WO2011091451A1

WO2011091451A1 - EINRICHTUNG ZUM VERSCHLIEßEN EINER ÖFFNUNG IN EINER KAMMERWAND

Info

Publication number: WO2011091451A1
Application number: PCT/AT2010/000445
Authority: WO
Inventors: Bernhard Duelli
Original assignee: Vat Holding Ag
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2011-08-04
Also published as: JP5905832B2; US9383037B2; CN102713374B; JP2013518223A; CN102713374A; KR20120126064A; US20120317887A1

Abstract

Einrichtung zum Verschließen einer Öffnung in einer Kammerwand einer Unterdruckkammer oder Vakuumkammer, welche zumindest ein bewegbar gelagertes Verschlussorgan (1) und zumindest einen Grundkörper (2) mit einer Durchtrittsöffnung (3) und zumindest einer Sitzfläche (4), welche die Durchtrittsöffnung (3) umgibt aufweist, wobei die Durchtrittsöffnung (3) mit der Öffnung in der Kammerwand in Deckung bringbar ist oder in Deckung ist, und wobei die Einrichtung zumindest eine geöffnete Stellung des Verschlussorgans (1), in der die Durchtrittsöffnung (3) von dem Verschlussorgan (1) freigegeben ist, und zumindest eine geschlossene Stellung des Verschlussorgans (1), in der die Durchtrittsöffnung (3) unter Verwendung des Verschlussorgans (1) vollständig verschlossen ist, und zumindest eine elastische Dichtung (5) mit zumindest einer aufblasbaren Kammer (6) aufweist, wobei die Dichtung (5) in der geschlossenen Stellung zwischen dem Verschlussorgan (1) und der Sitzfläche (4) angeordnet ist und das Verschlussorgan (1) gegen die Sitzfläche (4) abdichtet, wobei die elastische Dichtung (5) zusätzlich zur aufblasbaren Kammer (6) zumindest eine Sicherheitskammer (7) zur Aufnahme eines Fluids aus der aufblasbaren Kammer (6) im Falle eines Lecks in der aufblasbaren Kammer (6) aufweist.

Description

Einrichtung zum Verschließen einer Öffnung in einer Kammerwand

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verschließen einer Öffnung in einer Kammerwand einer Unterdruckkammer oder Vakuumkammer, aufweisend:

zumindest ein bewegbar gelagertes Verschlussorgan und

zumindest einen Grundkörper mit einer Durchtrittsöffnung und zumindest einer Sitzfläche, welche die Durchtrittsöffnung umgibt, wobei die Durchtrittsöffnung mit der Öffnung in der Kammerwand in Deckung bringbar ist oder in Deckung ist, und

zumindest eine geöffnete Stellung des Verschlussorgans, in der die Durchtrittsöffnung von dem Verschlussorgan freigegeben ist, und zumindest eine geschlossene Stellung des Verschlussorgans, in der die Durchtrittsöffnung unter Verwendung des Verschlussorgans vollständig verschlossen ist, und zumindest eine elastische Dichtung mit zumindest einer aufblasbaren Kammer, wobei die Dichtung in der geschlossenen Stellung zwischen dem Verschlussorgan und der Sitzfläche angeordnet ist und das Verschlussorgan gegen die Sitzfläche abdichtet.

Unterdruck- bzw. Vakuumkammern werden beim Stand der Technik häufig dazu benutzt, Herstellungs- oder Bearbeitungsprozesse unter Unterdruck und/oder Luftabschluss durchzuführen. Um die zu bearbeitenden Werkstücke in die Unterdruckkammer bzw. Vakuumkammer einbringen zu können, benötigt man Öffnungen in deren Kammerwand, die nach Einführen des zu bearbeitenden Gegenstandes wieder verschlossen werden können, bevor der Unterdruck bzw. das Vakuum in der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer aufgebaut wird. Gattungsgemäße Einrichtungen dienen dazu, diese Öffnungen in der Kammerwand der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer entsprechend zu verschließen. Natürlich sind diese Einrichtungen so gestaltet, dass der zu bearbeitende Gegenstand in der geöffneten Stel- lung des Verschlussorgans nicht nur in die Unterdruck- bzw. Vakuumkammer hineingebracht, sondern auch aus dieser wieder herausgenommen werden kann. Gattungsgemäße Einrichtungen können als separate Teile hergestellt und entsprechend an der Kammerwand befestigt werden. Es ist aber auch möglich, die Einrichtung bzw. ihren Grundkörper direkt in die Kammerwand zu integrieren. Durch Befestigung wie auch durch Integration der Einrichtung an oder in der Kammerwand wird jedenfalls die Durchtrittsöffnung der Einrichtung mit der Öffnung in der Kammerwand in Deckung gebracht, sodass die zu bearbeitenden Werkstücke durch die Durchtrittsöffnung in der Einrichtung und die Öffnung in der Kammerwand hindurch geführt werden können, wenn das Verschlussorgan in der geöffneten Stellung ist. In der geschlossenen Stellung des Verschlussorgans ist die Durchtrittsöffnung und damit auch die Öffnung in der Kammerwand vollständig verschlossen. Verschlusseinrichtungen dieser Art gibt es in sehr vielen verschiedenen Ausgestaltungsformen. Gattungsgemäße Einrichtungen dieser Art sehen zumindest eine elastische Dich- tung vor, welche eine aufblasbare Kammer aufweist, wobei die Dichtung in der geschlossenen Stellung zwischen dem Verschlussorgan und der Sitzfläche angeordnet ist und das Verschlussorgan gegen die Sitzfläche abdichtet. Diese sogenannten aufblasbaren Dichtungen haben den Vorteil, dass sie Unebenheiten in der Sitzfläche, an die sie angedrückt werden, ausgleichen können. Weiters erübrigen sie eine zusätzliche Bewegung des Ver- schlussorgans in Richtung hin zur Sitzfläche und in Richtung weg von der Sitzfläche und erlauben somit einen mechanisch einfacheren Aufbau gattungsgemäßer Einrichtungen.

Beim Stand der Technik sind verschiedene aufblasbare Dichtungen im Zusammenhang mit Unterdruck- bzw. Vakuumkammern bekannt. Aus der US 5,772,950 A ist es z.B. bekannt, den Deckel einer Vakuumkammer mittels aufblasbarer Dichtung an der restlichen Kammerwand der Vakuumkammer zu befestigen. Ähnliches zeigt auch die US 2004/0123916 A1 wie auch die GB 1530977 A. Aus der US 4,080,526 A ist eine Einrichtung zur Elektronenstrahlbearbeitung bekannt, bei der ebenfalls zur Abdichtung einer Vakuumkammer aufblasbare Dichtungen eingesetzt werden.

Ein Nachteil der aufblasbaren Dichtungen liegt darin, dass es, insbesondere durch Alterungserscheinungen und dergleichen, zum Bruch der Wände der aufblasbaren Kammer in der Dichtung kommen kann, womit durch das so entstehende Leck hindurch die Fluide, welche zum Aufblasen der Dichtung verwendet werden, während des Bearbeitungspro- zesses in die Unterdruckkammer bzw. Vakuumkammer eindringen können. Dies führt in der Regel nicht nur zur Störung des in der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer ablaufenden Prozesses, sondern aufgrund der hohen Druckdifferenzen meist auch zur Zerstörung des zu bearbeitenden Gegenstandes und gegebenenfalls auch zur Beeinträchtigung bzw. Zerstörung der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer selbst. Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung dahingehend zu verbessern, dass es im Falle eines Lecks in der aufblasbaren Kammer nicht zu einem Ausströmen des unter Druck in der aufblasbaren Kammer vorhandenen Fluids in die Unterdruck- bzw. Vakuumkammer kommen kann.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem die elastische Dichtung zusätzlich zur aufblasbaren Kammer zumindest eine Sicherheitskammer zur Aufnahme eines Fluids aus der aufblasbaren Kammer im Falle eines Lecks in der aufblasbaren Kammer aufweist. Ein Grundgedanke der Erfindung liegt somit darin, in der Dichtung selbst zumindest eine zusätzliche Kammer, nämlich die Sicherheitskammer, vorzusehen, welche im Falle eines Lecks in der Wandung der aufblasbaren Kammer die aus der aufblasbaren Kammer ausströmenden Fluide aufnehmen kann, sodass diese nicht in die Unterdruck- bzw. Vakuumkammer ausströmen können. Gemäß diesem Gedanken ist somit die zumindest eine Si- cherheitskammer direkt in die elastische Dichtung integriert. Günstigerweise ist dabei die zumindest eine Sicherheitskammer benachbart zur aufblasbaren Kammer angeordnet. Bei der Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die aufblasbare Kammer von der zumindest einen Sicherheitskammer durch zumindest eine Zwischenwand der Dichtung getrennt ist. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen dabei eine Sollbruchstelle in der Zwischenwand zwischen aufblasbarer Kammer und Sicherheitskammer vor. Diese Sollbruchstelle ist dabei günstigerweise so ausgeführt, dass, wenn ein Leck in der aufblasbaren Kammer der Dichtung auftritt, dieses an der Sollbruchstelle auftritt. Der Begriff der Sollbruchstelle ist dabei nicht so zu verstehen, dass dort im Normalbetrieb ein Bruch herbeigeführt werden soll, sondern dass, wenn es wider Erwarten zu einem Bruch kommt, dieser zumindest an einer definierten Stelle nämlich der Sollbruchstelle passiert. Es handelt sich dabei um eine Stelle, die gezielt schwächer ausgebildet ist, damit sich ein Bruch, wenn er unerwünschter Weise passiert, dort einstellt. Dies kann z.B. erreicht werden, indem die aufblasbare Kammer von der Zwischenwand und von anderen Wänden der Dichtung umgeben ist und die Zwischenwand zumindest bereichsweise schwächer und/oder dünner als die anderen Wände ausgebildet ist. Die zumindest eine Sicherheitskammer kann dabei von der Zwischenwand und einer Seitenaußenwand der Dichtung begrenzt sein.

Erfindungsgemäße elastische Dichtungen weisen, wie gesagt, zumindest eine Sicherheits- kammer auf. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen vor, dass zwei oder mehr Sicherheitskammern in die elastische Dichtung integriert sind. Hierbei ist es besonders günstig, wenn die aufblasbare Kammer auf zumindest zwei einander entgegen gesetzten Seiten von jeweils einer Sicherheitskammer umgeben ist. Eine symmetrische Ausführung der Sicherheitskammern rund um die aufblasbare Kammer herum ist auch im Sinne einer möglichst symmetrischen Ausdehnung der aufblasbaren Dichtung beim Aufblasen der aufblasbaren Kammer günstig. Es ist auch denkbar, die aufblasbare Kammer vollständig innerhalb eines Hohlraums in einer Sicherheitskammer anzuordnen. Es kann somit vorgesehen sein, dass die Zwischenwand zwischen aufblasbarer Kammer und Sicherheitskammer die aufblasbare Kammer bzw. den Hohlraum der aufblasbaren Kammer vollständig umgibt. So kann z.B. die aufblasbare Kammer von einer schlauchartig ausgebildeten Zwi- schenwand umgeben und in einem Hohlraum der Sicherheitskammer angeordnet sein.

Im Zuge der vorausgegangenen und auch der nachfolgenden Ausführungen wird nur der sprachlichen Vereinfachung wegen in der Regel von einer zumindest einen Sicherheitskammer gesprochen. Dies ist so zu verstehen, dass damit alle Fälle umfasst sind, in denen nur eine oder aber auch zwei oder noch mehr Sicherheitskammern in der elastischen Dichtung vorhanden sind.

Der Klarstellung wegen wird auch darauf hingewiesen, dass unter„aufblasbar" grundsätzlich jede Form einer expandierbaren Kammer verstanden wird. Das Aufblasen kann dabei pneumatisch, also durch das Einführen von unter Druck stehendem Gas bzw. Gasgemisch wie z.B. Luft oder aber auch hydraulisch durch das Einführen von unter Druck stehender Flüssigkeit bzw. von unter Druck stehendem Flüssigkeitsgemisch erfolgen. Natürlich können die unter Druck in die aufblasbare Kammer eingeführten Gase oder Flüssigkeiten auch wieder abgelassen werden, bevor das Verschlussorgan in eine geöffnete Stellung bewegt wird. In der Regel weisen erfindungsgemäße Einrichtungen mehrere geöffnete Stellungen bzw. Zwischenstellungen auf. Es existiert aber immer eine maximal geöffnete Stellung. Diese ist bei bevorzugten Ausgestaltungsformen erst dann erreicht, wenn die Durchtrittsöffnung vollständig geöffnet ist. Dies wird dann erreicht, wenn das Verschlussorgan in eine Position bewegt worden ist, in der es überhaupt nicht mehr in Deckung mit der Durch- trittsöffnung ist. In dieser Stellung ist sichergestellt, dass der gesamte Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung zur Verfügung steht, um zu bearbeitende Werkstücke durch die Öffnung in der Kammerwand in die Unterdruckkammer bzw. Vakuumkammer hineinzubringen oder aus dieser herauszuholen. Abweichend von diesen bevorzugten Ausgestaltungsformen kann aber auch vorgesehen sein, dass die maximal geöffnete Stellung des Verschlussorgans bereits dann erreicht ist, wenn das Verschlussorgan die Durchtrittsöffnung noch zum Teil verdeckt. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäße Einrichtungen auch als Ventile zum Absperren bzw. Hindurchlassen von Flüssigkeiten und/oder Gasen ausgebildet bzw. verwendet werden können.

Ein wesentlicher Vorteil von erfindungsgemäßen Einrichtungen unter Verwendung von aufblasbaren Dichtungen besteht, wie auch oben bereits erwähnt, unter anderem darin, dass sie mit einer relativ einfachen Mechanik zur Bewegung des Verschlussorgans auskommen. So muss diese Mechanik nur dazu dienen, das Verschlussorgan mit der Durch- trittsöffnung vollständig in Deckung zu bringen bzw. die dazu entgegen gesetzte Bewegung auszuführen. Das eigentliche Abdichten kann dann durch Aufblasen der elastischen Dichtung bzw. deren aufblasbarer Kammer erfolgen, womit letztendlich die geschlossene Stellung erreicht wird, ohne dass das Verschlussorgan hierzu eine zusätzliche Bewegung, z.B. in Richtung hin zur Sitzfläche, ausführen muss. Die Sitzfläche dient in der Regel als Dichtfläche des Grundkörpers oder des Verschlussorgans gegen die die Dichtung mit ihrer Dichtfläche abdichtet.

Im Zuge der Beschreibung der Erfindung wird von einer Unterdruckkammer gesprochen, wenn in dieser Kammer nach Verschließen der Durchtrittsöffnung ein Druck, welcher unter dem Umgebungsdruck liegt, aufgebaut werden kann. Von einer Vakuumkammer wird gesprochen, wenn dieser Unterdruck bei 10^"2 mbar (Millibar) und darunter, insbesondere bei 10^"3 mbar und darunter, liegt.

Bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen vor, dass die Dichtung einstückig ausgebildet ist. In diesem Sinne ist es insbesondere auch günstig, wenn alle Wände der Dichtung einstückig miteinander verbunden sind. Die Dichtung bzw. ihre Wände können, insbesondere um die benötigte Elastizität zu erreichen, zumindest ein Elastomer aufweisen oder vollständig aus einem oder verschiedenen Elastomeren bestehen. Geeignete Elastomere sind z.B. Fluorkautschuk (FKM) bzw. Fluorkarbonkautschuk oder Perfluorkautschuk (FFKM) oder Nitrilkautschuk (NBR) oder Ethylen- Propylen- Dien- Kautschuk (EPDM). Alternativ ist es auch möglich, dass die Dichtung bzw. ihre Wände, insbesondere um die benötigte Elasti- zität zu erreichen, zumindest ein Platomer aufweisen oder vollständig aus einem oder verschiedenen Piatomeren bestehen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale günstiger Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 eine Fig. 1 zugeordnete Seitenansicht;

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß der Schnittlinie AA aus Fig. 2;

Fig. 4 einen zu Fig. 3 analogen Längsschnitt, wobei sich allerdings das Verschlussorgan in der maximal geöffneten Stellung befindet;

Fig. 5 das Detail B aus Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 5 in einer orthogonal verlaufenden Ebene entlang der Schnittlinie CC;

Fig. 7 einen Schnitt durch Fig. 5 in einer orthogonalen Schnittebene entlang der Schnittlinie DD;

Fig. 8 einen Schnitt durch Fig. 5 in einer orthogonalen Schnittebene entlang der Schnittlinie EE;

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Schnittlinie FF aus Fig. 3;

Fig. 10 ein schematisiertes Schaltbild zur Betätigung des Linearantriebs für das Verschlussorgan;

Fig. 1 1 ein schematisiertes Schaltbild zum Aufblasen der aufblasbaren Kammer der elastischen Dichtung;

Fig. 12 und 13 Detaildarstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Schnitten analog zu Fig. 6 und Fig. 8 und

Fig. 14 bis 18 Quer- und/oder Längsschnittdarstellungen von alternativen Ausgestaltungsformen erfindungsgemäß ausgebildeter elastischer Dichtungen.

Das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 1 bis 11 erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ansicht von vorne auf die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Variante, bei der die Einrichtung zunächst als separater Bauteil hergestellt und dann mit dem Montageflansch 18 an der Kammerwand der hier nicht dargestellten Unterdruck- bzw. Vakuumkammer angebracht wird. Diese Montage erfolgt in der Form, dass dabei die Durchtrittsöffnung 3 mit der Öffnung in der Kammerwand der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer in Deckung gebracht wird, sodass durch Öffnen und Schließen der Durchtrittsöffnung 3 mittels des Verschlussorgans 1 auch die Öffnung in der Kammerwand der Unterdruck- bzw. Vakuumkammer geöffnet bzw. verschlossen wird. Alternativ sind natürlich auch Ausgestaltungsformen möglich, bei denen der Grundkörper 2 so in eine Kammerwand einer Unterdruck- bzw. Vakuumkammer integriert ist, dass die Durchtrittsöffnung 3 von sich aus bereits die Öffnung in der Kammerwand darstellt bzw. mit ihr in Deckung ist. In den Fig. 1 , 2 und 3 befindet sich das Verschlussorgan 1 in der geschlossenen Stellung, in der es zusammen mit der in diesen Figuren nicht sichtbaren elastischen Dichtung 5 die Durchtrittsöffnung 3 vollständig verschließt. Fig. 4 zeigt eine zu Fig. 3 analoge Schnittdar- Stellung, in der das Verschlussorgan 1 in die maximal geöffnete Stellung gebracht ist. In dieser Stellung ist das Verschlussorgan 1 dieses Ausführungsbeispiels überhaupt nicht mehr in Deckung mit der von der Sitzfläche 4 umgebenen Durchtrittsöffnung 3. Mit anderen Worten gibt es in dieser maximal geöffneten Stellung keine Überdeckung mehr zwischen Verschlussorgan 1 und Durchtrittsöffnung 3, welche in der maximal geöffneten Stel- lung sozusagen überdeckungsfrei relativ zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise steht die Durchtrittsöffnung 3 mit ihrem vollständigen Öffnungsquerschnitt zur Verfügung, um zu bearbeitende Werkstücke und/oder Fluide durch die Durchtrittsöffnung 3 hindurch in die Unterdruck- bzw. Vakuumkammer hineinzubringen oder aus dieser zu entnehmen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel führt das Verschlussorgan 1 ausschließlich eine Linearbewegung zwischen den in Fig. 3 und 4 dargestellten Stellungen durch. Hierzu ist das Verschlussorgan 1 an einem Aktuatorarm 17 gelagert, welcher als eine Art Kolbenstange ausgebildet ist. Auf dem Aktuatorarm 17 sitzt der Kolben 20, welcher im Zylinder des Linearantriebs 19 verschiebbar geführt ist. Zum Bewegen des Aktuatorarms 17 und damit des Verschlussorgans 1 dieses Ausführungsbeispiels werden je nach gewünschter Bewegungsrichtung die Zylinderkammern 26 oder 27 mit Druck beaufschlagt. Sie stehen hierzu mit entsprechenden Druckleitungen 25 in Verbindung. Es kann sich beim Linearantrieb 19 dieses Ausführungsbeispiels sowohl um einen pneumatischen als auch um einen hydraulischen Antrieb handeln. Ein Beispiel eines pneumatischen bzw. hydraulischen Schaltbildes für diesen Linearantrieb 19 ist in Fig. 10 gezeigt. In einer Druckquelle 16' ist ein Fluid, also zumindest ein Gas oder zumindest eine Flüssigkeit unter Druck gespeichert. Über das Schaltventil 15' werden, je nachdem in welche Richtung der Aktuatorarm 17 und damit das Verschlussorgan 1 bewegt werden sollen, die Zylinderkammern 26 oder 27 mit Druck beaufschlagt. Die jeweils andere Kammer wird durch die entsprechende Erstellung des Schaltventils 15' jeweils mit einem der Druckablässe 28 verbunden, sodass bei Druckbeaufschlagung der einen Zylinderkammer 26 oder 27 das Fluid aus der jeweils anderen Zylinderkammer 26 oder 27 abgelassen werden kann. Hierdurch kann dann, wie an sich bekannt, das Verschlussorgan 1 zusammen mit dem Aktuatorarm 17 zwischen den beiden in Fig. 3 und 4 gezeigten Endstellungen hin und her bewegt werden. Abweichend von der dargestellten Ausgestaltungsform kann natürlich auch jeder andere, an sich bekannte Linearantrieb anstelle des konkret dargestellten Linearantriebs 19 verwendet werden. Die Erfindung ist aber unabhängig davon auch bei Verschlusseinrichtungen einsetzbar, bei denen das Verschlussorgan 1 gegebenenfalls zusammen mit einem entsprechenden Aktuatorarm 17 eine reine Schwenkbewegung oder eine Überlagerung aus Linear- und Schwenkbewegung durchführt bzw. entsprechend verschiebbar und/oder verschwenkbar gelagert ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verschlussorgan 1 in Form einer Verschlussplatte bzw. eines Verschlusstellers ausgeführt. Natürlich sind aber auch diesbezüglich andere Ausgestaltungsformen denkbar.

Ein besonders vorteilhaftes Merkmal des in den Fig. 1 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung liegt darin, dass die als Fluid- zu- oder -ableitung für die weiter unten noch geschilderte elastische Dichtung 5 benötigten Fluidkanäle 21 und 22 zumindest bereichsweise innerhalb des Aktuatorarms 17 verlaufen. Hierdurch ist das Problem der Fluid- zu- und -ableitung zur und von der elastischen Dichtung 5 weg auf besonders einfache Art und Weise gelöst. Die elastische Dichtung 5 ist in den Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 an sich nicht zu sehen. Um sich die Lage vorstellen zu können, wurde der in sich geschlossene ringartige Verlauf der elastischen Dichtung 5 dieses Ausführungsbeispiels aber gestrichelt in den Fig. 3 und 4 eingezeichnet. Zur Erläuterung der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elastischen Dichtung 5 dieses Ausführungsbeispiels und ihrer Zu- und Ableitungen wird insbe- sondere auf die Fig. 5 bis 8 verwiesen. Fig. 5 zeigt das Detail B aus Fig. 3 vergrößert. Die Fig. 6 bis 8 zeigen jeweils Schnittebenen, welche orthogonal bzw. normal zu der in Fig. 5 dargestellten Zeichenebene liegen. In diesen Schnittebenen sieht man jeweils einen Querschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete elastische Dichtung 5. In Fig. 6 liegt dieser Querschnitt im Bereich der Schnittlinie CC aus Fig. 5. Es handelt sich also um einen Schnitt durch den zur aufblasbaren Kammer 6 führenden Fluidkanal 21. Fig. 7 zeigt clen Schnitt entlang der Schnittlinie DD aus Fig. 5, also im Bereich zwischen den Fluidkanälen 21 und 22. In dieser Schnittebene liegen keine Flutdeintritts- oder Fluidaustrittsöffnungen 10 oder 11. Fig. 8 zeigt den entsprechenden Schnitt entlang der Schnittlinie EE aus Fig. 5, also durch den zweiten Fluidkanal 22, welcher zu den Sicherheitskammern 7 bzw. deren Fluidaustrittsöffnungen 1 1 führt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in dem Verschlussorgan 1 zwei Dichtungen 5 vorhanden, die das Verschlussorgan 1 jeweils gegen zwei einander gegenüberliegende Sitzflächen 4 des Grundkörpers 2 abdichten. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass beim Aufblasen der aufblasbaren Kammern 6 das Verschlussorgan 1 entlang der Längsmittelachse der Einrichtung bzw. des Aktuatorarms 17 zentriert bleibt. Darüber hinaus wird eine doppelte Abdichtung erreicht. Hierbei handelt es sich, wie weiter unten anhand weiterer Ausführungsbeispiele erläutert wird, jedoch nur um eine bevorzugte Ausgestaltungsform. Darauf hinzuweisen ist noch, dass in den Schnittdarstellungen gemäß Fig. 6 und 8 die Dichtungen 5 jeweils im nicht aufgeblasenen Zustand dargestellt sind. In diesem Zustand dichten sie das Verschlussorgan 1 nicht gegen die Sitzflächen 4 ab. Entsprechend liegen ihre Dichtflächen 13 auch nicht an den Sitzflächen 4 an. Fig. 7 zeigt hingegen die Dichtungen 5 mit aufgeblasener Kammer 6, also in dem Zustand, in dem die Dichtflächen 13 der jeweiligen Dichtung 5 gegen die Sitzflächen 4 gepresst sind und die Dichtungen 5 somit das Verschlussorgan 1 gegen die Sitzflächen 4 bzw. den Grundkörper 2 abdichten, was der geschlossenen Stellung entspricht.

Wie in den Fig. 3 und 4 angedeutet, handelt es sich bei den hier gezeigten elastischen Dichtungen 5 um umlaufend in sich geschlossene Dichtungen. Die Dichtungen sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel schlauchartig ausgebildet. Auch die aufblasbare Kammer 6 und die Sicherheitskammern 7 sind abgesehen von der/den Fluideintrittsöff- nung(en) 10 bzw. der/den Fluidaustrittsöffnung(en) 11 ebenfalls umlaufend und jeweils in sich geschlossen ausgebildet. Jede der gezeigten Dichtungen 5 weist eine Vorderwand 12 mit der Dichtfläche 13 zur Anlage an der Sitzfläche 4 des Grundkörpers 2 auf. Weiters weist jede Dichtung 5 eine Rückwand 14 zur Anlage an dem Verschlussorgan 1 und zumin- dest eine Zwischenwand 8 jeweils zwischen der Sicherheitskammer 7 und der aufblasbaren Kammer 6 auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist jede der Dichtungen 5 mit der Rückwand 14 an dem Verschlussorgan 1 fixiert. Die elastischen Dichtungen 5 sind somit am Verschlussorgan 1 befestigt. Dies muss aber nicht zwingend so sein. Es sind auch erfindungsgemäße Ausgestaltungsformen denkbar, bei denen die Dichtung 5 entsprechend an der oder den Sitzflächen 4 des Grundkörpers 2 fixiert ist und beim Aufblasen der Dichtung bzw. deren aufblasbarer Kammer 6 die Dichtfläche 13 der Dichtung 5 gegen eine entsprechende Sitzfläche des Verschlussorgans 1 gedrückt wird.

Die Zwischenwände 8, welche in die aufblasbare Kammer 6 von den Sicherheitskammern 7 trennen, bilden eine Art Sollbruchstelle, sodass, wenn Lecks in der aufblasbaren Kammer 6 auftreten, diese in einer der Zwischenwände 8 auftreten, sodass das unter Druck in der aufblasbaren Kammer 6 vorhandene Fluid ausschließlich in eine der Sicherheitskammern 7 überströmt und nicht in die hier nicht dargestellte Vakuum- bzw. Unterdruckkammer eindringen kann. Um dies zu erreichen, ist in bevorzugten wie auch dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die aufblasbare Kammer, vorzugsweise ausschließlich bzw. vollständig, von der Vorderwand 12 und der Rückwand 14 und der zumindest einen Zwischenwand 8 umgeben ist und die Zwischenwand 8 zumindest bereichsweise schwächer und/oder dünner als die Vorderwand 12 und als die Rückwand 14 ausgebildet ist.

Um die aufblasbare Kammer 6 und damit die Dichtung 5 aufblasen und die Dichtfläche 13 gegen die Sitzfläche 4 pressen zu können, steht, wie für dieses Beispiel schematisch in Fig. 11 dargestellt, die aufblasbare Kammer 6 über ein Schaltventil 15 mit einer Druckquelle 16 in Fluidverbindung. Die konkrete Ausgestaltungsform im Bereich der Dichtung 5 ist für dieses Ausführungsbeispiel besonders gut in Fig. 6 zu sehen. Die genannte Fluidverbindung wird in diesem Ausführungsbeispiel erreicht, indem die aufblasbare Kammer 6 über eine Fluideintrittsöffnung 10 mit dem Fluidkanal 21 verbunden ist. Am anderen Ende des Fluidkanals 21 befindet sich ein Anschluss 23 der, wie zumindest schematisch in Fig. 1 1 dargestellt, zum Schaltventil 15 und damit zur Druckquelle 16 führt. Bei der Schaltstellung gemäß Fig. 1 1 ist die aufblasbare Kammer 6 mit dem Druckablass 28 verbunden. In dieser Stellung des Schaltventils 15 erfolgt somit das Ablassen des unter Druck stehenden Flui- des aus der aufblasbaren Kammer 6. Bei der Fluideintrittsöffnung 10 handelt es sich genau genommen somit auch um eine Fluidaustrittsöffnung. Stellt man das Schaltventil in die andere, hier nicht dargestellte Schaltstellung, so ist die aufblasbare Kammer 6 mit der Druckquelle 16 verbunden. In dieser Stellung wird das unter Druck stehende Fluid, sei es nun zumindest ein Gas oder zumindest eine Flüssigkeit in die aufblasbare Kammer 6 ge- presst, sodass diese expandiert, bis die Dichtfläche 13 mit dem entsprechenden Druck gegen die Sitzfläche 4 gedrückt wird.

Sollte es in diesem Zustand mit erhöhtem Druck in der aufblasbaren Kammer 6 zu einem Leck in einer der Zwischenwände 8 kommen, so strömt das unter Druck stehende Fluid in die jeweilige Sicherheitskammer 7. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Sicherheitskammern 7 über eine jeweilige Fluidaustrittsöffnung 1 1 mit dem zweiten Fluidkanal 22 verbunden. Dieser weist auf der anderen Seite ein offenes Ende 24 auf, durch das im gezeigten Ausführungsbeispiel das aus der aufblasbaren Kammer 6 ausgeströmte Fluid in die Atmosphäre entweichen kann. Es ist somit günstigerweise vorgesehen, dass zumindest eine Sicherheitskammer 7 über eine Fluidaustrittsöffnung 1 1 mit einem Außenraum, welcher sich außerhalb der Unterdruckkammer bzw. Vakuumkammer befindet, in Fluidverbin- dung steht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt am offenen Ende 24 und damit auch in den Sicherheitskammern 7 somit Atmosphärendruck an. Natürlich ist es auch möglich, den zweiten Fluidkanal 22 bzw. die Sicherheitskammern 7 mit einem Über- oder Unterdruckbehälter zu verbinden, in dem ein anderer Druck vorherrscht. Es ist sogar denkbar bei ent- sprechend großen Sicherheitskammern 7, diese vollständig geschlossen, also ohne Flui- daustrittsöffnung 11 auszugestalten, wenn sie geeignet sind, eine entsprechende Menge Fluid aus der aufblasbaren Kammer 6 aufzunehmen.

Während beim ersten Ausführungsbeispiel im Verschlussorgan 1 zwei einander richtungs- mäßig entgegenwirkende aufblasbare Dichtungen 5 vorhanden sind, zeigen die Fig. 12 und 13 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem im Verschlussorgan 1 nur eine ringförmig in sich geschlossene, aufblasbare Dichtung 5 vorhanden ist. Gezeigt sind in den Fig. 12 und 13 nur Detaildarstellungen analog zu den Fig. 6 und 8, in denen dieser Unterschied am besten zu sehen ist. Alle anderen, hier nicht dargestellten, Details des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung können wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein.

Um das Verschlussorgan 1 entsprechend auf der Gegenseite abstützen zu können, sind in diesem Ausführungsbeispiel Abstützungen 29 vorgesehen. Beim Aufblasen der aufblasba- ren Kammer 6 der Dichtung 5 wird das Verschlussorgan 1 an diesen Abstützungen bzw. Fortsätzen 29 des Grundkörpers 2 der Einrichtung abgestützt, sodass ebenfalls durch Andrücken der Dichtflächen 13 die gewünschte Abdichtung zwischen Grundkörper 2 und Verschlussorgan 1 mittels der Dichtung 5 erreicht wird. Die Abstützungen 29 können verschiedenste Formen und Ausgestaltungen aufweisen. Bei entsprechend massiv ausgeführ- ter Lagerung des Aktuatorarms 17 kann sogar vorgesehen sein, auf die Abstützung 29 zu verzichten, wenn der Aktuatorarm 17 stark genug ist, die Gegenkraft beim Aufblasen der Dichtung 5 aufzubringen. Das Zu- und Abführen des Fluides zur und von der aufblasbaren Kammer 6 wie auch das bei Bedarf benötigte Abführen des Fluides aus den Sicherheitskammern 7 erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel und muss nicht noch einmal im Detail erläutert werden. Insgesamt kann die gesamte Dichtung samt ihrer Anschlüsse wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein.

Die Fig. 14 und 15 zeigen noch verschiedene alternative Ausgestaltungsformen von Dichtungen 5 mit aufblasbaren Kammern 6 und Sicherheitskammern 7. Die Anschlüsse bzw. Fluideintritts- und Fluidaustrittssöffnungen 10 und 1 1 , sind in diesen Darstellungen nicht gezeigt, können aber wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein. In allen Fällen ist es jedenfalls günstig, wenn die Zwischenwand 8 zwischen der jeweiligen aufblasbaren Kammer 6 und den Sicherheitskammern 7 die schwächste bzw. die dünnste Wandung ist bzw. entsprechende Sollbruchstelle bereitstellt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn, wie aus den Fig. 14 und 15 ableitbar, die Wände 8 und 9 bei jedem Aufblasen wie auch Komprimieren der aufblasbaren Kammer 6 eine Knick- bzw. Rollbewegung ausführen.

Während in allen bisher diskutierten Ausführungsbeispielen die Sicherheitskammern 7 immer symmetrisch auf beiden Seiten der aufblasbaren Kammer 6 angeordnet sind, zeigt Fig. 16 eine Variante bei der nur eine Sicherheitskammer 7 auf einer Seite der aufblasba- ren Kammer 6 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die rechte Seitenaußenwand 9 zusammen mit der Rückwand 14 und der Vorderwand 12 deutlich stabiler als die Zwischenwand 8 ausgeführt, sodass auch hier im Fall eines Leckes dies in der Zwischenwand 8 auftritt und so sichergestellt ist, dass das unter Druck stehende Fluid von der aufblasbaren Kammer 6 in die Sicherheitskammer 7 und nicht in die Unterdruck- bzw. Vaku- umkammer ausströmt. Auch in Fig. 16 können die Fluideintritts- und Austrittsöffnungen 10 und 1 1 wie bei den anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt sein.

In Fig. 17 ist ein Querschnitt und in Fig. 18 ist ein Längsschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Dichtung 5 für eine erfindungsgemäße Einrichtung ge- zeigt. Bei dieser Variante ist die aufblasbare Kammer vollständig innerhalb eines Hohlraums der Sicherheitskammer 7 angeordnet. Es ist hier somit vorgesehen, dass die Zwischenwand 8 zwischen der aufblasbaren Kammer 6 und der Sicherheitskammer 7 die aufblasbare Kammer 6 bzw. den Hohlraum der aufblasbaren Kammer 6 vollständig umgibt. Die aufblasbare Kammer 6 ist dabei von einer schlauchartig ausgebildeten Zwischenwand 8 umgeben und vollständig in einem Hohlraum der Sicherheitskammer 7 angeordnet. Man kann somit auch von einer Schlauch- in- Schlauchanordnung sprechen, wobei die die aufblasbare Kammer 6 umgebende Zwischenwand 8 als innerer Schlauch und die die Sicherheitskammer 7 umgebende Außenwand 29, welche vorzugsweise die Seitenaußenwände 9 und die Vorderwand 12 und die Rückwand 14 bildet, als äußerer Schlauch ausgebildet ist und der innere Schlauch, vorzugsweise vollständig, innerhalb des äußeren Schlauches angeordnet ist. Um ein Ankleben der Zwischenwand 8 an der Außenwand 29 zu verhindern, kann die Zwischenwand 8 an ihrer Außenseite, wie hier dargestellt, und/oder die Außenwand 29 an ihrer Innenseite mit einer einen Abstand sicherstellenden Strukturierung 28 versehen sein. Bei der Strukturierung 28 kann es sich zum Beispiel um Noppen und/oder eine Gitterstruktur und/oder Stege handeln. An der Außenwand 29 der Sicherheitskammer 7 dieser Dichtung 5 befindet sich die Dichtfläche 13, mit der die Dichtung 5 beim Aufbla- sen der aufblasbaren Kammer 6 gegen die Sitzfläche 4 des Grundkörpers 2 gedrückt wird Im Längsschnitt gemäß Fig. 18 sieht man die Fluideintrittsöffnung 10, welche gleichzeitig als Fluidaustrittsöffnung 1 1 funktioniert, für die aufblasbare Kammer 6 sowie die daneben angeordnete Fluidaustrittsöffnung 11 der Sicherheitskammer 7 sowie die zugeordneten Fluidkanäle 21 , 22.

Alle in den Fig. 14 bis 18 einzeln dargestellten Dichtungen 5 können in die in den Fig. 1 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Einrichtungen integriert sein bzw. die dort gezeigten Dichtungen 5 ersetzen. Natürlich können erfindungsgemäße Einrich- tungen auch in anderen als den gezeigten Ausführungsformen realisiert sein.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass nicht nur erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtungen an sich, sondern auch Unterdruck- bzw. Vakuumkammern mit zumindest einer, gegebenenfalls integriert ausgebildeten, erfindungsgemäßen Einrichtung als Ge- genstand der Erfindung angesehen werden können. Um die Dichtungen bzw. ihre Dichtflächen 13 entsprechend fest an die Sitzflächen 4 anpressen zu können, kann vorgesehen sein, dass die aufblasbaren Kammern 6 mit einem Druck von bis zu 10bar beaufschlagt werden. Der dabei von der Dichtfläche 13 bzw. von der Dichtung 5 ausgeführte Hub kann im Bereich zwischen 1 mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3mm liegen. Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass anstelle des bei vielen Verschlusseinrichtungen für Unterdruck- oder Vakuumkammern benötigen L-förmigen Weges des Verschlussorgans nur noch ein lineares Verschieben oder ein entsprechendes Verschwenken des Verschlussorgans notwendig ist.

L e g e n d e

zu den Hinweisziffern:

Verschlussorgan 21 erster Fluidkanal

Grundkörper 22 zweiter Fluidkanal

Durchtrittsöffnung 23 Anschluss

Sitzfläche 24 offenes Ende

Dichtung 25 Druckleitung aufblasbare Kammer 26 erste Zylinderkammer

Sicherheitskammer 27 zweite Zylinderkammer

Zwischenwand 28 Strukturierung

Seitenaußenwand 29 Außenwand

Fluideintrittsöffnung

Fluidaustrittsöffnung

Vorderwand

Dichtfläche

Rückwand

, 1 5' Schaltventil

, 16' Druckquelle

Aktuatorarm

Montageflansch

Linearantrieb

Kolben

Claims

Patentansprüche

1 . Einrichtung zum Verschließen einer Öffnung in einer Kammerwand einer Unterdruckkammer oder Vakuumkammer, aufweisend:

zumindest ein bewegbar gelagertes Verschlussorgan (1) und

zumindest einen Grundkörper (2) mit einer Durchtrittsöffnung (3) und zumindest einer Sitzfläche (4), welche die Durchtrittsöffnung (3) umgibt, wobei die Durchtrittsöffnung (3) mit der Öffnung in der Kammerwand in Deckung bringbar ist oder in Deckung ist, und

zumindest eine geöffnete Stellung des Verschlussorgans (1), in der die Durchtrittsöffnung (3) von dem Verschlussorgan (1) freigegeben ist, und zumindest eine geschlossene Stellung des Verschlussorgans (1), in der die Durchtrittsöffnung (3) unter Verwendung des Verschlussorgans (1) vollständig verschlossen ist, und

zumindest eine elastische Dichtung (5) mit zumindest einer aufblasbaren Kammer (6), wobei die Dichtung (5) in der geschlossenen Stellung zwischen dem Verschlussorgan (1) und der Sitzfläche (4) angeordnet ist und das Verschlussorgan (1) gegen die Sitzfläche (4) abdichtet,

dadurch gekennzeichnet, dass

die elastische Dichtung (5) zusätzlich zur aufblasbaren Kammer (6) zumindest eine Sicherheitskammer (7) zur Aufnahme eines Fluids aus der aufblasbaren Kammer (6) im Falle eines Lecks in der aufblasbaren Kammer (6) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbare Kammer (6) von der zumindest einen Sicherheitskammer (7) durch zumindest eine Zwischenwand (8) der Dichtung (5) getrennt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbare Kammer (6) von der Zwischenwand (8) und von anderen Wänden (12, 14) der Dichtung (5) umgeben ist und die Zwischenwand (8) zumindest bereichsweise schwächer und/oder dünner als die anderen Wände (12, 14) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicherheitskammer (7) von der Zwischenwand (8) und einer Seitenaußenwand (9) der Dichtung (5) begrenzt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicherheitskammer (7) benachbart zur aufblasbaren Kammer (6) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) als umlaufende, in sich geschlossene Dichtung ausgebildet ist und die aufblasbare Kammer (6) und die zumindest eine Sicherheitskammer (7) abgesehen von zumindest einer Fluideintrittsöffnung (10) und/oder zumindest einer Flui- daustrittsöffnung (11) ebenfalls umlaufend und jeweils in sich geschlossen ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) eine Vorderwand (12) mit einer Dichtfläche (13) zur Anlage an der Sitzfläche (4) des Grundkörpers (2) und eine Rückwand (14) zur Anlage an dem Verschlussorgan (1) und zumindest eine Zwischenwand (8) zwischen der zumindest einen Sicherheitskammer (7) und der aufblasbaren Kammer (6) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbare Kammer (6), vorzugsweise ausschließlich, von der Vorderwand (12) und der Rückwand (14) und der zumindest einen Zwischenwand (8) umgeben ist und die Zwischenwand (8) zumindest bereichsweise schwächer und/oder dünner als die Vorderwand (12) und als die Rückwand (14) ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) mit der Rückwand (14) an dem Verschlussorgan (1) fixiert ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) einstückig ausgebildet ist und/oder dass alle Wände (8, 9, 12, 14) der Dichtung (5) einstückig miteinander verbunden sind.