WO2016142150A1 - Vakuumventil - Google Patents

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WO2016142150A1
WO2016142150A1 PCT/EP2016/053526 EP2016053526W WO2016142150A1 WO 2016142150 A1 WO2016142150 A1 WO 2016142150A1 EP 2016053526 W EP2016053526 W EP 2016053526W WO 2016142150 A1 WO2016142150 A1 WO 2016142150A1
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WO
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longitudinal
stroke
transverse
adjustment
closure member
Prior art date
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PCT/EP2016/053526
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Inventor
Florian Ehrne
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Vat Holding Ag
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Publication date
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    • F16K3/314Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle
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    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1225Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons

Definitions

  • the invention relates to a vacuum valve comprising a valve body having an axis having a valve opening, which is surrounded by a valve seat, a closure member which, between an open position in which it
  • Valve opening releases, and an intermediate position in which it covers the valve opening but lifted from the valve seat, parallel to a longitudinal adjustment is adjustable and which between the intermediate position and a closed position in which it rests against the valve seat, parallel to a transverse adjustment adjustable is a valve member carrying the closure member, a longitudinal stroke linear guide, which is connected to the valve rod longitudinal stroke slide and a
  • Vacuum valves in which for closing the vacuum valve, the closure member is first moved in a direction parallel to the valve rod longitudinal adjustment direction from an open position to an intermediate position, in which the
  • Closing member covers the valve opening, but is still lifted from the valve seat, and is applied in the sequence in an angle to the longitudinal adjustment direction transverse adjustment to the valve seat, are also referred to as L-valves.
  • the valve rod is pivotally mounted about an axis perpendicular to the longitudinal adjustment axis to the adjustment of the valve plate from its intermediate position in their Closed position and back to allow.
  • slide guides can serve, as is known for example from US 6,237, 892 B1, US 7,066,443 B2 or US 201 2/0258242 A1.
  • L-valves in which for adjusting the closure member between the
  • Closing member in an angular, in particular perpendicular, to the longitudinal adjustment direction transverse adjustment is done, are in accordance with a
  • Displacement bearing block on which also the drive for the adjustment of the valve rod is mounted in the longitudinal adjustment direction, is linearly displaceable in a direction perpendicular to the longitudinal adjustment transverse adjustment direction, said linear displacement by means of acting in this direction piston Cylinder units takes place.
  • US Pat. No. 7,762,527 B2 also shows an embodiment of an L-valve in which the drives for the linear adjustment of the closure member in the longitudinal adjustment direction and in the transverse adjustment direction outside the vacuum
  • a possible training provides in this case that the piston-cylinder unit for adjusting the closure member in the longitudinal adjustment direction relative to a valve housing by means of a linear guide in the direction perpendicular to the longitudinal adjustment direction transverse adjustment is slidably mounted.
  • a vacuum valve of the aforementioned type is apparent from WO 2014/075757 A1.
  • a longitudinal stroke linear guide, of which the valve rod is displaceably guided in the longitudinal adjustment direction is here formed by a transmission piece connected to the valve rod corresponding to a longitudinal stroke slide, which is displaceably guided along rod-shaped guide parts.
  • the rod-shaped guide parts are displaceable in a direction perpendicular to the longitudinal direction Verstel standing transverse adjustment direction and can from one of
  • pneumatic piston-cylinder units trained Querhub drive in the transverse Verstel direction are moved.
  • the valve rods are connected to the transmission piece, said connection a mobility of the transmission piece with respect to the
  • the object of the invention is to provide an improved Vakuumventi l of the aforementioned type. According to the invention, this is achieved by a vacuum valve having the features of claim 1.
  • a vacuum valve according to the invention comprises a longitudinal stroke linear guide with one along a longitudinal stroke guide member parallel to a longitudinal adjustment direction linearly displaceable guided longitudinal stroke slide, which is connected to the Venti lstange, and a Querhub linear guide with a along a
  • Querhub guide member parallel to a skew-adjustment linearly displaceably guided Querhub slide, wherein the cross-stroke carriage is connected to the Lssenshub- guide member of the longitudinal stroke linear guide.
  • Closing member between the intermediate position and the closed position of the cross-stroke carriage is moved by the Querhub drive along the Querhub guide part.
  • the connection of the transverse stroke carriage with the longitudinal stroke guide part in this case also takes place a displacement of the longitudinal stroke guide member parallel to the oblique adjustment, while the longitudinal stroke carriage with respect to the longitudinal stroke adjustment maintains its position.
  • Drive unit which includes the Lssenshub drive and the Querhub drive allows.
  • a modular construction is made possible in the form that the same guide unit or an at least substantially identical guide unit can be used in connection with different types of drive units.
  • the angle between the longitudinal adjustment direction and the oblique adjustment direction is advantageously less than 45 °, with a smaller angle being advantageous in order to allow a not too wide width (relative to the transverse adjustment direction) of the vacuum valve.
  • the angle between the longitudinal adjustment and the oblique adjustment is conveniently more than 4 °, with a larger angle is advantageous to a not too long length (relative to the longitudinal adjustment direction) of the vacuum valve to
  • the angle between the oblique adjustment and the longitudinal adjustment is in the range of 5 ° to 20 °, with a range of 6 ° to 12 ° is particularly preferred.
  • a translation is achieved for the force exerted by the transverse stroke drive on the closure member in the transverse adjustment direction.
  • the required contact pressure of the closure member to the valve seat in the closed state of the vacuum valve can be achieved by a relatively low driving force of the Querhub drive. Also a force control or possibly path control of the Querhub drive for the
  • connection of the longitudinal stroke carriage with the longitudinal stroke drive on a mobility parallel to the transverse adjustment can thus be immovably mounted relative to the transverse adjustment. Conceivable and possible but would also be an education in which the longitudinal stroke drive in the movement of the
  • An expedient embodiment provides that both sides of a connecting part, which is connected to the valve rod, each a longitudinal stroke slide
  • a respective longitudinal stroke carriage is displaceably guided parallel to the longitudinal adjustment direction by a respective longitudinal stroke guide element and the two longitudinal stroke guide elements are displaceably guided in a direction perpendicular to the longitudinal adjustment direction and at right angles to the transverse adjustment direction.
  • Guide parts are each connected to a cross-stroke slide, which is displaceably guided by a respective transverse stroke guide part parallel to the oblique adjustment direction, thus providing two longitudinal stroke linear guides and two transverse stroke linear guides Furthermore, it is preferred that the transverse adjustment direction is perpendicular to the longitudinal adjustment direction, wherein the valve seat lies in a plane to which the transverse Versteilutter is aligned at right angles. It gets it allows a rectangular placement of the closure member on the valve seat. Deviations from such a perpendicular placement, which are preferably less than 20 °, but are tolerable.
  • the axis of the valve opening is preferably perpendicular to the plane in which the valve seat is located.
  • the valve rod advantageously has a longitudinal axis parallel to the longitudinal adjustment direction.
  • Locking device against the force of a spring distanced from a second locking member, by means of a powered by the operating actuator of the locking device.
  • the first locking member of the spring pressed against the second locking member and thereby blocks an adjustment of the closure member.
  • the closure member can thereby be securely held even in case of failure of the equipment in the closed position and / or open position.
  • Fig. 1 is an oblique view of a vacuum valve according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is an oblique view corresponding to Figure 1 but cover plates and a cover part of the valve body omitted, in the open position of the closure member.
  • Fig. 3 is an oblique view corresponding to FIG. 2 in the intermediate position of
  • Fig. 4 is an oblique view corresponding to FIG. 2, in the closed position of
  • Fig. 5 is a view in the open position of the Versch lussgliedes
  • Fig. 6 is a section along the line AA of Fig. 5;
  • Fig. 7 is a section along the line B B of Fig. 5;
  • Fig. 8 is a section along the line CC of Fig. 5;
  • Fig. 9 is a section along the line DD of Fig. 5;
  • Fig. 10 is a section along the line EE of Fig. 5;
  • Fig. 1 1, 12 and 13 sections analogous to Figures 8, 9 and 10, but in the intermediate position of the closure member.
  • Fig. 14, 1 5 and 16 sections analogous to Figures 8, 9 and 10, but in the closed position of the closure member.
  • 17 and 18 are oblique views of the valve rod, the linear guides and parts of the L josshub- and Querhub drive in the position in which the open position of the VerMedicgiiedes is present;
  • FIGS. 19 and 20 are oblique views similar to FIGS. 17 and 18, but in the position in which the intermediate position of the closure member is present;
  • FIGS. 21 and 22 are oblique views analogous to FIGS. 17 and 18, but in the position in which the closed position of the closure member is present;
  • Fig. 23 is an exploded view. An embodiment of a vacuum valve according to the invention is in the
  • the vacuum valve has a valve body 1 which has a wall which has a valve opening 2 with an axis 3. In the closed state of the
  • Vacuum valve is the valve opening 2 closed by a, in particular plate-shaped, closure member 4, which then assumes its closed position.
  • a valve seat 5 which surrounds the valve opening 2 on the closure member 4 side facing.
  • the Versch lussglied 4 releases the valve opening 2 and the Versch lussglied 4 then assumes its open position.
  • the adjustment of the Versch lußgliedes 4 between the closed position and the open position via an intermediate position in which the closure member, seen in the direction of the axis 3 of the valve opening 2, the valve opening 2 covered but lifted from the valve seat 5 ( distanced).
  • sealing ring 6 for example, FKM or FFK
  • the valve seat 5 has a sealing surface on which the Sealing ring 6 is pressed.
  • the sealing ring 6 could also be arranged on the sealing seat and be pressed against a sealing surface of the closure member 4.
  • the valve body 1 is formed like a housing in the embodiment and can thus also be referred to as a valve housing, and the closure member 4 is disposed in an inner space 7 of the valve body 1. This interior 7 of the
  • the valve body 1 has in another Wall another opening 8, so that a passageway is formed through the valve body 1.
  • this through-channel runs in a straight line in the direction of the axis 3.
  • the valve body 1 also has an opening which is closed by a cover part 48 (which is only shown in FIG. 1) and simplifies maintenance. However, this opening and the cover part 48 could also be omitted.
  • the valve body 1 can be connected to other parts of a vacuum system, such as vacuum chambers and / or piping.
  • About the valve opening 2 is the interior 7 of the valve body 1 then in the open position of the
  • Closure member 4 with the interior of a first part of the vacuum system and the opening 8 is the interior 7 with the interior of another part of the vacuum system in connection.
  • the vacuum valve could in principle be designed as a so-called insert, wherein the valve body 1 would be arranged in the operating state of the vacuum valve in the interior of a vacuum chamber to a wall of the vacuum chamber and sealed to this, so that the valve opening 2 with an opening in the wall of the
  • Vacuum chamber is aligned.
  • the opposite wall of the vacuum valve with the opening 8 could then be omitted.
  • the closure member 4 is then arranged in a vacuum region of the vacuum valve.
  • the closure member 4 is supported by a valve rod 9, in
  • Closure member fixed connector (not shown in the figures).
  • the valve rod is led out through an opening in the valve body 1 from the vacuum region of the vacuum valve, wherein it is movable in the direction of its longitudinal axis 10 and also in a direction perpendicular thereto.
  • a bellows 1 1 is used in the embodiment. Also a different kind of one
  • Vacuum feedthrough can be provided in principle, for example another type of bellows or a linear feedthrough, which is mounted displaceably sealed even in a direction perpendicular to the direction of implementation relative to the valve body.
  • a connecting part 2 is rigidly fixed outside the vacuum region.
  • a Lekshub- slide 14 of each longitudinal stroke linear guide 13 are rigidly mounted on opposite sides.
  • a respective longitudinal stroke carriage 14 is guided in a linearly displaceable manner by a longitudinal stroke guide part 15 of the respective linear stroke linear guide 13, specifically parallel to a longitudinal adjustment direction 16.
  • the longitudinal adjustment direction 16 lies parallel to the longitudinal axis 10 of the valve rod 9.
  • the Querhub slide 18 are each guided by a Querhub-Fhakungstei 19 linearly displaceable, in parallel to a slanted adjustment 20.
  • the oblique adjustment 20 is inclined to the longitudinal adjustment direction 16th
  • the transverse stroke guide members 19 are in rigid connection with the valve body. 1
  • the Querhub guide members 19 are each fixed to a spar 21, wherein the spars 21 are fixed to a support member 22, which in turn is attached to the valve body 1, preferably as shown in FIG. 23 can be seen by means of screw.
  • the rigid connection of the Querhub guide members 19 with the valve body 1 could also be done in other ways.
  • the longitudinal stroke linear guides 13 and transverse stroke linear guides 17 together with their connecting and holding parts are parts of a rigidly connected to the valve body 1 guide unit 23rd
  • the Lekshub- and Querhub guide members 15, 19 are formed as guide rails.
  • Querhub linear guides 13, 17 are thus rail guides. Also one
  • a Leksshub- and / or Querhub- linear guide could also be formed by means of at least one guideway into which at least one guide extension (pin or roller) engages, so in the manner of a slotted guide.
  • the guideway can be formed for example by a slot, a groove or a bead.
  • the adjustment between the open position and the intermediate position takes place here parallel to the longitudinal adjustment 16.
  • the Verstel ment between the intermediate position and the closed position is parallel to a transverse adjustment 30, which is angled, preferably perpendicular, to the longitudinal adjustment 16.
  • the transverse adjustment direction 30 is parallel to the axis 3 of
  • Valve opening 2 In the exemplary embodiment, this is formed by a pneumatic piston-cylinder unit, the piston rod 26 parallel to the displacement of the longitudinal stroke carriage 14 along the longitudinal stroke guide parts lies to the longitudinal adjustment direction 16 and is connected to the connecting part 12. The connection takes place via a transmission piece 27.
  • the piston rod 26 is fixed to the transmission piece 27.
  • the transmission piece is relative to the connecting part 12 relative to the longitudinal adjustment direction 16 immovably connected, but relative to the transverse adjustment direction 30 slidably.
  • connecting bolts 28 are provided, which are held in the region of both ends of the connecting part 12 and a recess of the
  • the cylinder of the piston-cylinder unit of the longitudinal stroke drive 25 is integrated in a drive block 35, wherein the cylinder space is formed by a recess of the drive block 35. But it could also be provided at least one separate piston-cylinder unit.
  • valve rod 9 passes through the transmission piece 27 with play (so that the adjustment of the closure member 4 between the intermediate position and the closed position and the associated movement of the valve rod 9 is made possible).
  • the longitudinal stroke drive could also comprise two piston-cylinder units, which are arranged on both sides of the valve rod 9.
  • a non-displaceable in the longitudinal adjustment 16, but displaceable in the transverse adjustment direction 30 connection between the longitudinal stroke drive 25 and the longitudinal stroke carriage 14 could also be implemented in another form.
  • a connection between the longitudinal stroke drive 25 and the longitudinal stroke carriage 14, which can not be pushed either in the direction of the longitudinal adjustment direction 16 or in the direction of the transverse adjustment direction 30, could also be provided.
  • the longitudinal stroke drive 25 (together with corresponding holding parts) would then move with the displacement of the closure member 4 and the valve rod 9 in the transverse adjustment direction 30 with these.
  • a transverse stroke drive 31 is used to displace the transverse stroke carriages 18 along the transverse stroke guide parts 19. 1m embodiment of this is from
  • piston rods 32 of these piston-Zyiinder units are parallel to the oblique adjustment 20 and are connected to the cross-stroke carriage 1 8.
  • the piston rods 32 of these piston-Zyiinder units are parallel to the oblique adjustment 20 and are connected to the cross-stroke carriage 1 8.
  • piston rods 32 are fastened in each case to a connection plate 33, which is fastened to the holding piece 34 of the respective longitudinal stroke guide part 1 5.
  • connection plate 33 which is fastened to the holding piece 34 of the respective longitudinal stroke guide part 1 5.
  • Other connections of the piston rods 32 with the cross-stroke carriage 18 are conceivable and possible.
  • the connection is immobile at least with respect to the direction oblique adjustment 20.
  • the cylinders of the piston-cylinder units of the transverse stroke drive 31 are in
  • Cylinder space is formed by a recess of the drive block 35. But it could also be provided separate piston-cylinder units.
  • the longitudinal stroke drive 25 could also have more than one piston-cylinder unit.
  • the transverse stroke drive could also have only one piston-cylinder unit or more than two piston-Zyiinder units.
  • the longitudinal stroke drive 25 and the transverse stroke drive 31 are part of a
  • the drive block 35 is fixed to the spars 21.
  • Other connections between the drive unit 36 and the guide unit 23 are conceivable and possible.
  • the respective longitudinal stroke slide 14 has a first position relative to the respective longitudinal stroke guide part 15.
  • the respective longitudinal stroke carriage 14 has a second position relative to the respective longitudinal stroke guide member 1 5 on.
  • the first and second positions of the longitudinal stroke carriage 14 may be determined, for example, by the end of the longitudinal stroke drive 25 and / or by stops and / or by a travel control.
  • the first and second positions of the cross-stroke carriage 18 may, for example, by the end of the stroke of the Querhub drive 31 and / or by stops and / or by a path control or a force control (such force control, the desired contact pressure of the closure member 4 to the valve seat set).
  • the longitudinal stroke guide parts 15, on which the transverse stroke carriages 18 are mounted are also displaced.
  • the relative position of the longitudinal stroke carriage 14 to the Lssenshub- guide members 15 changes thereby, namely, a displacement of the respective Lcertainshub slide relative to the Lcertainshub guide member in the direction of the first position of the longitudinal stroke carriage 14, which is the longitudinal stroke slide 14th in the open position of the closure member 4 relative to the respective associated Lssenshub- guide member 5 occupies.
  • the position of the longitudinal stroke carriage 14 relative to the longitudinal adjustment direction 16 does not change here, but there is a
  • valve rod 9 is supported in the closed position of
  • Stop 47 is based on the transverse adjustment direction 30 on the same side of the valve rod 9 as the valve seat 5. By this support of the valve rod 9 are on the linear guides 13, 17 in the closed position of
  • Closing member 4 reduces moments, preferably at least substantially canceled (when the connecting part 1 2 in the M itte the
  • Valve rod 9 is located, as is preferred).
  • the stop 47 is favorably elastic, preferably with an elasticity similar to the sealing ring. 6
  • the angle 37, the oblique adjustment direction 20 with the longitudinal adjustment direction 16 einsch reads, is advantageously less than 45 ° and greater than 4 °, with an angle 37 in the range of 5 ° to 20 ° is preferred.
  • the angle 37 may be about 7.5 °.
  • the transverse adjustment 30 is in the plane defined by the longitudinal adjustment 16 and transverse adjustment 30 plane.
  • the oblique adjustment is at a right angle to the longitudinal adjustment 16 and
  • the Set closed position serves a locking device.
  • This includes a first Locking member 38, which in normal operation, ie when the operating means for the L Lucasshub- and Querhub drive 25, 31 is present, by means of an actuator 39 against the force of springs 40 from a second locking member 41 is spaced.
  • the first locking member 38 is on a valve body fixed part, in
  • Embodiment on one of the spars 21 slidably held against the force of the at least one spring 40 and the second locking member is held immovably relative to the transverse stroke carriage 18, in the embodiment, it is attached to the spar 21 opposite holding piece 34.
  • the actuator 39 is formed in the embodiment of a piston-cylinder unit, the cylinder is integrated into the spar 21 and the piston 42 is connected via a piston rod m it with the first locking member 38.
  • the first locking member 38 is pressed by the springs 40 to the second locking member 41, wherein the cooperating surfaces may be friction surfaces or may have teeth.
  • the first locking member 38 is pressed against the second locking member 41, so the positions of the transverse stroke carriage 18 are fixed relative to the Querhub- guide members 19.
  • the closure member 4 thereby remains pressed against the valve seat 5 even in the event of failure of the operating means.
  • locking devices are conceivable and possible.
  • only one spring 40 or more than two springs 40 could be present.
  • constructions with compression springs for example, constructions with tension springs would be conceivable.
  • locking device for fixing the closure member 4 in the open position in case of failure of the equipment for the longitudinal stroke drive 25 and transverse stroke drive 31 could be additionally or alternatively provided.
  • Locking members of this locking device could be arranged on the one hand on a valve body fixed part, on the other hand on a mitbewegten with the longitudinal stroke carriage 14 part. In order to ensure a synchronous movement of the Querhub slide 18 along the Querhub- guide members 19, these are advantageously over a
  • Connector 43 connected together. This is a sheet in the embodiment, which is bolted to the two holding pieces 34.
  • a sequence control 44 is used (compare in particular FIGS. 3 and 4, this is omitted in FIG.
  • Such sequential controls are known, for example, from the aforementioned prior art according to US 8, 177, 190 B2, and need not be further explained at this point.
  • Position sensors (not visible in the figures), which are arranged in the drive unit 36, serve to detect the respectively present position of the closure member 4, with which release parts 45 (cf., in particular, FIG.
  • pneumatic drives for the longitudinal stroke drive and / or transverse stroke drive it is also possible to use drives operated by other operating means, for example electrically operated drives, e.g. Electric motors,
  • Linear drives etc.
  • Such electrically operated drives may be formed, for example in the form of rack drives, spindle drives, etc.
  • Guide unit 23 may in this case be designed the same for different types of drives. There is thus a "parting plane" between the drive unit 36 and the guide unit 23. Thus, a modular design is provided Depending on the desired drive type, a suitable module of a drive unit 36 can be connected to the guide unit
  • a service of the vacuum valve in the event of a defect in the drive unit or even a defect in the guide unit is thereby considerably simplified.
  • Closing member may for example be attached to two or more parallel valve rods. Conceivable and possible would be the use of only one Leksshub- linear guide and / or only one Querhub linear guide or the use of more than two Leksshub linear guides and / or Querhub linear guides.

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Abstract

Vakuumventil umfassend einen Ventilkörper (1 ) mit einer eine Achse (3) aufweisenden Ventilöffnung (2), die von einem Ventilsitz (5) umgeben ist, ein Verschlussglied (4), welches zwischen einer Offenstellung, in der es die Ventilöffnung (2) freigibt, und einer Zwischenstellung, in der es die Ventilöffnung (2) überdeckt aber vom Ventilsitz (5) abgehoben ist, parallel zu einer Längs-Verstellrichtung (16) verstellbar ist und welches zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung, in der es am Ventilsitz (5) anliegt, parallel zu einer Quer-Verstellrichtung (30) verstellbar ist, eine das Verschlussglied (4) tragende Ventilstange (9), eine Längshub-Linearführung (13), welche einen mit der Ventilstange (9) verbundenen Längshub-Schlitten (14) und ein Längshub-Führungsteil (1 5) aufweist, von dem der Längshub-Schlitten (14) in die Längs-Verstellrichtung (16) linear verschiebbar geführt ist, und eine Querhub-Linearführung (17), welche einen mit dem Längshub-Führungsteil (15) verbundenen Querhub-Schlitten (18) und ein Querhub-Führungsteil (19) umfasst, von dem der Querhub-Schlitten (18) in eine schräg zur Längs-Verstellrichtung (16) stehende Schräg-Verstellrichtung (20) linear verschiebbar geführt ist.

Description

Vakuumventi l
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumventil umfassend einen Ventilkörper mit einer eine Achse aufweisenden Ventilöffnung, die von einem Ventilsitz umgeben ist, ein Verschlussglied, welches zwischen einer Offenstellung, in der es die
Ventilöffnung freigibt, und einer Zwischenstellung, in der es die Ventilöffnung überdeckt aber vom Ventilsitz abgehoben ist, parallel zu einer Längs-Verstellrichtung verstellbar ist und welches zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung, in der es am Ventilsitz anliegt, parallel zu einer Quer-Verstellrichtung verstellbar ist, eine das Verschlussglied tragende Ventilstange, eine Längshub-Linearführung, welche einen mit der Ventilstange verbundenen Längshub-Schlitten und ein
Längshub-Führungsteil aufweist, von dem der Längshub-Schlitten in die Längs- Verstellrichtung linear verschiebbar geführt ist, einen Längshub-Antrieb, von dem zur Verstellung des Verschlussgliedes zwischen der Offenstellung und der
Zwischenstellung der Längshub-Schlitten gegenüber dem Längshub-Führungstei l verschiebbar ist, und einen Querhub-Antrieb zur Verstellung des Verschlussgliedes zwischen der Zwischenstellung und der Schließsteüung.
Vakuumventile, bei denen zum Schließen des Vakuumventils das Verschlussglied zunächst in eine parallel zur Ventilstange liegende Längs-Verstellrichtung von einer Offenstellung in eine Zwischenstellung verschoben wird, in welcher das
Verschlussglied die Ventilöffnung überdeckt, vom Ventilsitz aber noch abgehoben ist, und in der Folge in eine winkelig zur Längs-Verstellrichtung liegende Quer- Verstellrichtung an den Ventilsitz angelegt wird, werden auch als L-Ventile bezeichnet. Bei einer nicht gattungsgemäßen Bauweise von L-Ventilen ist die Ventilstange um eine rechtwinkelig zur Längs-Verstellrichtung stehende Achse verschwenkbar gelagert, um die Verstellung der Ventilplatte von ihrer Zwischenstellung in ihre Schließstellung und zurück zu ermöglichen. Zum Verschwenken der Ventilstange um die Achse können hierbei Kulissenführungen dienen, wie dies beispielsweise aus der US 6,237 ,892 B1 , US 7,066,443 B2 oder US 201 2/0258242 A1 bekannt ist. Bei L-Ventilen, bei denen zur Verstellung des Verschlussgliedes zwischen der
Zwischenstellung und der Schließstellung eine Parallelverschiebung des
Verschlussgliedes in eine winkelig, insbesondere rechtwinkelig, zur Längs- Verstellrichtung stehende Quer-Verstellrichtung erfolgt, sind gemäß einer
herkömmlichen Ausführungsform Antriebselemente zur Verstellung des
Verschlussgliedes zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung an einer das Verschlussglied tragenden Trageinheit angeordnet, wobei die Trageinheit sich innerhalb des Ventilgehäuses des Vakuumventils befindet und an einer aus dem Vakuumbereich des Vakuumventils herausgeführten Ventilstange angebracht ist. Derartige Ausführungen von L-Ventilen gehen beispielsweise aus der US 6,056,266 A, US 6,899,316 B2 und US 7,61 1 , 122 B2 hervor. Aus der US 6,056,266 A und US
7,61 1 , 122 B2 gehen hierbei auch Folgesteuerungen hervor, um den korrekten Ablauf der Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheiten sicher zu stellen. Eine weitere solche Folgesteuerung für ein L-Ventil geht aus der US 8, 1 77, 190 B2 hervor. Ein L-Ventil, bei welchem eine lineare Verschiebung des Verschlussgliedes zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung erfolgt, wobei sowohl der Antrieb für die Verstellung des Verschlussgliedes zwischen der Offen- und der
Zwischenstellung, als auch der Antrieb für die Verstellung des Verschlussgliedes zwischen der Zwischen- und der Schließstellung außerhalb des Vakuums angeordnet sind, geht aus der WO 2010/034046 A1 hervor. Ein die Ventilstange in die Längs-
Verstellrichtung verschiebbar lagernder Block, an welchem auch der Antrieb für die Verstellung der Ventilstange in die Längs-Verstellrichtung angebracht ist, ist hierbei in eine rechtwinkelig zur Längs-Verstellrichtung liegende Quer-Verstellrichtung linear verschiebbar, wobei diese lineare Verschiebung mittels in diese Richtung wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgt. Auch die US 7 ,762,527 B2 zeigt eine Ausführungsform eines L-Ventils, bei welcher die Antriebe zur linearen Verstellung des Verschlussgliedes in die Längs- Verstellrichtung und in die Quer-Verstellrichtung außerhalb des Vakuums
angeordnet sind. Eine mögliche Ausbildung sieht hierbei vor, dass die Kolben- Zylinder-Einheit zur Verstellung des Verschlussgliedes in die Längs-Verstellrichtung gegenüber einem Ventilgehäuse mittels einer Linearführung in die rechtwinkelig zur Längs-Verstellrichtung liegende Quer-Verstellrichtung verschiebbar gelagert ist.
Ein Vakuumventil der eingangs genannten Art geht aus der WO 2014/075757 A1 hervor. Eine Längshub-Linearführung, von der die Ventilstange in die Längs- Verstellrichtung verschiebbar geführt ist, wird hier von einem mit der Ventilstange verbundenen Übertragungsstück entsprechend einem Längshub-Schlitten gebildet, welches entlang von stangenförmigen Führungsteilen verschiebbar geführt ist. Die stangenförmigen Führungsteile sind in eine rechtwinkelig zur Längs-Verstel lrichtung stehende Quer-Verstellrichtung verschiebbar und können von einem von
pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildeten Querhub-Antrieb in die Quer-Verstel lrichtung verschoben werden. Zur Verschiebung der Ventilstange in die Längs-Verstellrichtung dienen ebenfalls pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Ventilstangen mit dem Übertragungsstück verbunden sind, wobei diese Verbindung eine Beweglichkeit des Übertragungsstücks gegenüber den
Ventilstangen in die Quer-Verstellrichtung ermöglicht. Ein Nachteil der aus dieser Schrift hervorgehenden Einrichtung ist die relativ aufwendige Ausbildung der die Antriebs- und Führungselemente aufweisenden Einheit, was zu einer Verteuerung des Vakuumventils führt. Auch wäre es bei diesem Vakuumventil schwierig, wahlweise unterschiedliche Arten von Antrieben einzusetzen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Vakuumventi l der eingangs genannten Art bereitzustellen. Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Vakuumventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Ein Vakuumventil gemäß der Erfindung umfasst eine Längshub-Linearführung mit einem entlang einem Längshub-Führungsteil parallel zu einer Längs-Verstellrichtung linear verschiebbar geführten Längshub-Schlitten, der mit der Venti lstange verbunden ist, sowie eine Querhub-Linearführung mit einem entlang einem
Querhub-Führungsteil parallel zu einer Schräg-Verstellrichtung linear verschiebbar geführten Querhub-Schlitten, wobei der Querhub-Schlitten mit dem Längshub- Führungsteil der Längshub-Linearführung verbunden ist. Zur Verstellung des
Verschlussgliedes zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung wird der Querhub-Schlitten vom Querhub-Antrieb entlang dem Querhub-Führungsteil verschoben. Durch die Verbindung des Querhub-Schlittens mit dem Längshub- Führungsteil erfolgt hierbei auch eine Verschiebung des Längshub-Führungsteils parallel zur Schräg-Verstellrichtung, während der Längshub-Schlitten bezüglich der Längshub-Verstellrichtung seine Lage beibehält. Somit kommt es zu einer
Bewegung des Längshub-Schlittens parallel zur Quer-Verstellrichtung und somit zur Verstellung des Verschlussgliedes parallel zur Quer-Verstellrichtung. Durch die Verwendung von schräg zueinander stehenden Linearführungen, um die Bewegung des Versch lussgliedes in die Längs-Verstellrichtung und Quer- Verstellrichtung auszuführen, wird eine kostengünstige Ausbildung ermöglicht. Es können vorteilhafterweise für die Linearführungen Standardteile eingesetzt werden, wie sie im Maschinenbau in großer Zahl Verwendung finden und die kostengünstig kommerziell erhältlich sind. Die Teile zur Befestigung dieser Linearführungen können relativ einfach und kostengünstig ausgebildet sein.
Im Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine auf die Längs- Verstellrichtung bezogene räumliche Trennung zwischen einer Führungseinheit, welche die Führungsteile zur Führung der Bewegung des Verschlussgliedes in die Längs-Verstellrichtung und Quer-Verstellrichtung aufweist, und einer
Antriebseinheit, welche den Längshub-Antrieb und den Querhub-Antrieb umfasst, ermöglicht. Auf diese Weise wird ein modularer Aufbau ermöglicht, in der Form, dass die gleiche Führungseinheit oder eine zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildete Führungseinheit im Zusammenhang mit unterschiedlichen Arten von Antriebseinheiten eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann eine mögliche Art einer Antriebseinheit pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten als Antriebselemente aufweisen und eine andere Art einer Antriebseinheit elektrisch betriebene
Antriebselemente aufweisen .
Der Winkel zwischen der Längs-Verstellrichtung und der Schräg-Verstellrichtung beträgt günstigerweise weniger als 45°, wobei ein demgegenüber kleinerer Winkel vorteilhaft ist, um eine nicht zu große Baubreite (bezogen auf die Quer- Verstellrichtung) des Vakuumventils zu ermöglichen. Der Winkel zwischen der Längs- Verstellrichtung und der Schräg-Verstellrichtung beträgt günstigerweise mehr als 4°, wobei ein demgegenüber größerer Winkel vorteilhaft ist, um eine nicht zu große Baulänge (bezogen auf die Längs-Verstellrichtung) des Vakuumventils zu
ermöglichen. Vorteilhafterweise liegt der Winkel zwischen der Schräg- Verstellrichtung und der Längs-Verstellrichtung im Bereich von 5° bis 20°, wobei ein Bereich von 6° bis 12° besonders bevorzugt ist. Es wird hierbei eine Übersetzung für die vom Querhub-Antrieb auf das Verschlussglied in die Quer-Verstellrichtung ausgeübte Kraft erreicht. Die erforderliche Anpresskraft des Verschlussgliedes an den Ventilsitz im geschlossenen Zustand des Vakuumventils kann hierdurch durch eine relativ geringe Antriebskraft des Querhub-Antriebs erreicht werden. Auch eine Kraftregelung oder eventuell Wegregelung des Querhub-Antriebs für die
Anpresskraft des Verschlussgliedes an den Ventilsitz in der Schließstellung wird durch den aufgrund der Übersetzung relativ großen Weg des Querhub-Schlittens erleichtert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Verbindung des Längshub-Schlittens mit dem Längshub-Antrieb eine Beweglichkeit parallel zur Quer-Verstellrichtung auf. Der Längshub-Antrieb kann damit bezogen auf die Quer- Verstellrichtung unbeweglich montiert sein. Denkbar und möglich wäre aber auch eine Ausbildung, bei der sich der Längshub-Antrieb bei der Bewegung des
Verschlussgliedes und der Ventilstange parallel zur Quer-Verstellrichtung zusammen mit diesen mitbewegt.
Eine zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass beidseitig an einem Verbindungsteil, welches mit der Ventilstange verbunden ist, jeweils ein Längshub-Schlitten angebracht ist.„Beidseitig" bezieht sich hierbei auf eine rechtwinkelig zur Längs- Verstellrichtung und rechtwinkelig zur Quer-Verstellrichtung stehende Richtung. Ein jeweiliger Längshub-Schlitten ist hierbei von einem jeweiligen Längshub- Führungsteil parallel zur Längs-Verstellrichtung verschiebbar geführt und die beiden Längshub-Führungsteile sind jeweils mit einem Querhub-Schlitten verbunden, der von einem jeweiligen Querhub-Führungsteil parallel zur Schräg-Verstellrichtung verschiebbar geführt ist. Es sind somit zwei Längshub-Linearführungen und zwei Querhub-Linearführungen vorhanden. Es ist vorteilhaft, wenn die Schräg-Verstellrichtung in der von der Längs- Verstellrichtung und Quer-Verstellrichtung aufgespannten Ebene liegt. Im Weiteren ist es bevorzugt, dass die Quer-Verstellrichtung rechtwinkelig zur Längs- Verstellrichtung steht, wobei der Ventilsitz in einer Ebene liegt, zu welcher die Quer- Versteilrichtung rechtwinkelig ausgerichtet ist. Es wird dadurch ein rechtwinkeliges Aufsetzen des Verschlussgliedes auf den Ventilsitz ermöglicht. Abweichungen von einem solchen rechtwinkeligen Aufsetzen, welche vorzugweise weniger als 20° betragen, sind aber tolerierbar.
Im Sinne einer einfachen Ausbildung steht die Achse der Ventilöffnung vorzugsweise rechtwinkelig zur Ebene, in der der Ventilsitz liegt.
Die Ventilstange weist günstigerweise eine parallel zur Längs-Verstellrichtung liegende Längsachse auf. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht eine Feststellvorrichtung zur Festlegung eines Zustands des Vakuumventils im Falle des Ausfalls eines
Betriebsmittels des Längshub-Antriebs und Querhub-Antriebs vor. Hierbei ist in einem Normalbetrieb (d.h. das Betriebsmittel des Längshub-Antriebs und des Querhub-Antriebs steht zur Verfügung) ein erstes Feststellglied der
Feststellvorrichtung gegen die Kraft einer Feder von einem zweiten Feststellglied distanziert, und zwar mittels eines vom Betriebsmittel betriebenen Aktuators der Feststellvorrichtung. Bei Ausfall des Betriebsmittels wird das erste Feststellglied von der Feder gegen das zweite Feststellglied angedrückt und blockiert hierdurch eine Verstellung des Verschlussgliedes. Das Verschlussglied kann dadurch auch bei Ausfall des Betriebsmittels sicher in der Schließstellung und/oder Offenstellung gehalten werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine Schrägsicht eines Vakuumventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 1 aber Abdeckbleche und ein Deckelteil des Ventilkörpers weggelassen, in der Offenstellung des Verschlussgliedes;
Fig. 3 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 2 in der Zwischenstellung des
Verschlussgliedes;
Fig. 4 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 2, in der Schließstellung des
Versch lussgliedes;
Fig. 5 eine Ansicht in der Offenstellung des Versch lussgliedes;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie AA von Fig. 5;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie B B von Fig. 5;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie CC von Fig. 5;
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie DD von Fig. 5;
Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie EE von Fig. 5;
Fig. 1 1 , 12 und 13 Schnitte analog den Fig. 8, 9 und 10, aber in der Zwischenstellung des Verschlussgliedes;
Fig. 14, 1 5 und 16 Schnitte analog den Fig. 8, 9 und 10, aber in der Schließstellung des Verschlussgliedes;
Fig. 17 und 18 Schrägsichten der Ventilstange, der Linearführungen und von Teilen des Längshub- und Querhub-Antriebs in der Stellung, in welcher die Offenstellung des Verschlussgiiedes vorliegt;
Fig. 19 und 20 Schrägsichten analog Fig. 17 und 18, aber in der Stellung, in welcher die Zwischenstellung des Verschlussgliedes vorliegt; Fig. 21 und 22 Schrägsichten analog Fig. 17 und 18, aber in der Stellung, in welcher die Schließstellung des Verschlussgliedes vorliegt;
Fig. 23 eine Explosionsdarstellung. Ein Ausführungsbeispiel eines Vakuumventils gemäß der Erfindung ist in den
Figuren dargestellt.
Das Vakuumventil weist einen Ventilkörper 1 auf, der eine Wand besitzt, welche eine Ventilöffnung 2 mit einer Achse 3 aufweist. Im geschlossenen Zustand des
Vakuumventils ist die Ventilöffnung 2 durch ein, insbesondere plattenförmig ausgebildetes, Verschlussglied 4 verschlossen, welches dann seine Schließstellung einnimmt. In der Schließstellung des Verschlussglieds 4 ist dieses an einen Ventilsitz 5 angedrückt, der die Ventilöffnung 2 auf der dem Verschlussglied 4 zugewandten Seite umgibt. Im geöffneten Zustand des Vakuumventils gibt das Versch lussglied 4 die Ventilöffnung 2 frei und das Versch lussglied 4 nimmt dann seine Offenstellung ein. Die Verstellung des Versch lussgliedes 4 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung erfolgt über eine Zwischenstellung, in welcher das Verschlussglied, in Richtung der Achse 3 der Ventilöffnung 2 gesehen, die Ventilöffnung 2 überdeckt aber vom Ventilsitz 5 abgehoben (=distanziert) ist.
Zur Abdichtung zwischen dem Verschlussglied 4 und der die Ventilöffnung 2 aufweisenden Wand des Ventilkörpers 1 in der Schließstellung des Verschlussglieds 4 dient ein am Verschlussglied 4 angeordneter elastischer Dichtring 6 (beispielsweise aus FKM oder FFK ) und der Ventilsitz 5 weist eine Dichtfläche auf, an der der Dichtring 6 angedrückt ist. Grundsätzlich könnte der Dichtring 6 auch am Dichtsitz angeordnet sein und an eine Dichtfläche des Verschlussgliedes 4 angedrückt sein.
Der Ventilkörper 1 ist im Ausführungsbeispiel gehäuseartig ausgebildet und kann somit auch als Ventilgehäuse bezeichnet werden, und das Verschlussglied 4 ist in einem Innenraum 7 des Ventilkörpers 1 angeordnet. Dieser Innenraum 7 des
Ventilkörpers 1 bildet einen Vakuumbereich des Vakuumventils (= ein Bereich, in welchem ein Vakuum vorliegen kann). Der Ventilkörper 1 besitzt in einer weiteren Wand eine weitere Öffnung 8, sodass ein Durchgangskanal durch den Ventilkörper 1 ausgebildet ist. Dieser Durchgangkanal verläuft im Ausführungsbeispiel geradlinig in Richtung der Achse 3. Der Ventilkörper 1 besitzt im Ausführungsbeispiel noch eine von einem Deckelteil 48 (welches nur in Fig. 1 dargestellt ist) verschlossene Öffnung, durch welche eine Wartung vereinfacht wird. Diese Öffnung und das Deckelteil 48 könnten aber auch entfallen. Der Ventilkörper 1 kann an andere Teile einer Vakuumanlage angeschlossen werden, beispielsweise Vakuumkammern und/oder Rohrleitungen. Über die Ventilöffnung 2 steht der Innenraum 7 des Ventilkörpers 1 dann in der Offenstellung des
Verschlussglieds 4 mit dem Innenraum eines ersten Teils der Vakuumanlage und über die Öffnung 8 steht der Innenraum 7 mit dem Innenraum eines weiteren Teils der Vakuumanlage in Verbindung.
Das Vakuumventil könnte grundsätzlich auch als sogenanntes Insert ausgebildet sein, wobei der Ventilkörper 1 im Betriebszustand des Vakuumventils im Innenraum einer Vakuumkammer an einer Wand der Vakuumkammer und abgedichtet zu dieser angeordnet wäre, sodass die Ventilöffnung 2 mit einer Öffnung in der Wand der
Vakuumkammer fluchtet. Die gegenüberliegende Wand des Vakuumventils mit der Öffnung 8 könnte dann entfallen. Das Verschlussglied 4 ist auch dann in einem Vakuumbereich des Vakuumventils angeordnet. Das Verschlussglied 4 wird von einer Ventilstange 9 getragen, im
Ausführungsbeispiel über ein einerseits an der Ventilstange, andererseits am
Verschlussglied befestigtes Verbindungsstück (nicht bezeichnet in den Figuren). Die Ventilstange ist durch eine Öffnung im Ventilkörper 1 aus dem Vakuumbereich des Vakuumventils herausgeführt, wobei sie in Richtung ihrer Längsachse 10 und auch in eine hierzu rechtwinkelig stehende Richtung beweglich ist. Zu diesem Zweck dient im Ausführungsbeispiel ein Faltenbalg 1 1 . Auch eine andere Art einer
Vakuumdurchführung kann hierzu grundsätzlich vorgesehen sein, beispielsweise eine andere Art eines Balges oder eine Lineardurchführung, die selbst in eine Richtung rechtwinkelig zur Richtung der Durchführung gegenüber dem Ventilkörper abgedichtet verschiebbar gelagert ist. An der Venti lstange 9 ist außerhalb des Vakuumbereichs ein Verbindungsteil 2 starr befestigt. An diesem sind auf gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Längshub- Schlitten 14 einer jeweiligen Längshub-Linearführung 13 starr befestigt. Ein jeweiliger Längshub-Schlitten 14 ist von einem Längshub-Führungsteil 15 der jeweiligen Längshub-Linearführung 13 linear verschiebbar geführt und zwar parallel zu einer Längs-Verstellrichtung 16. Die Längs-Verstellrichtung 16 liegt parallel zur Längsachse 10 der Ventilstange 9.
Mit dem Längshub-Führungsteil 15 einer jeweiligen Längshub-Linearführung 13 ist ein Querhub-Schlitten 1 8 einer jeweiligen Querhub-Linearführung 17 starr verbunden. Die Verbindung erfolgt im Ausführungsbeispiel jeweils über ein
Haltestück 34, an dem einerseits das Längshub-Führungsteil 15, andererseits der Querhub-Schlitten 18 befestigt ist. Separate Haltestücke 34 könnten aber auch entfallen. Die Querhub-Schlitten 18 sind jeweils von einem Querhub-Führungstei l 19 linear verschiebbar geführt, und zwar parallel zu einer Schräg-Verstellrichtung 20. Die Schräg-Verstellrichtung 20 steht schräg zur Längs-Verstellrichtung 16.
Die Querhub-Führungsteile 19 stehen in starrer Verbindung mit dem Ventilkörper 1 . Im Ausführungsbeispiel sind die Querhub-Führungsteile 19 jeweils an einem Holm 21 festgelegt, wobei die Holme 21 an einem Trägerteil 22 festgelegt sind, welches seinerseits am Ventilkörper 1 befestigt ist, vorzugsweise wie aus Fig. 23 ersichtlich mittels Schraubverbindungen. Die starre Verbindung der Querhub-Führungsteile 19 mit dem Ventilkörper 1 könnte auch in anderer Weise erfolgen.
Die Längshub-Linearführungen 13 und Querhub-Linearführungen 17 zusammen mit ihren Verbindungs- und Halterungsteilen (welche im Ausführungsbeispiel die Haltestücke 34, die Holme 21 und das Trägerteil 22 umfassen) sind Teile einer mit dem Ventilkörper 1 starr verbundenen Führungseinheit 23.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Längshub- und Querhub-Führungsteile 15, 19 als Führungsschienen ausgebildet. Die Längshub-Linearführungen und
Querhub-Linearführungen 13, 17 sind somit Schienenführungen. Auch eine
Ausbildung in Form von Wellenführungen, bei denen die Längshub- und Querhub- Führungsteile 15, 19 von im Querschnitt runden Stäben gebildet werden, ist denkbar und möglich. Beispielsweise könnte eine Längshub- und/oder Querhub- Linearführung auch mittels mindestens einer Führungsbahn ausgebildet werden, in welche mindestens ein Führungsfortsatz (Stift oder Rolle) eingreift, also nach Art einer Kulissenführung. Die Führungsbahn kann beispielsweise von einem Langloch, einer Nut oder einer Wulst gebildet werden. Die Längshub-Linearführungen 13 und Querhub-Linearführungen 1 7 sind
günstigerweise als Wälzführungen ausgebildet. Auch eine Ausbildung als
G leitführungen könnte vorgesehen sein.
Mittels der Längshub-Linearführungen 13 und der Querhub-Linearführungen 17 kann das Verschlussglied von der Offenstellung über die Zwischenstellung in die
Schließstellung und zurück verstellt werden, wie weiter unten genauer erläutert wird. Die Verstellung zwischen der Offenstellung und der Zwischenstellung erfolgt hierbei parallel zur Längs-Verstellrichtung 16. Die Verstel lung zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung erfolgt parallel zu einer Quer-Verstellrichtung 30, die winkelig, vorzugsweise rechtwinkelig, zur Längs-Verstellrichtung 16 steht.
Vorzugsweise liegt die Quer-Verstellrichtung 30 parallel zur Achse 3 der
Ventilöffnung 2. Zur Verschiebung der Längshub-Schlitten 14 entlang der Längshub-Führungsteile 1 5 dient ein Längshub-Antrieb 25. Im Ausführungsbeispiel wird dieser von einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit gebildet, dessen Kolbenstange 26 parallel zur Längs-Verstellrichtung 16 liegt und mit dem Verbindungsteil 12 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt hierbei über ein Übertragungsstück 27. Die Kolbenstange 26 ist am Übertragungsstück 27 festgelegt. Das Übertragungsstück ist gegenüber dem Verbindungsteil 12 bezogen auf die Längs-Verstellrichtung 16 unverschiebbar verbunden, aber bezogen auf die Quer-Verstellrichtung 30 verschiebbar. Zu diesem Zweck sind Verbindungsbolzen 28 vorgesehen, welche im Bereich ihrer beiden Enden am Verbindungsteil 12 gehalten sind und eine Ausnehmung des
Verbindungsteils 12 überqueren. Die Verbindungsbolzen 28 durchsetzen
Durchgangsöffnungen 29 des Übertragungsstücks 27, sodass das Übertragungsstück 27 gegenüber den Verbindungsbolzen 28 verschiebbar geführt ist.
Der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit des Längshub-Antriebs 25 ist in einen Antriebsblock 35 integriert, wobei der Zylinderraum von einer Ausnehmung des Antriebsblocks 35 gebildet wird. Es könnte aber auch mindestens eine separate Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein.
Im Ausführungsbeispiel durchsetzt die Ventilstange 9 das Übertragungsstück 27 mit Spiel (sodass die Verstellung des Verschlussglieds 4 zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung und die damit einhergehende Bewegung der Ventilstange 9 ermöglicht wird). Beispielsweise könnte der Längshub-Antrieb auch zwei Kolben- Zylinder-Einheiten umfassen, die beidseitig der Ventilstange 9 angeordnet sind.
Eine in die Längs-Verstellrichtung 16 unverschiebbare, aber in die Quer- Verstellrichtung 30 verschiebbare Verbindung zwischen dem Längshub-Antrieb 25 und dem Längshub-Schlitten 14 könnte auch in anderer Form realisiert sein.
Im Weiteren könnte auch eine sowohl in Richtung der Längs-Verstellrichtung 16 als auch in Richtung der Quer-Verstellrichtung 30 unverschiebbare Verbindung zwischen dem Längshub-Antrieb 25 und dem Längshub-Schlitten 14 vorgesehen sein. Der Längshub-Antrieb 25 (zusammen mit entsprechenden Halteteilen) würde sich dann bei der Verschiebung des Verschlussgliedes 4 und der Ventilstange 9 in die Quer- Verstellrichtung 30 mit diesen mitverschieben. Zur Verschiebung der Querhub-Schlitten 18 entlang der Querhub-Führungsteile 19 dient ein Querhub-Antrieb 31 . 1m Ausführungsbeispiel wird dieser von
pneumatischen Kolben-Zyiinder-Einheiten gebildet. Die Kolbenstangen 32 dieser Kolben-Zyiinder-Einheiten liegen parallel zur Schräg-Verstellrichtung 20 und sind mit dem Querhub-Schlitten 1 8 verbunden . Im Ausführungsbeispiel sind die
Kolbenstangen 32 hierzu jeweils an einem Anschlussplättchen 33 befestigt, welches am Haltestück 34 des jeweiligen Längshub-Führungsteils 1 5 befestigt ist. Auch andere Verbindungen der Kolbenstangen 32 mit den Querhub-Schlitten 18 sind denkbar und möglich. Die Verbindung ist zumindest bezogen auf die Richtung Schräg-Verstellrichtung 20 unbeweglich.
Die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten des Querhub-Antriebs 31 sind im
Ausführungsbeispiel in den Antriebsblock 35 integriert, wobei der jeweilige
Zylinderraum von einer Ausnehmung des Antriebsblocks 35 gebildet wird. Es könnten aber auch separate Kolben-Zylinder-Einheiten vorgesehen sein.
Der Längshub-Antrieb 25 könnte auch mehr als eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweisen. Der Querhub-Antrieb könnte auch nur eine Kolben-Zylinder-Einheit oder auch mehr als zwei Kolben-Zyiinder-Einheiten aufweisen.
Der Längshub-Antrieb 25 und der Querhub-Antrieb 31 sind Teil einer
Antriebseinheit 36, die mit der Führungseinheit 23 verbunden ist. Im
Ausführungsbeispiel ist der Antriebsblock 35 an den Holmen 21 festgelegt. Andere Verbindungen zwischen der Antriebseinheit 36 und der Führungseinheit 23 sind denkbar und möglich.
Um das Vakuumventil ausgehend von seinem geöffneten Zustand zu schließen, wird zunächst der jeweilige Längshub-Schlitten 14 vom Längshub-Antrieb 25 entlang dem Längshub-Führungsteil 15 verschoben, wodurch eine lineare Verschiebung
(=Parailelverschiebung) des Verschlussgliedes 4 parallel zur Längs-Verstellrichtung 16 von seiner Offenstellung in seine Zwischenstellung erfolgt. In der Offenstellung P2016/053526
14
(vgl. Fig. 2, 5-10, 1 7 und 18) des Verschlussgliedes 4 weist der jeweilige Längshub- Schlitten 14 eine erste Stellung relativ zum jeweiligen Längshub-Führungsteil 1 5 auf. In der Zwischenstellung (vgl. Fig. 3, 1 1 -13, 19 und 20) des Verschlussglieds 4 weist der jeweilige Längshub-Schlitten 14 eine zweite Stellung relativ zum jeweiligen Längshub-Führungsteil 1 5 auf. Die ersten und zweiten Stellungen des Längshub- Schlittens 14 können beispielsweise durch das Ende des Längshub-Antriebs 25 und/oder durch Anschläge und/oder durch eine Wegsteuerung festgelegt sein.
In der Folge werden die Querhub-Schlitten 18 vom Querhub-Antrieb 31 entlang den Querhub-Führungsteilen 19 von einer ersten Stellung, die der jeweilige Querhub- Schlitten 18 relativ zum jeweils zugeordneten Querhub-Führungsteil 19 einnimmt, in eine zweite Stellung verschoben, die der jeweilige Querhub-Schlitten 18 relativ zum jeweils zugeordneten Querhub-Führungsteil 19 einnimmt. Die ersten und zweiten Stellungen des Querhub-Schlittens 18 können beispielsweise durch das Ende des Hubs des Querhub-Antriebs 31 und/oder durch Anschläge und/oder durch eine Wegsteuerung oder eine Kraftsteuerung (eine solche Kraftsteuerung kann die gewünschte Anpresskraft des Verschlussgliedes 4 an den Ventilsitz einstellen) festgelegt werden. Bei der Verschiebung der Querhub-Schlitten 18 werden die Längshub-Führungsteile 15, an denen die Querhub-Schlitten 18 angebracht sind, mitverschoben. Die relative Lage der Längshub-Schlitten 14 zu den Längshub- Führungsteilen 15 ändert sich dadurch, und zwar erfolgt eine Verschiebung des jeweiligen Längshub-Schlittens relativ zum Längshub-Führungsteil in Richtung zur ersten Stellung des Längshub-Schlittens 14, welche der Längshub-Schlitten 14 in der Offenstellung des Verschlussglieds 4 relativ zum jeweils zugeordneten Längshub- Führungsteil 5 einnimmt. Die Position der Längshub-Schlitten 14 relativ zur Längs- Verstellrichtung 16 ändert sich hierbei nicht, aber es erfolgt eine
Parallelverschiebung der Längshub-Schlitten 14 parallel zur Quer-Verstellrichtung und eine damit einhergehende Parallelverschiebung der Ventilstange 9 und des Verschlussgliedes 4 parallel zur Quer-Verstellrichtung 30. Dadurch erfolgt die Verstellung des Verschlussgliedes 4 parallel zur Quer-Verstellrichtung von der
Zwischenstellung in die Schließstellung. Die Schließstellung des Verschlussglieds 4 ist in den Figuren 4, 14-16, 21 und 22 dargestellt. Die Verstellung des Verschlussgliedes 4 von der Schließstellung in die Offenstellung erfolgt in der umgekehrten Weise wie zuvor beschrieben. Die Ventilstange 9 erstreckt sich bezogen auf die Längs-Verstellrichtung 16 über den Bereich, in welchem sich die Längshub-Schlitten 14 befinden, hinaus in eine vom Verschlussglied 4 weg gerichtete Richtung. In diesem Abschnitt ihrer
Längserstreckung, vorzugsweise im Bereich ihres vom Verschlussglied 4
abgelegenen Endes, stützt sich die Ventilstange 9 in der Schließstellung des
Verschlussgliedes 4 an einem ventilkörperfest gehaltenen Anschlag 47 ab. Der
Anschlag 47 liegt, bezogen auf die Quer-Verstellrichtung 30 auf der gleichen Seite der Ventilstange 9 wie der Ventilsitz 5. Durch diese Abstützung der Ventilstange 9 werden die auf die Linearführungen 13, 17 in der Schließstellung des
Verschlussgliedes 4 einwirkenden Momente verringert, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aufgehoben (wenn sich das Verbindungsteil 1 2 in der M itte der
Ventilstange 9 befindet, wie dies bevorzugt ist). Der Anschlag 47 ist günstigerweise elastisch ausgebildet, vorzugsweise mit einer Elastizität ähnlich dem Dichtring 6.
Der Winkel 37, den die Schräg-Verstellrichtung 20 mit der Längs-Verstellrichtung 16 einsch ließt, ist günstigerweise kleiner als 45° und größer als 4°, wobei ein Winkel 37 im Bereich von 5° bis 20° bevorzugt ist. Beispielsweise kann der Winkel 37 etwa 7,5° betragen.
Die Quer-Verstellrichtung 30 liegt in der von der Längs-Verstellrichtung 16 und Quer-Verstellrichtung 30 aufgespannten Ebene. Mit anderen Worten ist die Schräg- Verstellrichtung um eine rechtwinkelig zur Längs-Verstellrichtung 16 und
rechtwinkelig zur Quer-Verstellrichtung 30 stehende Achse gegenüber der Längs- Verstellrichtung 16 um den Winkel 37 gedreht. Um das Verschlussglied auch bei einem Ausfall des Betriebsmittels des Längshub- und Querhub-Antriebs 25, 31 , also im Ausführungsbeispiel Pressluft, in der
Schließstellung festzulegen, dient eine Feststellvorrichtung. Diese umfasst ein erstes Feststellglied 38, welches im Normalbetrieb, also wenn das Betriebsmittel für den Längshub- und Querhub-Antrieb 25, 31 vorhanden ist, mittels eines Aktuators 39 gegen die Kraft von Federn 40 von einem zweiten Feststellglied 41 beabstandet ist. Das erste Feststellglied 38 ist an einem ventilkörperfesten Teil, im
Ausführungsbeispiel an einem der Holme 21 gegen die Kraft der mindestens einen Feder 40 verschiebbar gehalten und das zweite Feststellglied ist gegenüber dem Querhub-Schlitten 18 unverschiebbar gehalten, im Ausführungsbeispiel ist es am dem Holm 21 gegenüberliegenden Haltestück 34 angebracht. Der Aktuator 39 wird im Ausführungsbeispiel von einer Kolben-Zylinder-Einheit gebildet, dessen Zylinder in den Holm 21 integriert ist und dessen Kolben 42 über eine Kolbenstange m it dem ersten Feststellglied 38 verbunden ist.
Bei Ausfall des Betriebsmittels wird das erste Feststellglied 38 von den Federn 40 an das zweite Feststellglied 41 angedrückt, wobei die zusammenwirkenden Flächen Reibflächen sein können oder auch Verzahnungen aufweisen können. Wenn das erste Feststellglied 38 an das zweite Feststellglied 41 angedrückt ist, so werden hierdurch die Positionen der Querhub-Schlitten 18 relativ zu den Querhub- Führungsteilen 19 fixiert. Das Verschlussglied 4 bleibt dadurch auch bei Ausfall des Betriebsmittels an den Ventilsitz 5 angedrückt.
Auch modifizierte Ausbildungsformen von Feststellvorrichtungen sind denkbar und möglich. So könnte nur eine Feder 40 oder es könnten mehr als zwei Federn 40 vorhanden sein. Anstelle von Konstruktionen mit Druckfedern wären beispielsweise auch Konstruktionen mit Zugfedern vorstellbar.
Auch eine in analoger Weise ausgebildete Feststellvorrichtung zur Fixierung des Verschlussgliedes 4 in der Offenstellung bei Ausfall des Betriebsmittels für den Längshub-Antrieb 25 und Querhub-Antrieb 31 könnte zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein. Feststellglieder dieser Feststellvorrichtung könnten einerseits an einem ventilkörperfesten Teil, andererseits an einem mit dem Längshub-Schlitten 14 mitbewegten Teil angeordnet sein. Um eine synchrone Bewegung der Querhub-Schlitten 18 entlang der Querhub- Führungsteile 19 sicherzustellen, sind diese vorteilhafterweise über ein
Verbindungsstück 43 miteinander verbunden. Dieses ist im Ausführungsbeispiel ein Blech, welches mit den beiden Haltestücken 34 verschraubt ist.
Um die korrekte Abfolge der Betätigungen durch den Längshub-Antrieb 25 und Querhub-Antrieb 31 zu erreichen, dient eine Folgesteuerung 44 (vgl. insbesondere Fig. 3 und 4; in Fig. 23 ist diese weggelassen). Solche Folgesteuerungen sind bekannt, beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand der Technik entsprechend der US 8, 177, 190 B2, und müssen an dieser Stelle nicht weiter erläutert werden.
Zur Erfassung der jeweils vorliegenden Stellung des Verschlussgliedes 4 dienen in der Antriebseinheit 36 angeordnete Lagemelder (nicht sichtbar in den Figuren), mit denen Auslöseteile 45 (vgl. insbesondere Fig. 23) zusammenwirken.
Anstelle von pneumatischen Antrieben für den Längshub-Antrieb und/oder Querhub-Antrieb sind auch von anderen Betriebsmitteln betriebene Antriebe einsetzbar, beispielsweise elektrisch betriebene Antriebe, z.B. Elektromotoren,
Linearantriebe usw. Solche elektrisch betriebene Antriebe können beispielsweise in Form von Zahnstangenantrieben, Spindelantrieben usw. ausgebildet sein.
Es kann eine mit den jeweiligen Antrieben ausgestattete Antriebseinheit 36 bereitgestellt werden, die mit der Führungseinheit 23 verbunden wird. Die
Führungseinheit 23 kann hierbei für unterschiedliche Arten von Antrieben gleich ausgebildet sein. Es ist somit eine„Trennebene " zwischen der Antriebseinheit 36 und der Führungseinheit 23 vorhanden. Somit wird ein modularer Aufbau bereitgestellt. Je nach gewünschter Antriebsart kann ein geeignetes Modul einer Antriebseinheit 36 mit der Führungseinheit verbunden werden. Auch ein
nachträglicher Austausch der Antriebseinheit 36 ist möglich, wobei die Antriebseinheit 36 von der Führungseinheit 23 als Ganzes abgenommen wird und durch eine gewünschte andere Antriebseinheit 36 ersetzt wird.
Auch ein Service des Vakuumventils im Falle eines Defekts in der Antriebseinheit oder auch eines Defekts in der Führungseinheit wird dadurch wesentlich vereinfacht.
Unterschiedliche Modifikationen des gezeigten Ausführungsbeispiels sind denkbar und möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So könnte das
Verschlussglied beispielsweise an zwei oder mehr parallelen Ventilstangen angebracht sein. Denkbar und möglich wäre auch der Einsatz nur einer Längshub- Linearführung und/oder nur einer Querhub-Linearführung oder des Einsatzes von mehr als zwei Längshub-Linearführungen und/oder Querhub-Linearführungen.
L e g e n d e
den Hinweisziffe
1 Ventilkörper 25 Längshub-Antrieb
2 Ventilöffnung 26 Kolbenstange
3 Achse 30 27 Übertragungsstück
4 Verschlussglied 28 Verbindungsbolzen
5 Ventilsitz 29 Durchgangsöffnung
6 Dichtring 30 Quer-Verstellrichtung
7 Innenraum 31 Querhub-Antrieb
8 Öffnung 35 32 Kolbenstange
9 Ventilstange 33 Anschlussplättchen
10 Längsachse 34 Haltestück
1 1 Faltenbalg 35 Antriebsblock
12 Verbindungsteil 36 Antriebseinheit
1 3 Längshub-Linearführung 40 37 Winkel
14 Längshub-Schlitten 38 erstes Feststellglied
1 5 Längshub-Führungsteil 39 Aktuator
16 Längs-Verstellrichtung 40 Feder
17 Querhub-Linearführung 41 zweites Feststellglied
1 8 Querhub-Schlitten 45 42 Kolben
19 Querhub-Führungsteil 43 Verbindungsstück
20 Schräg-Versteilrichtung 44 Folgesteuerung
21 Holm 45 Auslöseteil
22 Trägerteil 46 Auslöseteil
23 Führungseinheit 50 47 Anschlag
24 Abdeckblech 48 Deckelteil

Claims

Patentansprüche Vakuumventil umfassend
- einen Ventilkörper (1 ) mit einer eine Achse (3) aufweisenden Ventilöffnung (2), die von einem Ventilsitz (5) umgeben ist,
- ein Verschlussglied (4), welches zwischen einer Offenstellung, in der es die Ventilöffnung (2) freigibt, und einer Zwischenstellung, in der es die
Ventilöffnung (2) überdeckt aber vom Ventilsitz (5) abgehoben ist, parallel zu einer Längs-Verstellrichtung (16) verstellbar ist und welches zwischen der Zwischenstellung und einer Schließstellung, in der es am Ventilsitz (5) anliegt, parallel zu einer Quer-Verstellrichtung (30) verstellbar ist,
- eine das Verschlussglied (4) tragende Ventilstange (9) ,
- eine Längshub-Linearführung (13), welche einen mit der Ventilstange (9) verbundenen Längshub-Schlitten (14) und ein Längshub-Führungsteil (15) aufweist, von dem der Längshub-Schlitten (14) in die Längs-Verstellrichtung (16) linear verschiebbar geführt ist,
- einen Längshub-Antrieb (25), von dem zur Verstellung des Verschlussgliedes (4) zwischen der Offenstellung und der Zwischenstellung der Längshub- Schlitten (14) gegenüber dem Längshub-Führungsteil (1 5) verschiebbar ist, und
- einen Querhub-Antrieb (31 ) zur Verstellung des Verschlussgliedes (4) zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil im Weiteren eine Querhub- Linearführung (17) umfasst, welche einen mit dem Längshub-Führungsteil (1 5) verbundenen Querhub-Schlitten (18) und ein Querhub-Führungsteil (19) umfasst, von dem der Querhub-Schlitten (18) in eine schräg zur Längs- Verstellrichtung (16) stehende Schräg-Verstellrichtung (20) linear verschiebbar geführt ist,
wobei zur Verstellung des Verschlussgliedes (4) zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung der Querhub-Schlitten (18) vom Querhub-Antrieb (31 ) gegenüber dem Querhub-Führungsteil (19) verschiebbar ist und hierbei auch eine Verschiebung des Längshub-Führungsteils (15) gegenüber dem
Längshub-Sch litten (14) erfolgt.
2. Vakuumventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schräg- Verstellrichtung (20) gegenüber der Längs-Verstellrichtung (16) um einen Winkel (37) von weniger als 45° geneigt ist.
3. Vakuumventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräg- Verstellrichtung (20) gegenüber der Längs-Vertellrichtung (16) um einen Winkel (37) von mehr als 4° geneigt ist.
4. Vakuumventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräg- Verstellrichtung (20) mit der Längs-Verstellrichtung (16) einen Winkel (37) einschließt, der im Bereich von 5° bis 20° liegt.
5. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräg-Verstellrichtung (20) in der von der Längs-Verstellrichtung (16) und Quer-Verstellrichtung (30) aufgespannten Ebene liegt.
6. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Quer-Verstellrichtung (30) rechtwinkelig zur Längs-Verstellrichtung (16) steht.
7. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quer-Verstellrichtung (30) parallel zur Achse (3) der Ventilöffnung (2) liegt.
8. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (9) eine parallel zur Längs-Verstellrichtung (16) liegende Längsachse (10) aufweist.
9. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Längshub-Schlittens (14) mit dem Längshub-Antrieb (25) eine Beweglichkeit parallel zur Quer-Verstellrichtung (30) aufweist.
10. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Längshub-Schlitten (14) mit der Ventilstange (9) starr verbunden ist.
1 1 . Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querhub-Schlitten (1 8) mit dem Längshub-Führungsteil (1 5) starr verbunden ist.
1 2. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig eines Verbindungsteils (12), welches mit der Ventilstange (9) verbunden ist, jeweils ein Längshub-Schlitten (14) angebracht ist, der von einem jeweiligen Längshub-Führungsteil (1 5) parallel zur Längs-Verstellrichtung verschiebbar geführt ist, wobei die beiden Längshub-Führungsteile (15) jeweils mit einem Querhub-Schlitten (1 8) verbunden sind, der von einem jeweiligen Querhub-Führungsteil (19) parallel zur Schräg-Verstellrichtung (20) verschiebbar geführt ist.
13. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit (36), welche den Längshub-Antrieb (25) und den Querhub-Antrieb (31 ) aufweist, mit einer Führungseinheit (23), welche die mindestens eine Längshub-Linearführung (13) und die mindestens eine
Querhub-Linearführung (17) umfasst, verbunden ist und von dieser als Ganzes abnehmbar ist.
14. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feststellvorrichtung zur Festlegung einer Stellung des
Verschlussgliedes (4) im Falle des Ausfalls eines Betriebsmittels des Längshub- Antriebs (25) und Querhub-Antriebs (31 ) vorhanden ist, wobei in einem
Normalbetrieb mittels eines vom Betriebsmittel betriebenen Aktuators (39) ein erstes Feststellglied (38) gegen die Kraft einer Feder (40) von einem zweiten Feststellglied (41 ) distanziert ist und bei Ausfall des Betriebsmittels von der Feder (40) gegen das zweite Feststellglied (41 ) angedrückt ist und hierdurch eine Verstellung des Versch lussgliedes (4) blockiert. 5. Vakuumventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Ausfalls des Betriebsmittels das in seiner Sch ließstellung sich befindende Verschlussglied (4) von der Feststellvorrichtung in der Schließstellung gehalten ist, wobei das erste Feststellglied (38) an einem ventilkörperfesten Teil gegenüber der Kraft der Feder (40) verschiebbar gehalten ist und das zweite
Feststellglied (41 ) sich bei einer Verschiebung des Querhub-Schlittens (1 8) entlang des Querhub-Führungsteils (19) mit dem Querhub-Schlitten (18) mitbewegt.
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