wird auch die Bezeichnung J-Ventil verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Vakuumventil der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine einfache Ausbildung aufweist, wobei sich ein in erfindungsgemäßer Wei- se ausgebildetes Vakuumventil insbesondere für langgestreckte bzw. schlitzförmige Ventilöffnungen eignet. Erfindungsgemäß gelingt dies bei einem Vakuumventil der eingangs genannten Art dadurch, dass mindestens ein die Ventilplatte über den Endabschnitt des Schließweges führendes Führungselement, welches mit einem an der Ventilplatte angeordneten Führungselement zusammenwirkt, an der Wand angeordnet ist, wobei die Füh- rung der Ventilplatte über den Endabschnitt des Schließweges durch winkelig zur Ebene der Dichtfläche bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehende Führungsflächen erfolgt, von denen mindestens eine an einem Führungselement der Ventilplatte oder an einem an der Wand angeordneten Führungselement angeordnet ist.
Durch die Anordnung des mindestens einen Führungselementes, welches die Ventilplatte über den Endabschnitt des Schließweges führt, an der die Ventilöffnung aufweisenden Wand, kann eine einfache platzsparende Konstruktion erreicht werden. Hierbei kann eine für das Andrücken der Ventilplatte an den Ventilsitz auszuübende Andrückkraft direkt von der die Ventilöffnung aufweisenden Wand aufgenommen werden, was insbesondere bei langgestreckten bzw. schlitzförmigen Ventilöffnungen vorteilhaft ist (da Toleranzen oder Flexibilitäten anderer Teile des Vakuumventils nicht ein über die Länge der Ventilöffnung gleichmäßiges Andrücken der Ventilplatte an den Ventilsitz beeinflussen).
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind vor und hinter (bezogen auf die Hauptschließrichtung) der Ventilöffnung Führungselemente zum Führen der Schließbewegung der Ventilplatte über den Endabschnitt ihres Schließweges an der Wand angeord- net, die mit Führungselementen der Ventilplatte zusammenwirken. Mindestens eines der beiden jeweils zusammenwirkenden Führungselemente weist hierbei eine winkelig zur Ventilplatte und winkelig zur Ebene der Dichtfläche bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehende Führungsfläche auf (diese Führungsfläche liegt also nicht parallel zur Ebene der Dichtfläche bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes). Diese Führungsflächen, die auch als Schrägflächen bezeichnet werden können, weisen hierbei bevorzugterweise einen konstanten Neigungswinkel auf, wobei aber auch ein sich ändernder Neigungswinkel denkbar und möglich ist. Anstelle der Anordnung des mindestens einen hinter der Ventilöffnung (bezogen auf die Hauptschließrichtung) angeordneten Führungselements an der Wand könnte das mindestens eine angeordnete Führungselement auch an einer Seitenwand des Vakuumventils angeordnet sein, die von der die Ventilöffnung aufweisenden Wand absteht.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein vor (bezogen auf die Hauptschließrichtung) der Ventilöffnung sich befindender Vorsprung der Wand oder an der Wand angebrachtes und von dieser abstehendes Teil in eine Vertiefung in der Ventilplatte ragt. Hierbei bilden der Vorsprung der Wand bzw. das an der Wand angebrachte und von dieser abstehende Teil und die Vertiefung, gegebenenfalls in Verbindung mit daran angeordneten Teilen, z.B. Führungsrollen, zusammenwirkende Führungselemen- te zur Führung des Ventiltellers über den Endabschnitt des Schließweges. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Vorsprung der Ventilplatte oder ein an der Ventilplatte angebrachtes und von dieser abstehendes Teil in eine vor (bezogen auf die Hauptschließrichtung) der Ventilöffnung liegende Vertiefung in der Wand ragt. Hierbei bilden der Vorsprung der Ventilplatte bzw. das von der Ventilplatte abstehende Teil und die Vertiefung, gegebenenfalls zusammen mit daran angeordneten Teilen, z.B. Führungsrollen, Führungselemente zur Führung der Ventilplatte über den Endabschnitt des Schließweges.
Das mindestens eine hinter der Ventilöffnung (bezogen auf die Hauptschließrichtung) sta- tionär zur Wand angeordnete Führungselement kann von einem Vorsprung der Wand, einem an der Wand angebrachten und von dieser abstehenden Teil, einer Vertiefung in der von der Wand abstehenden Seitenwand, einem Vorsprung der Seitenwand oder einem an der Seitenwand angebrachten und von dieser abstehenden Teil gebildet werden.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung bildet die Ventilplatte das einzige Verschlussglied des Vakuumventils. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich zur Ventil platte, die ein erstes Verschlussglied des Vakuumventils zum Verschluss der ersten Ventilöffnung in der ersten Wand bildet, ein zweites Verschlussglied vorhanden sein, welches zum Verschluss einer zweiten Ventilöffnung in einer zweiten Wand dient. Beide Verschlussglieder sind hierbei innerhalb des Innenraums eines Ventilgehäuses des Vakuumventils angeordnet, wobei die erste und die zweite Wand Teil dieses Ventilgehäuses sind und vorzugsweise den Innenraum auf gegenüberliegenden Seiten begrenzen. Die beiden Verschlussglieder sind unabhängig voneinander betätigbar.
Der Verschluss der zweiten Ventilöffnung mit dem zweiten Verschlussglied kann beispiels- weise nach Art eines L-Ventils ausgebildet sein. Durch das rechtwinkelige Aufsetzen des Dichtrings auf die Dichtfläche wird die Belastung des Dichtrings möglichst gering gehalten, sodass dieses zweite Verschlussglied für eine Vielzahl von Schließ- und Öffnungsvorgängen ausgelegt ist. Auch eine Ausbildung in Form eines J-Ventils oder eine andere Ausbildung des Verschlusses der zweiten Ventilöffnung mit dem zweiten Verschlussglied ist denkbar und möglich.
Ein mit einem zusätzlichen zweiten Verschlussglied ausgestattetes erfindungsgemäßes Vakuumventil kann beispielsweise als Transferventil zur Durchführung von Substraten in einer Vakuum-Prozessanlage eingesetzt werden. Das Öffnen und Schließen des Vakuum- ventils im Normalbetrieb wird mit dem zweiten Verschlussglied durchgeführt. Wenn ein Service des zweiten Verschlussgliedes erforderlich wird, so kann das Vakuumventil mit dem ersten Verschlussglied geschlossen werden und in der Folge der Service am ersten Verschlussglied durchgeführt werden, ohne dass der durch Verschluss der ersten Ventilöffnung mittels des ersten Verschlussgliedes abgeschlossene Teil der Vakuumanlage geflutet werden muss.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Vakuumventils gemäß der Erfindung in der Offenstellung der Ventilplatte, in Ansicht;
Fig. 2 eine Ansicht auf die gegenüberliegende Seite des Ventils von Figur 1, wobei die in Figur 2 vorne liegende Wand des Ventilgehäuses weggelassen ist; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie AA von Figur 1; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie BB von Figur 1 ; Fig. 5 u. 6 Darstellungen des Vakuumventils entsprechend den Figuren 1 und 2, aber in der Schließstellung der Ventilplatte;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie CC von Figur 5;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie DD von Figur 5; Fig. 9 einen Schnitt entsprechend Figur 8, aber in einer Zwischenstellung der Ventilplatte;
Fig. 10 u. 11 vergrößerte Ausschnitte von Figur 9; Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie EE von Figur 5;
Fig. 13 eine Schrägsicht des Vakuumventils gemäß dem ersten Ausführungsbei- spiel, in der Offenstellung der Ventilplatte;
Fig. 14 einen Schnitt entsprechend Figur 10 einer modifizierten Ausführungsform;
Fig. 15 einen Schnitt entsprechend Figur 11 einer weiteren modifizierten Ausführungsform; Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vakuumventils gemäß der Erfin- düng, in der Offenstellung beider Verschlussglieder;
Fig. 17 einen Schnitt entlang der Linie FF von Figur 16;
Fig. 18 einen Schnitt entsprechend Figur 17, aber in einer Zwischenstellung des zweiten Verschlussgliedes;
Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie GG von Figur 16, wobei sich aber das zweite Verschlussglied in der in Figur 18 dargestellten Zwischenstellung befindet;
Fig. 20 einen Schnitt entsprechend Figur 18, aber in der Schließstellung des zweiten Verschlussgliedes;
Fig. 21 eine Ansicht des Vakuumventils entsprechend dieser weiteren Ausführungsform, wobei sich das erste Verschlussglied in der Schließstellung und das zweite Ver- schlussglied in einer Zwischenstellung befindet;
Fig. 22 einen Schnitt entlang der Linie Il von Figur 21;
Fig. 23 einen Schnitt entlang der Linie HH von Figur 21;
Fig. 24 eine Ansicht des Vakuumventils gemäß dieser weiteren Ausführungsform von der gegenüberliegenden Seite; Fig. 25 einen Schnitt entlang der Linie JJ von Figur 24;
Fig. 26 einen Schnitt entsprechend Figur 23, aber mit abmontiertem zweiten Verschlussglied;
Fig. 27 einen Schnitt in der gleichen Schnittebene wie Figur 25, aber in die entgegengesetzte Blickrichtung und mit abmontiertem Verschlussglied; Fig. 28 eine Schrägsicht des Vakuumventils gemäß diesem weiteren Ausführungsbeispiel, in der Schließstellung des zweiten Verschlussgliedes; Fig. 29 einen Schnitt durch einen Aktuator für das zweite Verchlussglied.
Analoge Teile sind in den verschiedenen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 13 erläutert. Das Vakuumventil gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist ein Ventilgehäuse mit Wänden 1 , 2 und Seitenwänden 3, 4, 43, 44 auf, die einen Innenraum 5 umschließen, der einen Vakuumbereich des Ventils darstellt, d.h. im an Ventilkammern angeschlossenen Zustand des Ventils kann im Innenraum 5 ein Vakuum aufrecht erhalten werden.
Die Wand 1 besitzt eine Ventilöffnung 6, welche von einer Ventilplatte 7 verschließbar ist. Die gegenüberliegende Wand 2 weist ebenfalls eine Öffnung 8 auf. Die Ventilöffnung 6, der Innenraum 5 und die Öffnung 8 bilden einen Durchgangskanal durch das Vakuumventil.
Das Ventilgehäuse ist in herkömmlicher Weise mittels Flanschen, die an der ersten und zweiten Wand 1 , 2 ausgebildet oder angeordnet sind, mit anderen Teilen einer Vakuumanlage verbindbar. Diese Flansche sind in der schematischen Zeichnung nicht dargestellt.
Im vollständig geöffneten Zustand des Vakuumventils befindet sich die Ventilplatte 7 in ihrer Offenstellung (vgl. Figuren 1 bis 4) und gibt die Ventilöffnung 6 frei, vorzugsweise vollständig, d.h. in Richtung der Achse 9 der Ventilöffnung 6 gesehen überdeckt sie die Ventilöffnung 6 nicht.
Im vollständig geschlossenen Zustand des Vakuumventils befindet sich die Ventilplatte 7 in ihrer Schließstellung (vgl. Figuren 5 bis 8), wobei sie an einen die Ventilöffnung 6 umgebenden Ventilsitz angedrückt ist. Der Ventilsitz wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von einer Dichtfläche 10 gebildet, an den ein an der Ventilplatte 7 angeordneter elastischer Dichtring 11 angedrückt ist. In einer modifizierten Ausführungsform könnte der Dichtring auch am Ventilsitz und die Dichtfläche am Ventil angeordnet sein. Der Dichtring 11 besteht aus einem geeigneten elastomeren Material, beispielsweise Viton.
Zur Verstellung der Ventilplatte 7 über ihren Schließweg von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung und über den umgekehrten Öffnungsweg zurück dienen zwei Aktuatoren 12, die als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet sind. Es könnte auch nur ein Aktuator eingesetzt werden. Auch mehr als zwei Aktuatoren könnten eingesetzt werden. Die einge- setzten Aktuatoren könnten auch in anderer Form ausgebildet sein, beispielsweise als Elektromotoren mit geeigneten Getriebemitteln.
Ein jeweiliger Aktuator 12 verschiebt eine jeweilige Ventilstange 13 achsial, wobei an den Ventilstangen die Ventilplatte 7 angebracht ist. Auch mehr oder weniger als die gezeigten zwei Ventilstangen 13 könnten vorgesehen sein.
Die Aktuatoren 12 dienen jeweils zur Verstellung der Ventilplatte 7 über ihren gesamten Schließweg. Es sind also nicht separate Aktuatoren für verschiedene Abschnitte des Schließweges vorhanden.
Bei der Verstellung der Ventilplatte 7 ausgehend von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung wird die Ventilplatte zunächst über einen Hauptabschnitt des Schließweges, der den Großteil des Schließweges ausmacht, in eine Hauptschließrichtung 14 geradlinig ver- schoben. Hierbei wird die Ventilplatte 7 in ihrer Ebene verschoben, d.h. die Hauptschließrichtung 14 liegt parallel zur Ventilplatte 7. Weiters liegt die Hauptschließrichtung 14 parallel zur Ebene 45, in der die Dichtfläche 10 des Ventilsitzes angeordnet ist. Falls am Ventilsitz in der genannten modifizierten Ausführungsform einen Dichtring angeordnet ist, liegt die Hauptschließrichtung 14 parallel zur Ebene 45, in der der Dichtring des Ventilsitzes angeordnet ist.
In der Folge wird die Ventilplatte 7 über einen Endabschnitt des Schließweges winkelig (d.h. nicht parallel) zur Hauptebene der Ventilplatte und winkelig zur Ebene 45 der Dichtfläche 10 des Ventilsitzes bzw., falls ein Dichtring am Ventilsitz angeordnet ist, winkelig zur Ebene 45 des Dichtrings des Ventilsitzes verstellt, bis die Ventilplatte 7 an den Ventilsitz angelegt ist und der Dichtring 11 an die Dichtfläche 10 angedrückt ist. In dieser Schließstellung der Ventilplatte 7 ist die Ventilöffnung 6 von der Ventilplatte 7 abgedichtet. Die Verschiebung der Ventilplatte über den Endabschnitt des Schließweges erfolgt unter elastischer Verbiegung der Ventilstangen 13.
In den Figuren 9 bis 11 ist die Zwischenstellung der Ventilplatte 7 dargestellt, welche diese am Ende des Hauptabschnitts des Schließweges bzw. am Anfang des Endabschnitts des Schließweges einnimmt. Es ist ersichtlich, dass die Ventilplatte die Ventilöffnung in Richtung der Achse 9 der Ventilöffnung gesehen überdeckt, vom Ventilsitz aber noch abgeho- ben ist. Um die Führung der Ventilplatte 7 über den Endabschnitt des Schließweges zu bewirken, sind an der Wand 1 angeordnete Führungselemente 15, 16 vorgesehen, die mit Führungselementen 17, 18 der Ventilplatte 7 zusammenwirken. Hierbei ist bezogen auf die Hauptschließrichtung 14 vor und hinter der Ventilöffnung 6 jeweils mindestens ein zur Wand 1 stationäres Führungselement 15, 16 vorhanden, von denen zumindest das mindestens eine vor der Ventilöffnung 6 liegende Führungselement 15 an der Wand 1 angeord- net ist. Das mindestens eine hinter der Ventilöffnung ό liegende Führungselement 16 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls an der Wand 1 angeordnet. Auch eine Anordnung an der Seitenwand 3, welche von der die Ventilöffnung 6 aufweisenden Wand 1 absteht, ist denkbar und möglich, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.
Die an der Wand 1 angeordneten Führungselemente 15 und 16 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel von an der Wand 1 angeordneten Vorsprüngen gebildet, die als separate, an der Wand 1 angebrachte Teile ausgebildet sind. Auch eine mit der Wand 1 einstückige Ausbildung von solchen Vorsprüngen ist denkbar und möglich.
Die an der Wand 1 angeordneten Führungselemente 15 und 16 weisen Führungsflächen 19, 20 auf, die winkelig zur Ebene 45 stehen, in der die Dichtfläche 10 des Ventilsitzes liegt bzw., falls am Ventilsitz ein Dichtring angeordnet ist, in der der Dichtring des Ventilsitzes liegt.
In Richtung quer zur Hauptschließrichtung 14 sind mehrere an der Wand 1 vor der Ventilöffnung angeordnete Führungselemente 15 vorgesehen, wie dies insbesondere aus den Figuren 2, 6 und 12 ersichtlich ist (in den Figuren 2 und 6 ist zwar die vordere Wand 1 weggelassen, die an der Wand 1 angebrachten Führungselemente 15, 16 sind aber dargestellt). Ein jeweiliges Führungselement 15 ragt in eine Vertiefung, die an der der Wand 1 zugewandten Seite der Ventilplatte 7 in dieser ausgenommen ist und die einen eine Führungsfläche 21 bildenden Wandabschnitt umfasst, der einen hinterschnittenen Bereich der Vertiefung begrenzt. Die Führungsfläche 21 wirkt im Endabschnitt des Schließweges mit der Führungsfläche 19 des jeweiligen Führungselements 15 zusammen. Die Führungsfläche 21 steht winkelig zur Ebene 45, in der die Dichtfläche 10 des Ventilsitzes liegt bzw., falls ein Dichtring am Ventilsitz angeordnet ist, in der der Dichtring des Ventilsitzes liegt. Die jeweilige, eine Führungsfläche 21 aufweisende Vertiefung bildet ein Führungselement 17 der Ventilplatte 7.
Anstelle von mehreren, quer zur Hauptschließrichtung voneinander beabstandeten Vertie- fungen in der Ventilplatte 7 könnte auch eine durchgehende Vertiefung vorhanden sein, in welche die Führungselemente 15 ragen oder ein durchgehendes leistenartiges Führungs- element 15 ragt. Zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität der Ventilplatte 7 müsste diese dann mit einer entsprechenden insgesamten Dicke ausgebildet sein.
Mit dem hinter der Ventilöffnung 6 an der Wand 1 angeordneten Führungselement 16 wirkt ein Führungselement 18 der Ventilplatte 7 zusammen, welches an einem am vorderen (bezogen auf die Hauptschließrichtung 14) Rand der Ventilplatte 7 abstehenden Fortsatz gebildet wird, der an seiner von der Wand 1 abgelegenen Seite eine Führungsfläche 22 aufweist, die winkelig zur Ebene 45 steht, in der die Dichtfläche 10 des Ventilsitzes liegt bzw., falls am Ventilsitz ein Dichtring angeordnet ist, in der der Dichtring des Ventilsitzes liegt. Die Führungsfläche 22 des Führungselements 18 wirkt mit der Führungsfläche 20 des an der Wand 1 angeordneten Führungselements 16 zusammen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel stehen somit jeweils beide der zusammenwirkenden Führungsflächen 19, 21 ; 20, 22 winkelig zur genannten Ebene 45 der Dichtfläche 10 bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes. Denkbar und möglich wäre es aber auch, dass jeweils nur eine der beiden zusammenwirkenden Führungsflächen 19, 21 ; 20, 22 winkelig zur Ebene 45 der Dichtfläche 10 bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht.
Der Winkel einer jeweiligen winkelig zur Ebene 45 der Dichtfläche 10 bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehenden Führungsfläche, den diese mit der genannten Ebene einschließt, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 8° und 40°, wobei ein Bereich zwischen 10° und 30° besonders bevorzugt ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zusammenwirkenden Führungsflächen 19, 21; 20, 22 jeweils eben ausgebildet Anstelle einer ebenen Ausbildung der jeweiligen winkelig zur genannten Ebene stehenden Führungsfläche könnte diese auch gekrümmt ausgebildet sein, d.h. ihr Winkel gegenüber der genannten Ebene würde sich über ihren Verlauf ändern. Hierbei könnte zusätzlich zu einem winkelig (gegebenenfalls mit sich änderndem Winkel) zur Ebene 45 stehenden Abschnitt auch eine Stelle oder ein Abschnitt vorhanden sein, in welchem die Führungsfläche parallel zur Ebene 45 liegt, insbesondere am Anfang (bezogen auf ihre Führungsfunktion beim Schließen der Ventilplatte 7) der Führungsfläche.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die eben ausgebildeten Führungsflächen parallel zueinander, wobei niedrige Flächenpressungen erzielt werden. Beim Schließen des Vakuumventils ausgehend von der Offenstellung der Ventilplatte 7 wird diese durch die Aktuatoren 12 zunächst in die Hauptschließrichtung 14 verschoben, bis die Führungselemente 15, 17; 16, 18 miteinander in Eingriff gelangen. Die Führungselemente wirken somit nur über den Endabschnitt der Schließbewegung, nicht aber über den Hauptabschnitt der Schließbewegung zusammen. Bei einer weiteren Verschiebung der Ventilplatte 7 durch die Aktuatoren 12, wobei die Ventilstangen 13 von den Aktuatoren 12 in die gleiche Richtung weiterbewegt werden, kommt es durch die Führung der Ventilplatte 7 mittels der zusammenwirkenden Führungselemente 15, 17; 16, 18 zu einer Bewegung der Ventilplatte winkelig zur Hauptschließrichtung 14, und zwar in eine Rich- tung die in der Ebene liegt, welche von der Hauptschließrichtung 14 und der Achse 9 der Ventilöffnung 6 aufgespannt wird. Hierbei wird die Ventilplatte an den Ventilsitz angenähert und schließlich an diesen angedrückt. Diese Führung der Ventilplatte 7 im Endabschnitt ihrer Schließbewegung könnte auch als Kulissenführung bezeichnet werden.
In Figur 14 ist eine Modifikation des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels des Vakuumventils dargestellt. Hier ist das gehäusefeste, hinter der Ventilöffnung 6 liegende (bezogen auf die Hauptschließrichtung 14) Führungselement 16 an der Seitenwand 3 angeordnet, und zwar ist es als Vertiefung in dieser Seitenwand ausgebildet, welche einen die Führungsfläche 20 bildenden Wandabschnitt besitzt, der einen hinterschnittenen Bereich der Vertiefung begrenzt. Das Führungselement 16 könnte auch als an der Seitenwand 3 angeordneter Vorsprung ausgebildet sein, der einstückig mit der Seitenwand 3 ausgebildet ist oder von einem an der Seitenwand 3 angebrachten Teil gebildet wird und die Führungsfläche 20 aufweist. Das Führungselement 16 wirkt mit einem an der Ventilplatte 6 angeordneten Führungselement 18 zusammen, welches eine Führungsfläche 22 aufweist. Die Führungsflächen 20, 22 sind analog wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 13 beschrieben ausgebildet.
Eine weitere mögliche Modifikation des anhand der Figuren 1 bis 13 beschriebenen Ausführungsbeispiels ist in Figur 15 dargestellt. Hier wird das an der Wand 1 angeordnete, vor der Ventilöffnung 6 liegende (bezogen auf die Hauptschließrichtung 14) Führungselement 15 bzw. ein jeweiliges solches Führungselement 15 von einer Vertiefung in der Wand 1 gebildet, welche eine von einem Wandabschnitt der Vertiefung gebildete Führungsfläche 19 aufweist. Dieses Führungselement 15 wirkt mit einem an der Ventilplatte 7 angeordneten Führungselement 17 zusammen, welches von einem an der Ventilplatte 7 angeordne- ten Vorsprung gebildet wird, der eine mit der Führungsfläche 19 zusammenwirkende Führungsfläche 21 aufweist. Der das Führungselement 17 bildende Vorsprung kann hierbei von einem an der Ventilplatte 7 angebrachten Teil oder einstückig mit der Ventilplatte 7 ausgebildet sein. Die Führungsflächen 19, 21 sind analog wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 13 beschrieben ausgebildet.
In einer möglichen Modifikation der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann von den zwei zusammen wirkenden Führungselementen 15, 17 oder 16, 18 eines anstelle einer Führungsfläche ein oder mehrere Rollen aufweisen, die an der Führungsfläche des anderen der beiden Führungselemente abrollen können, wobei diese Führungsfläche in beschriebener Weise winkelig zur Ebene 45 steht, in der die Dichtfläche 10 bzw. der Dichtring des Ventilsitzes liegt. So könnte beispielsweise das vor der Ventilöffnung 6 an der Wand 1 angeordnete Führungselement bzw. ein jeweiliges solches Führungselement 15 von einer Rolle gebildet werden, die von einem an der Wand 1 angebrachten und von diesem abstehenden Lagerteil drehbar gelagert ist. Analoges gilt für die Ausbildung des stationär zur Wand angeordneten Führungselements 16. Anstelle der stationär zur Wand 1 ange- ordneten Führungselemente 15, 16 könnten auch die Führungselemente 17, 18 der Ventilplatte 7 solche Rollen umfassen, die von Lagerteilen drehbar gelagert sind.
Die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Vakuumventils ist auch ohne ein geschlossenes Ventilgehäuse bzw. ohne eine der die Ventilöffnung 6 aufweisenden Wand 1 gegenüber- liegenden Wand 2 möglich. Die die Ventilöffnung 6 aufweisende Wand könnte auch Teil einer Vakuumkammer sein. Hierbei könnte die Ventilplatte 7 innerhalb der Kammer oder außerhalb der Kammer angeordnet sein. Solche Vakuumventile, durch welche eine Öffnung in der Wand einer Kammer absperrbar ist, werden auch als Türen bezeichnet.
Ein in erfindungsgemäßer Weise ausgebildetes Vakuumventil eignet sich insbesondere zum Verschluss von längserstreckten Ventilöffnungen 6, d.h. die quer zur Hauptschließrichtung 14 gemessene Länge der Ventilöffnung ist wesentlich größer als die in Richtung der Hauptschließrichtung 14 gemessene Breite. Beispielsweise kann die quer zur Hauptschließrichtung 14 gemessene Länge der Ventilöffnung 6 mindestens 100 cm betragen. Solche Ventilöffnungen werden für den Transfer von Substraten zwischen Vakuumkammern oder in den Vakuumbereich eingesetzt, beispielsweise bei der Bearbeitung von Paneelen für Flachbildschirme.
Ein erfindungsgemäßes Vakuumventil kann in eine Richtung differenzdruckfest (für Druck- unterschiede bis zu einer Atmosphäre) oder in beide Richtungen differenzdruckfest (für Druckunterschiede bis zu einer Atmosphäre) ausgebildet sein. Wenn das erfindungsgemäße Vakuumventil bei Anwendungen eingesetzt werden soll, bei denen eine Abdichtung der Ventilöffnung 6 nur für einen in Richtung eines Andrückens der Ventilplatte 7 an den Ventilsitz wirkenden Differenzdruck erforderlich ist, so könnte auch vorgesehen sein, dass die Ventilplatte 7 in ihrer Schließstellung durch den mindestens einen Aktuator nur relativ leicht an den Ventilsitz angedrückt wird und die volle Dichtkraft durch den Differenzdruck bewirkt wird. Die Kraft, mit der der Dichtring 11 an die Dichtfläche 10 durch die Wirkung des mindestens einen Aktuators 12 angedrückt wird, kann hierbei vorteilhafterweise weniger als 1 N/mm Dichtungslänge betragen (ohne einwir- kenden Differenzdruck). Beispielsweise kann diese Kraft 0,1 - 0,3N/mm Dichtungslänge betragen. Eine solche Ausbildung kann insbesondere bei einer Ausbildung des Vakuumventils als Tür eingesetzt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 16 bis 28 dargestellt. Zusätzlich zur Ventilplatte 7, die ein erstes Verschlussglied bildet, ist ein zweites Verschlussglied 23 vorhanden, welches unabhängig von der Ventilplatte 7 verstellbar ist. Zusätzlich zu der von der Ventilplatte 7 verschließbaren ersten Ventilöffnung 6 in der ersten Wand 1 ist eine zweite Ventilöffnung 24 in der zweiten Wand 2 vorhanden, welche in einer Offenstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 von diesem freigegeben wird und in einer Schließstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 von diesem abgedichtet wird.
Die Offenstellung des zweiten Verschlussgliedes, in der es die zweite Ventilöffnung 24 freigibt, ist in der Figur 17 dargestellt. Zum Schließen des zweiten Verschlussgliedes 23 ausgehend von dessen Offenstellung wird das zweite Verschlussglied 23 zunächst mittels mindestens eines Aktuators 25, im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Aktuatoren 25 vorhanden, in eine Hauptschließrichtung 46 verstellt. Vorzugsweise liegt die Hauptschließ- richtung 46 parallel und gleichgerichtet zur Hauptschließrichtung 14 der Ventilplatte 7. Beispielsweise könnte die Hauptschließrichtung 46 des zweiten Verschlussgliedes 23 auch parallel und entgegengerichtet zur Hauptschließrichtung 14 der Ventilplatte 7 liegen. Wenn eine Zwischenstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 erreicht ist, in der das zweite Verschlussglied die zweite Ventilöffnung 24 überdeckt, vom die zweite Ventilöffnung 24 umgebenden Ventilsitz aber noch abgehoben ist (vgl. Fig. 18 und 19), so ist die Verstellung des zweiten Verschlussglieds 23 mittels des mindestens einen Aktuators 25 abgeschlossen. Es folgt die Verstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 mittels mindestens eines weiteren Aktuators 26. In den Figuren 17 bis 20, 22, 23 und 25 ist der Aktuator 26 nur schematisch als Block dargestellt. Eine mögliche Ausbildung des Aktuators ist in Fig. 29 dargestellt. Vorzugsweise sind in Richtung quer zur Hauptschließrichtung 46 bzw. parallel zur Längserstreckung der zweiten Ventilöffnung 24 mehrere Aktuatoren 26 vorhanden, die synchron betätigt werden.
Das zweite Verschlussglied 23 wird somit von einer Trageinheit 27 getragen, welche den mindestens einen Aktuator 26 umfasst. Im gezeigten Ausführungsbeispie! ist die Trageinheit 27 ist an zwei Ventilstangen 28 gehalten. Es können auch mehr oder weniger als zwei Ventilstangen 28 vorgesehen sein. Die Trageinheit 27 ist an der mindestens einen Ventilstange 28 gehalten. Eine jeweilige Ventilstange 28 wird vom jeweiligen Aktuator 25 ver- schoben, wobei die Trageinheit 27 und mit ihr das zweite Verschlussglied 23 in die Hauptschließrichtung des zweiten Verschlussgliedes 23 verstellt wird.
Die Verbindung des zweiten Verschlussgliedes 23 mit der Trageinheit 27 erfolgt über den mindestens einen an der Trageinheit 27 angeordneten Aktuator 26, der das zweite Ver- Schlussglied 23 rechtwinkelig zur Hauptschließrichtung des zweiten Verschlussgliedes bzw. parallel zur Achse 29 der zweiten Ventilöffnung 24 in der Wand 2 verstellt. Dadurch kann das zweite Verschlussglied 23 ausgehend von der in den Figuren 18 und 19 dargestellten Zwischenstellung in Richtung zum die zweite Ventilöffnung 24 umgebenden Ventilsitz verschoben werden und an diesen angelegt werden, wobei ein elastischer Dichtring 30 an eine Dichtfläche 31 angedrückt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dichtring 30 am zweiten Verschlussglied 23 angeordnet und die Dichtfläche 31 am Ventilsitz angeordnet. Eine umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich.
Wenn das zweite Verschlussglied 23 mittels des mindestens einen Aktuators 26 an den die zweite Ventilöffnung 24 umgebenden Ventilsitz angedrückt wird, so stützt sich die Trageinheit 27 auf der der zweiten Ventilöffnung 24 abgewandten Seite ab. Hierbei biegen sich die Ventilstangen 28 etwas. Auf diese Weise wird die zum Andrücken des zweiten Verschlussgliedes 23 an den Ventilsitz benötigte Andrückkraft im Wesentlichen über das Ventilgehäuse (und nicht über die Ventilstangen 28) übertragen.
Die Abstützung der Trageinheit 27 in der Schließstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 erfolgt zum Einen an der Ventilplatte 7 und zum Anderen an dem mindestens einen bezogen auf die Hauptschließrichtung 14 hinter der Ventilöffnung 6 angeordneten Führungselement 16. Hierbei ist an der Trageinheit 27 ein elastischer Abstützring 32 angeordnet, über welchen diese Abstützung erfolgt, um einen Kontakt Metall auf Metall zu vermeiden. Auch anders ausgebildete elastische Abstützteile können an der Trageinheit 27 und/oder an den Teilen, an denen sie sich auf ihrer von der zweiten Wand 2 abgewandten Seite abstützt, angeordnet sein.
Die Abstützung kann beispielsweise wie dargestellt über ein plattenförmiges Teil 33 der Trageinheit 27 erfolgen, an dem der Abstützring 32 angeordnet ist oder in anderer Weise ausgebildete elastische Abstützteile angeordnet sein könnten.
Auf der bezogen auf die Hauptschließrichtung 14 hinter der Ventilöffnung 6 liegenden Seite ist eine Abstützung auch an einem anderen gehäusefesten Teil möglich, das an der Wand 1 oder an der von der Wand 1 abstehenden Seitenwand 3 angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, wenn in der Offenstellung der Ventilplatte 7 ein bezogen auf die Hauptschließrichtung 14 vorderer Abschnitt der Ventilplatte 7 an die Wand 1 angedrückt ist, um eine definierte stabile Position dieses vorderen Abschnittes der Ventilplatte 7, an welchem die Abstützung der Trageinheit 27 erfolgt, zu erhalten. Diese Anlage des vorderen Abschnitts der Ventilplatte 7 an der Wand 1 kann durch zusammenwirkende Führungsflächen 34, 35 der Führungselemente 15, 17 erfolgen. Hierbei steht mindestens eine dieser Führungsflächen 34, 35 winkelig zur Ebene 45 der Dichtfläche 10 bzw. des Dichtrings des die Ventilöffnung 6 umgebenden Ventilsitzes. Anstelle von zusammenwirkenden Führungsflä- chen könnte auch eines der beiden Führungselemente 15, 17 mindestens eine Rolle aufweisen, die über die Führungsfläche des anderen der beiden Führungselemente 15, 17 abrollt.
Die Aktuatoren 25, 26 können in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, wie dies aus der in der Beschreibungseinleitung genannten US 6,899,316 B2 bekannt ist. Die Trageinheit könnte demnach ein durchgehendes balkenförmiges Teil aufweisen, in dem eine Reihe von Zylinderreimen ausgebildet sind, in welchen Kolben angeordnet sind. Figur 29 zeigt eine dem gegenüber etwas modifizierte Ausführungsform eines Aktuators 26. Ein topfför- miges Teil 36, welches einen Zylinderraum 37 aufweist, ist am plattenförmigen Teil 33 an- geschraubt (Schraublöcher 38 sind in Fig. 29 dargestellt). Im Zylinderraum 37 ist ein Kolben 39 angeordnet, der mittels Druckluft im Zylinderraum verschiebbar ist. Vom Kolben 39 wird eine Kolbenstange 40 betätigt, an der das plattenförmige zweite Verschlussglied 23 befestigt ist. Zur Abdichtung zwischen dem topfförmigen Teil 36 und dem Kolben 39 dient ein Balg 41. Eine Feder 42 spannt den Kolben 39 in eine Position vor, in welcher das zweite Verschlussglied 23 vom die zweite Ventilöffnung 24 umgebenden Ventilsitz abgehoben ist. Ein in dieser Weise ausgebildetes Vakuumventil kann beispielsweise in einer Vakuumanlage zur Durchführung von Bearbeitungsschritten an Substraten unter Vakuum eingesetzt werden, insbesondere wenn mehrere Prozesskammern vorhanden sind, in welchen parallel Vakuumprozesse durchgeführt werden können. Im Normalbetrieb verbleibt die Ventilplat- te 7 in ihrer Offenstellung und das Öffnen und Schließen des Vakuumventils wird mittels des zweiten Verschlussgliedes 23 durchgeführt, von dem die zweite Ventilöffnung 24 freigegeben oder abgedichtet werden kann. Wenn ein Service des zweiten Verschlussgliedes erforderlich ist, beispielsweise der elastische Dichtring 30 gewechselt werden muss, so wird die erste Ventilöffnung 6 mittels der Ventilplatte 7 abgedichtet. Hierbei befindet sich das zweite Verschlussglied 23 in seiner Offenstellung oder seiner Zwischenstellung. In der Folge kann das Ventilgehäuse des Vakuumventils geöffnet werden und das zweite Verschlussglied für den durchzuführenden Service entfernt werden, wie dies in den Figuren 26 und 27 dargestellt ist Die Kammer, an der das Vakuumventil über die erste Ventilöffnung 6 angeschlossen ist bzw. der an diese erste Ventilöffnung 6 angeschlossene Teil der Vaku- umanlage kann hierbei unter Vakuum gehalten werden. Nach dem durchgeführten Service und der Montage des zweiten Verschlussgliedes kann das Ventilgehäuse wiederum geschlossen werden und nach dem erfolgten Abpumpen die Ventilplatte 7 geöffnet werden.
Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Vakuumventil kann eine differenzdruckfeste Aus- bildung des zweiten Verschlussgliedes gegen einen im Sinne einer Abhebung des zweiten Verschlussgliedes von dessen Ventilsitz wirkenden Differenzdruck, der bis zu Atmosphärendruck beträgt, entfallen. Wenn ein höherer in diese Richtung wirkender Differenzdruck abgedichtet werden soll, so kann dies über die Ventilplatte 7 erfolgen.
Anstelle der Verstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 nach Art der beschriebenen
Ausbildung eines L-Ventils könnte auch ein in anderer Weise ausgebildetes L-Ventil eingesetzt werden. Die Bewegung und Verstellung des zweiten Verschlussgliedes 23 könnte auch nach Art eines Schieberventils erfolgen, bei welchem im Endabschnitt der Schließbewegung das zweite Verschlussglied von einer Tragplatte abgespreizt wird und vorzugs- weise auch eine auf der gegenüberliegenden Seite der Tragplatte angeordnete Stützplatte von der Tragplatte abgespreizt wird. Die Tragplatte bzw., falls vorhanden, die Stützplatte kann sich hierbei analog dem plattenförmigen Teil 33 an der Ventilplatte 7 und an einem hinter der ersten Ventilöffnung 6 (bezogen auf die Hauptschließrichtung 14) liegenden Teil abstützen. Bei der Ausbildung nach Art eines Schieberventils mit einem Spreiz- mechanismus muss nur eine Art von Aktuator vorgesehen sein, der die bzw. die jeweilige Ventilstange verstellt und hier durch das zweite Verschlussglied 23 über den gesamten Schließweg verstellt.
Es könnte für den Verschluss der zweiten Ventilöffnung durch das zweite Verschlussglied 23 auch eine Konstruktion eingesetzt werden, bei der nur eine lineare Verstellung des Verschlussgliedes erfolgt, wobei der Ventilsitz eine dreidimensionale Ausbildung aufweist und in der Schließstellung des zweiten Verschlussglieds ein entsprechend dreidimensional ausgebildeter Dichtring an eine Dichtfläche mit einem korrespondierenden Verlauf ange- presst ist.
L e g e n d e zu den Hinweisziffem:
1 Wand 32 Abstützring
2 Wand 33 plattenförmiges Teil
3 Seitenwand 34 Führungsfläche
4 Seitenwand 35 Führungsfläche
5 Innenraum 36 topfförmiges Teil
6 Ventilöffnung 37 Zylinderraum
7 Ventilplatte 38 Schraubloch
8 Öffnung 39 Kolben
9 Achse 40 Kolbenstange
10 Dichtfläche 41 Balg
11 Dichtring 42 Feder
12 Aktuator 43 Seitenwand
13 Ventilstange 44 Seitenwand
14 Hauptschließrichtung 45 Ebene
15 Führungselement 46 Hauptschließrichtung
16 Führungselement
17 Führungselement
18 Führungselement
19 Führungsfläche
20 Führungsfläche
21 Führungsfläche
22 Führungsfläche
23 zweites Verschlussglied
24 zweite Ventilöffnung
25 Aktuator
26 Aktuator
27 Trageinheit
28 Ventilstange
29 Achse
30 Dichtring
31 Dichtfläche

Claims

Patentansprüche:
1. Vakuumventil umfassend
- eine Wand (1) mit einer Ventilöffnung (6) und einem die Ventilöffnung (6) umgeben- den Ventilsitz, der eine in einer Ebene liegende Dichtfläche (10) oder einen in einer
Ebene liegenden Dichtring aufweist, und
- eine Ventilplatte (7), die über einen Schließweg von einer Offenstellung, in der sie die Ventilöffnung (6) freigibt, in eine Schließstellung verstellbar ist, in der sie die Ventilöffnung (6) verschließt und die einen Dichtring (11), der in der Schließstellung an die Dichtfläche (10) des Ventilsitzes angedrückt ist, oder eine Dichtfläche aufweist, an die in der Schließstellung der Dichtring des Ventilsitzes angedrückt ist,
- wobei die Ventilplatte (7) beim Schließen des Vakuumventils ausgehend von der Offenstellung der Ventilplatte (7) über einen Hauptabschnitt des Schließweges in eine Hauptschließrichtung (14) verstellt wird, die parallel zur Ventilplatte (7) und parallel zur Ebene der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes ist, und im Anschluss an den Hauptabschnitt des Schließweges zur Heranführung der Ventilplatte (7) an den Ventilsitz über einen winkelig zur Ventilplatte (7) und winkelig zur Ebene der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes verlaufenden Endabschnitt des Schließweges verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Ventilplatte (7) über den Endabschnitt des Schließweges führendes Führungselement (15, 16), welches mit einem an der Ventilplatte (7) angeordneten Führungselement (17, 18) zusammenwirkt, an der Wand (1) angeordnet ist, wobei die Führung der Ventilplatte (7) über den Endabschnitt des Schließweges durch winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehende Führungsflächen (19, 20, 21, 22) erfolgt, von denen mindestens eine an einem Führungselement (17, 18) der Ventilplatte (7) oder an einem an der Wand (1) angeordneten Führungselement (15, 16) angeordnet ist.
2. Vakuumventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein bezo- gen auf die Hauptschließrichtung (14) vor der Ventilöffnung (6) liegendes, an der
Wand (1) angeordnetes Führungselement (15) und mindestens ein bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) hinter der Ventilöffnung (6) liegendes, zur Wand (1) stationä- res Führungselement (16) vorhanden sind, welche jeweils mit einem Führungselement (17, 18) der Ventilplatte (7) zusammenwirken.
3. Vakuumventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) vor der Ventilöffnung (6) liegendes Führungselement
(15) von einem Vorsprung der Wand (1) oder einem an der Wand angebrachten und von dieser abstehenden Teil gebildet wird und in eine Vertiefung in der Ventilplatte (7) ragt.
4. Vakuumventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Vorsprung eine Führungsfläche (19) angeordnet ist, die winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht und mit einem Führungselement (17) der Ventilplatte (7) zusammenwirkt, und/oder an einem Wandabschnitt der Vertiefung in der Ventilplatte (7) eine Führungsfläche (21) angeordnet ist, die winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht und mit dem an der
Wand (1) angeordneten Führungselement (15) zusammenwirkt.
5. Vakuumventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wand (1) mehrere bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) vor der Ventilöffnung (6) liegende Führungselemente (15) angeordnet sind und an der Ventilplatte (7) mehrere Vertiefungen angeordnet sind, in welche diese an der Wand (1) angeordneten Führungselemente (15) ragen.
6. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungselement (17) der Ventilplatte (7) von einem Vorsprung der Ventilplatte (7) oder einem an der Ventilplatte (7) angebrachten und von dieser abstehenden Teil gebildet wird und in eine bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) vor der Ventilöffnung (6) liegende Vertiefung in der Wand (1) ragt.
7. Vakuumventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandabschnitt der Vertiefung in der Wand (1) eine Führungsfläche (19) aufweist, die winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht und mit dem Führungselement (17) der Ventilplatte (7) zusammenwirkt, und/oder der an der Ventilplatte (7) angeordnete Vorsprung eine Führungsfläche (21) aufweist, die winkelig zur Ebe- ne (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht und mit dem an der Wand angeordneten Führungselement (15) zusammenwirkt.
8. Vakuumventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ventilplatte (7) mehrere Führungselemente (17) angeordnet sind und die Wand (1) im Bereich bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) vor der Ventilöffnung (6) mehrere Ver- tiefungen aufweist, in welche die Führungselemente (17) der Ventilplatte (7) ragen.
9. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) hinter der Ventilöffnung (6) liegendes Führungselement (16) von einem Vorsprung der Wand (1) oder einem an der Wand ange- brachten und von diesem abstehenden Teil gebildet wird und mit einem Führungselement (18) der Ventilplatte zusammenwirkt, wobei das an der Wand (1) angeordnete Führungselement (16) und/oder das mit diesem zusammenwirkende an der Ventilplatte (7) angeordnete Führungselement (18) eine Führungsfläche (20, 22) aufweist, die winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht.
10. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) hinter der Ventilöffnung (6) liegendes Führungselement (16) an einer Seitenwand (3) des Vakuumventils angeordnet ist, die von der die Ventilöffnung (6) aufweisenden Wand (1) absteht und mit einem an der Ventil- platte (7) angeordneten Führungselement (18) zusammenwirkt, wobei das an der Seitenwand (3) angeordnete Führungselement (16) und/oder das an der Ventilplatte (7) angeordnete Führungselement (18) eine winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes stehende Führungsfläche (20, 22) aufweist.
1 1. Vakuumventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem mindestens einen bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) hinter der Ventilöffnung (6) angeordneten zur Wand (1) stationären Führungselement (16) zusammenwirkende Führungselement (18) der Ventilplatte (7) von einem am bezogen auf die Hauptschließrichtung (14) vorderen Rand der Ventilplatte (7) vorstehenden Fortsatz der Ven- tilplatte gebildet wird.
12. Vakuumventil nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an der von der Wand (1) abgewandten Seite des Fortsatzes eine Führungsfläche (22) angeordnet ist, die winkelig zur Ebene (45) der Dichtfläche (10) bzw. des Dichtrings des Ventilsitzes steht.
13. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Ventilplatte (7) über den Schließweg mindestens ein Aktuator (12) vorhanden ist, der die Ventilplatte (7) über den gesamten Schließweg verstellt.
14. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil ein Ventilgehäuse mit einem die Ventilplatte (7) aufnehmenden Innenraum (5) aufweist, der auf einer Seite von der die Ventilöffnung (6) aufweisenden Wand (1) begrenzt ist und einen Vakuumbereich des Vakuumventils bildet.
15. Vakuumventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (5) auf der die Ventilöffnung (ό) aufweisenden Wand (1) gegenüberliegenden Seite von einer Wand (2) begrenzt ist, die eine weitere Öffnung (8, 24) aufweist.
16. Vakuumventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh- rungselemente (15, 16, 17, 18), welche die Ventilplatte (7) über den Endabschnitt ihres
Schließweges führen, im Innenraum (5) des Ventilgehäuses angeordnet sind.
17. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (5) des Ventilgehäuses zusätzlich zur Ventilplatte (7), welche ein erstes Ver- schlussglied zum Verschluss der ersten Ventilöffnung (6) in der ersten Wand (1) bildet, ein zweites Verschlussglied (23) angeordnet ist, welches zwischen einer Offenstellung, in der es eine in einer zweiten Wand (2) angeordnete zweite Ventilöffnung (24) freigibt, und einer Schließstellung, in der es die zweite Ventilöffnung (24) verschließt und abdichtet, unabhängig von der Ventilplatte (7) verstellbar ist.
18. Vakuumventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verschlussglied (23) in eine Zwischenstellung verstellbar ist, in der es die zweite Ventilöffnung (24) überdeckt, aber von einem die zweite Ventilöffnung (24) umgebenden zweiten Ventilsitz abgehoben ist.
19. Vakuumventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung des zweiten Verschlussgliedes (23) zwischen der Offenstellung und der Zwischenstellung mindestens ein Aktuator (25) vorhanden ist, der außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist und von dem mindestens eine Ventilstange (28) achsial verstellbar ist, mit der sich das zweite Verschlussglied (23) mitbewegt.
20. Vakuumventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Aktuator (26) vorhanden ist, der an einer Trageinheit (27) angeordnet ist, welche an der mindestens einen Ventilstange (28) angebracht ist, und mittels dem das zweite Verschlussglied (23) zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung verstellbar ist.
21. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Verstellung des zweiten Verschlussgliedes (23) zwischen seiner Offenstellung und seiner Zwischenstellung mit dem zweiten Verschlussglied (23) mitbewegtes Teil (33) sich in der Schließstellung des zweiten Verschlussglieds (23) im Bereich seiner von der zweiten Ventilöffnung (24) abgewandten Seite an der Ventilplatte (7) abstützt.
22. Vakuumventil nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass sich dieses bei der Verstellung des zweiten Verschlussgliedes (23) zwischen seiner Offenstellung und sei- ner Zwischenstellung mit dem zweiten Verschlussglied (23) mitbewegte Teil (33) im Bereich seiner von der zweiten Ventilöffnung (24) abgewandten Seite weiters an mindestens einem Führungselement (16) abstützt, welches an der die erste Ventilöffnung (6) aufweisenden ersten Wand (1) oder an einer von der ersten Wand (1) abstehenden Seitenwand (3) angeordnet ist.
23. Vakuumventil nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das sich abstützende Teil (33) der Trageinheit (27) plattenförmig ausgebildet ist.
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