WO2022161909A1

WO2022161909A1 - VERSCHLUSSEINRICHTUNG ZUM VAKUUMDICHTEN VERSCHLIEßEN EINER ÖFFNUNG IN EINER WAND

Info

Publication number: WO2022161909A1
Application number: PCT/EP2022/051472
Authority: WO
Inventors: Fabian BÜCHEL; Florian Ehrne
Original assignee: Vat Holding Ag
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-08-04
Also published as: CN116848347A; DE102021102283A1; TW202307355A; KR20230133308A; JP2024504497A

Abstract

Eine Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung (2) in einer Wand (3) weist eine Ventilplatte (1) zum Verschließen und Freigeben der Öffnung (2) auf, die über eine Verbindungsvorrichtung mit einer Ventilstange (4) verbunden ist. Die Verbindungsvorrichtung weist einen Gelenkkopf (16) auf, von dem zumindest Abschnitte der äußeren Oberfläche kugelflächenförmig ausgebildet sind und der in einem Aufnahmeraum (18) eines Gelenkkörpers (17) angeordnet ist. Zur Blockierung einer Drehung des Gelenkkopfes (16) um die Längsachse (26) der Ventilstange (4) ragt zumindest ein abstehender Zapfen (16d), der am Gelenkkopf (16) oder Gelenkkörper (17) angeordnet ist, in eine zugeordnete Nut (19a), die im anderen dieser beiden Teile angeordnet ist und die sich in einer Mittellage der Verbindungsvorrichtung in einer parallel zur Längsachse der Ventilstange (4) liegenden Ebene (40) erstreckt.

Description

Verschlus seinrichtung zum vakuumdichten Verschl ießen einer Öf fnung in einer Wand

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öf fnung in einer Wand, mit einer Ventilplatte , die zwischen einer Schließstellung, in der die Ventilplatte die Öf fnung abdichtet , und einer Of fenstellung, in der die Ventilplatte die Öf fnung freigibt , verstellbar ist und die über eine Verbindungsvorrichtung mit einer eine Längsachse aufweisenden Ventilstange der Verschlussvorrichtung verbunden ist , wobei die Verbindungsvorrichtung einen Gelenkkopf aufweist , von dem zumindest Abschnitte der äußeren Oberfläche kugel flächenförmig ausgebildet sind und der in einem Aufnahmeraum eines Gelenkkörpers angeordnet ist .

Zur Befestigung einer Ventilplatte eines Vakuumventils an einer Ventilstange , ist es bekannt eine Verschraubung vorzusehen . Um trotz vorliegenden Toleranzen im geschlossenen Zustand des Vakuumventils eine gleichmäßige Verpressung eines zwischen der Ventilplatte und einem Ventilsitz für die Ventilplatte angeordneten elastischen Dichtrings im geschlossenen Zustand des Vakuumventils zu erreichen, wobei die elastische Dichtung im allgemeinen an der Ventilplatte angebracht ist , ist es zudem bekannt , eine Beweglichkeit der Ventilplatte gegenüber der Ventilstange zu ermöglichen . So geht beispielsweise aus der US 2002 / 0130288 Al eine Verbindungsvorrichtung zwischen der Ventilstange und der Ventilplatte hervor, welche einen elastischen Block mit einem darin angeordneten Kraftübertragungsteil aufweist . Beim Anpressen der Ventilplatte an den Ventilsitz kann sich dadurch die Ventilplatte gegenüber der Ventilstange etwas verschwenken .

Weitere Verbindungsvorrichtungen zwischen einer Ventilplatte und einer Ventilstange , welche eine Bewegungsmöglichkeit der Ventilplatte gegenüber der Ventilstange zulassen, gehen aus der US 7 , 134 , 642 B2 und US 3 , 837 , 617 hervor .

Aus der US 2011 / 0108750 Al geht eine Verbindungsvorrichtung zwischen einer Ventilstange und einer Ventilplatte hervor, welche einen verwindbaren Querträger aufweist . Eine gewisse Verschwenkung der Ventilplatte gegenüber der Ventilstange wird durch eine Verwindung des Querträgers ermöglicht .

Eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art ist durch Vorbenutzung bekannt . Eine von einem Antriebsmotor drehbare Welle (welche als „Ventilstange" angesehen werden kann) ist mit der Ventilplatte über einen rechtwinkelig zur Längsachse der Welle sich erstreckenden Pendelarm verbunden, welcher an dem von der Welle abgelegenen Ende ein Kugelgelenk ausbildet , an dem die Ventilplatte angebracht ist . Hierzu weist der Pendelarm eine topf förmige Ausnehmung auf , in welcher ein Gelenkkopf angeordnet ist , von dem ein Abschnitt der äußeren Oberfläche kugel flächenförmig ausgebildet ist . Dieser wirkt mit von gegenüberliegenden Seiten her auf den Gelenkkopf aufgesetzten Gelenkpfannenteilen zusammen, die j eweils eine konkave Gelenkfläche in Form eines Abschnitts einer Kugelinnenfläche aufweisen und die ebenfalls in der topf förmigen Ausnehmung des Pendelarms angeordnet sind . Mittels eines Federblechs , welches an den Pendelarm angeschraubt ist und das auf das auf dieser Seite liegende Gelenkpfannenteil einwirkt , sind die Gelenkpfannenteile an den Gelenkkopf angedrückt . Eine Durchgangsbohrung durch den Gelenkkopf wird von einer Schraube durchsetzt , welche auch eine Öf fnung im Federblech durchsetzt und mit welcher der Ventilteller im Bereich der Öf fnung des Federblechs an den Gelenkkopf angeschraubt ist . In Hinblick auf die Bewegungsmöglichkeiten des Kugelgelenks um drei rechtwinkelig zueinander stehende Achsen, ist diese Halterung der Ventilplatte nur für Ventilplatten mit kreis förmigem Außendurchmesser geeignet .

Kugelgelenke werden in unterschiedlichen Gebieten der Technik eingesetzt , beispielsweise auch zur gelenkigen Verbindung zwischen Radträger und Querlenker bei Achsanordnungen von Kraftfahrzeugen . Ein spezielles derartiges Kugelgelenk geht aus der DE 10 2015 213 298 Al hervor . Der Gelenkkopf besitzt hier beidseitig abstehende Zapfen, welche in eine j eweils zugeordnete Nut ragen, wobei die Nuten in Seitenwänden eines Aufnahmeraums eines gehäuseartigen Gelenkkörpers angeordnet sind . Durch diese Ausbildung können am Kugelgelenk Lenkmomente abgestützt werden .

Aufgabe der Erfindung ist es , eine vorteilhafte Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein breites Einsatzspektrum besitzt . Erfindungsgemäß gelingt dies durch eine Verschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Bei der Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung ist zur Blockierung einer Drehung des Gelenkkopfes gegenüber dem Gelenkkörper um die Längsachse der Ventilstange zumindest ein abstehender Zapfen vorgesehen, der am Gelenkkopf oder am Gelenkkörper angeordnet ist und in eine zugeordnete Nut ragt , die am anderen dieser beiden Teile angeordnet ist . Diese Nut erstreckt sich in einer Mittellage der Verbindungsvorrichtung, in der die Ventilplatte rechtwinkelig zur Längsachse der Ventilstange ausgerichtet ist , in einer parallel zur Längsachse der Ventilstange liegenden Ebene . Bevorzugt ist es hierbei , dass am Gelenkkopf oder Gelenkkörper auf gegenüberliegenden Seiten j eweils ein abstehender Zapfen angeordnet ist , der in einer j eweils zugeordneten Nut im anderen dieser beiden Teile eingrei ft , die sich in der Mittellage der Verbindungsvorrichtung in der genannten Ebene erstreckt .

Durch die Blockierung der Drehung des Gelenkkopfes gegenüber dem Gelenkkörper um die Längsachse der Ventilstange ist die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung auch für eine Ausbildung der Ventilplatte mit einer von der Kreis form abweichenden Form, insbesondere einer zumindest im Wesentlichen rechteckigen Form ( also beispielsweise einer rechteckigen Form mit abgerundeten Ecken) geeignet . Die Drehstellung der Ventilplatte bezüglich der Längsachse der Ventilstange und somit auch bezüglich der Achse der von der Ventilplatte verschließbaren Öf fnung ist somit fixiert , während eine Anpassung der Ebene , in welcher die Ventilplatte liegt , an die Ebene , in der die Öf fnung liegt , möglich ist , um in der Schließstellung der Ventilplatte eine gleichmäßige Anpressung an den Ventilsitz und damit eine umfänglich gleichmäßige Verpressung des Dichtrings zu erreichen .

Bei der Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung kann es sich um ein Vakuumventil handeln, welches ein Ventilgehäuse aufweist , von dem eine Wand die von der Ventilplatte verschließbare Öf fnung aufweist . Ein solches Ventilgehäuse besitzt dann eine weitere Öf fnung, um in der Of fenstellung der Ventilplatte einen Durchgangskanal durch das Ventilgehäuse aus zubilden . In einer weiteren möglichen Aus führungs form kann die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung auch zur Abdichtung einer Öf fnung in einer Wand einer Vakuumkammer dienen . Die Wand mit der von der Ventilplatte verschließbaren Öf fnung bildet in dieser Aus führungs form keinen Bestandteil der erf indungsgemäßen Verschluss Vorrichtung .

In einer vorteilhaften Aus führungs form der Erfindung ist die Ventilplatte mit dem Gelenkkörper und ist die Ventilstange mit dem Gelenkkopf verbunden, vorzugsweise mittels einer eine zentrale Durchgangsbohrung durch den Gelenkkopf durchsetzenden und in eine Gewindebohrung am stirnseitigen Ende der Ventilstange eingeschraubten Verbindungsschraube . Denkbar und möglich wäre auch ein am Gelenkkopf angeformter Gewindebol zen .

Der Gelenkkörper ist vorzugsweise als Gehäuse ausgebildet , mit einem Topfteil , das eine topf förmige Vertiefung besitzt , welche den Gelenkkopf aufnimmt , und einem die Vertiefung überdeckenden Deckelteil , welches gegenüber dem Topfteil durch eine dazwischenliegende Dichtung abgedichtet ist . Die Ventilstange durchsetzt hierbei günstigerweise eine Öf fnung im Deckelteil des Gelenkkörpers , wobei in der Mittellage der Verbindungsvorrichtung ein Ringspalt zwischen der Ventilstange und dem Rand der Öf fnung im Deckelteil vorliegt . Partikel , die bei der Bewegung des Gelenkkopfes gegenüber dem Gelenkkörper gebildet werden, können somit vorteilhafterweise zumindest weitgehend im gehäuseförmigen Gelenkkörper zurückgehalten werden . Besonders bevorzugt ist es hierbei , wenn am Gelenkkopf ein Dichtring angeordnet ist , welcher in einem die Öf fnung des Deckelteils umgebenden Bereich an der Innenseite des Deckelteils anliegt . Es kann dadurch der Innenraum des gehäuseförmigen Gelenkkörpers ef fektiv gegenüber der Umgebung abgedichtet werden . Zur Führung des Gelenkkopfes im Gelenkkörper sind in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung im Gelenkkörper ein erstes und ein zweites Gelenkpfannenteil angeordnet . Diese weisen j eweils eine konkave Gelenkfläche in Form eines Abschnitts einer Kugelinnenfläche auf , wobei die konkaven Gelenkflächen der Gelenkpfannenteile j eweils mit einer zugeordneten konvexen Gelenkfläche des Gelenkkopfes Zusammenwirken . Diese konvexen Gelenkflächen des Gelenkkopfs werden von Abschnitten der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfes gebildet , welche in Form von Abschnitten einer Kugel fläche ausgebildet sind .

Es ist hierbei vorteilhaft , wenn die ersten und zweiten Gelenkpfannenteile durch mindestens ein federelastisches Element an den Gelenkkopf angedrückt sind . Der Gelenkkopf kann dadurch in seiner j eweiligen Position gegenüber den Gelenkpfannenteilen und somit gegenüber dem Gelenkkörper reibschlüssig gehalten sein . Die den Gelenkkopf haltende Haltekraft ist vorzugsweise so groß , dass dadurch auch das von der Ventilplatte aufgrund ihrer Gewichtskraft ausgeübte Drehmoment , und zwar in j eder möglichen räumlichen Anordnung der Verschlussvorrichtung, aufgenommen werden kann, ohne dass sich der Gelenkkopf gegenüber dem Gelenkkörper verstellt . Wenn die Verschlussvorrichtung das erste Mal geschlossen wird, so kann sich die Ventilplatte gegenüber dem Ventilsitz entsprechend ausrichten und diese Ausrichtung wird somit vorteilhafterweise auch nach dem Öf fnen der Verschluss Vorrichtung beibehalten .

Zum Andrücken der Gelenkpfannenteile an den Gelenkkopf kann in einer möglichen Ausbildungs form der Erfindung als federelastisches Element ein Federblech vorgesehen sein, welches dem Deckelteil des Gelenkkörpers benachbart liegt und welches an das Gelenkpfannenteil angedrückt ist , das auf dieser Seite des Gelenkkopfes angeordnet ist . Das andere Gelenkpfannenteil kann auf der Bodenfläche der topf förmigen Vertiefung im Topfteil des Gelenkkörpers liegen .

Dieses Federblech kann beispielsweise durch Schrauben am Topfteil des Gelenkkörpers befestigt sein . Im Bereich der Öf fnung des Deckelteils weist das Federblech eine entsprechende Öf fnung auf , welche zumindest so groß ist , dass sie nicht in den Bereich der Öf fnung des Deckelteils hineinragt ( in axialer Blickrichtung der Öf fnung im Deckelteil gesehen) .

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert . In dieser zeigen :

Fig . 1 eine Schrägsicht eines Aus führungsbeispiels eine Verschlussvorrichtung gemäß der Erfindung in der Of fenstellung der Ventilplatte ;

Fig . 2 eine Schrägsicht analog Fig . 1 in der Schließstellung der Ventilplatte ;

Fig . 3 und 4 eine Seitenansicht und eine Ansicht der Verschlussvorrichtung in der Of fenstellung der Ventilplatte ;

Fig . 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig . 4 ;

Fig . 6 eine Seitenansicht des vorderen Endes der

Ventilstange mit der über die Verbindungsvorrichtung mit der Ventilstange verbundenen Ventilplatte ;

Fig . 7 eine Schrägsicht des vorderen Endes der

Ventilstange , der Verbindungsvorrichtung und der

Ventilplatte , im auseinandergenommenen Zustand dieser Teile ;

Fig . 8 eine Draufsicht auf die Verbindungsvorrichtung;

Fig . 9 einen Schnitt der Verbindungsvorrichtung entlang der Linie B-B von Fig . 8 , wobei ein Abschnitt der mit der Verbindungsvorrichtung verbundenen Ventilstange schematisch mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist ;

Fig . 10 eine Schrägsicht der Verbindungsvorrichtung ohne das De ekelt ei 1 ;

Fig . 11 und 12 Explosionsdarstellungen der Verbindungsvorrichtung aus unterschiedlichen Blickrichtungen .

Die Figuren weisen unterschiedliche Maßstäbe auf und sind teilweise vereinfacht dargestellt .

Ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung wird im Folgenden anhand der Fig . 1 bis 16 erläutert .

Die Verschlussvorrichtung weist eine Ventilplatte 1 auf , die zwischen einer Of fenstellung ( Fig . 1 ) und einer Schließstellung ( Fig . 2 ) verstellbar ist . In der Of fenstellung der Ventilplatte ist eine Öf fnung 2 in einer Wand 3 freigegeben, in der Schließstellung ist die Öf fnung 2 von der Ventilplatte 1 vakuumdicht verschlossen .

Unter einem vakuumdichten Verschließen wird eine Leckrate Q von zumindest weniger als 10^-4 mbar 1/ s verstanden .

Die Ventilplatte 1 wird von einer eine Längsachse 26 aufweisenden Ventilstange 4 getragen . Im Aus führungsbeispiel erfolgt die Verstellung der Ventilplatte 1 zwischen der

Of fenstellung und der Schließstellung lediglich durch eine axiale Verstellung der Ventilstange 4 . In modi fi zierten Aus führungs formen der Erfindung könnte die Ventilplatte zwischen der Of fen- und Schließstellung auch nach Art einer L- oder J-Bewegung verstellt werden, beispielsweise durch eine axiale Verschiebung und anschließende Verkippung der Ventilstange oder anschließende Verschiebung der Ventilstange rechtwinkelig zu ihrer Längsachse , wie dies bekannt ist .

Zur Verstellung der Ventilstange 4 , um die Ventilplatte 1 zwischen der Of fen- und der Schließstellung zu verstellen, dient ein Antrieb 5 , welcher im Aus führungsbeispiel von einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit gebildet wird . Die Ventilstange 4 ist mit der Kolbenstange dieser Kolben- Zylinder-Einheit verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet .

Zur Abdichtung zwischen der Ventilplatte 1 und der Wand 3 im geschlossenen Zustand der Verschlussvorrichtung dient ein Dichtring 8 aus einem elastomeren Material . Dieser ist im Aus führungsbeispiel an der Ventilplatte 1 angebracht , wie dies bevorzugt ist . Die Öf fnung 2 in der Wand 3 ist von einer Dichtfläche umgeben, die den Dichtsitz bildet , an dem der Dichtring 8 in der Schließstellung der Ventilplatte 1 anliegt . Auch eine umgekehrte Anordnung ( Dichtring an der Wand 3 , Dichtfläche an der Ventilplatte 1 ) ist grundsätzlich denkbar und möglich .

Die Wand 3 kann Teil eines Ventilgehäuses sein, von dem in den Fig . 1 bis 4 j eweils nur ein Teil dargestellt ist . Der restliche Teil des Ventilgehäuses ist in Fig . 5 durch gestrichelte Linien angedeutet . Dieses Ventilgehäuse weist somit einen Innenraum auf , in welchem die Ventilplatte 1 angeordnet ist . Außerdem weist ein solches Ventilgehäuse eine zweite , in Fig . 5 ebenfalls angedeutete Öf fnung 9 auf , beispielsweise der Öf fnung 2 gegenüberliegend, um in der Of fenstellung der Ventilplatte 1 einen Durchgangskanal durch das Ventilgehäuse aus zubilden . Die Verschlussvorrichtung umfasst in diesem Aus führungsbeispiel somit auch das Ventilgehäuse mit der Wand 3 mit der Öf fnung 2 und bildet ein Vakuumventil .

Das Ventilgehäuse besitzt eine weitere Öf fnung 11 , durch welche die Ventilstange 4 aus dem Innenraum des Ventilgehäuses herausgeführt ist . Diese Öf fnung 11 ist von einem Anschlussstück 10 vakuumdicht verschlossen, an welchem der Antrieb 5 angebracht ist , wobei die Ventilstange 4 einen Durchgangskanal durch das Anschlussstück 10 durchsetzt und von diesem axial geführt ist . Zur Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse und dem Anschlussstück 10 dient eine ringförmige Dichtung 12 . Zur Abdichtung der Ventilstange 4 gegenüber dem Durchgangskanal durch das Anschlussstück 10 dient im Aus führungsbeispiel ein Faltenbalg 6 . Dieser ist an einem Ende über ein ringförmiges Verbindungsstück 13 vakuumdicht mit dem Anschlussstück 10 verbunden, wobei zwischen dem Anschlussstück 10 und dem Verbindungsstück 13 ein, in den Figuren nicht sichtbarer Dichtring angeordnet ist . Am anderen Ende ist der Faltenbalg 6 vakuumdicht mit der Ventilstange 4 verbunden . Anstelle eines Faltenbalgs könnte zur Abdichtung auch eine Gleitdichtung mit mindestens einem Dichtring vorgesehen sein .

In einer modi fi zierten Aus führungs form könnte die Verschlussvorrichtung, die wie in den Fig . 1 bis 4 dargestellt ausgebildet ist , also wie in Fig . 5 ohne die gestrichelten Linien ausgebildet ist , auch an der Außenseite einer Wand einer Vakuumkammer angebracht sein, wobei die Öf fnung 2 mit einer Öf fnung in dieser Wand der Vakuumkammer fluchtet und die Wand 3 im die Öf fnung 2 umgebenden Bereich gegenüber der Wand der Vakuumkammer abgedichtet ist . In einer solchen Anwendung könnte die Verschlussvorrichtung auch als Tür bezeichnet werden .

In einer noch weiteren Aus führungs form könnte es sich bei der die Öf fnung 2 aufweisenden Wand 3 auch um einen Teil einer Vakuumkammer handeln . Diese Vakuumkammer besitzt somit eine weitere Öf fnung, entsprechend der in den Figuren dargestellten Öf fnung 11 , durch welche die Ventilstange 4 aus dem Innenraum der Vakuumkammer herausgeführt ist und die vom Anschlussstück 10 verschlossen ist , wobei am Anschlussstück wiederum der Antrieb 5 angebracht ist und die Ventilstange sich durch einen Durchgangskanal im Anschlussstück erstreckt . Die Ventilstange kann wiederum mittels eines Faltenbalgs ( oder mittels einer Gleitdichtung) abgedichtet in den Vakuumbereich der Vakuumkammer geführt sein . Die die Öf fnung 2 aufweisende Wand 3 stellt in dieser Aus führungs form also keinen Teil der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung dar .

In einer noch weiteren Aus führungs form könnte die die Öf fnung 2 aufweisende Wand 3 auch an der Innenseite einer Wand einer Vakuumkammer angeordnet sein, wobei die Öf fnung 2 der Wand 3 mit der Öf fnung in der Wand der Vakuumkammer fluchtet . Eine solche Verschlussvorrichtung kann auch als „Insert" bezeichnet werden . Vorzugsweise wäre die Ventilstange 4 hierbei wiederum abgedichtet aus der Vakuumkammer herausgeführt , sodass der Antrieb 5 außerhalb des Vakuumbereichs der Vakuumkammer liegt .

Die Ventilplatte 1 ist mit einer im Wesentlichen rechteckigen

Umfangskontur ausgebildet . „Im Wesentlichen rechteckig" bedeutet hier, dass die Ventilplatte rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist . Die Öf fnung 2 besitzt eine korrespondierende Kontur und ist von der Dichtfläche 14 umgeben, an welche der Dichtring 8 in der Schließstellung der Ventilplatte 1 angedrückt ist .

Zur Verbindung der Ventilstange 4 mit der Ventilplatte 1 dient eine Verbindungsvorrichtung 15 . Diese weist einen Gelenkkopf 16 auf , der im inneren Aufnahmeraum 18 eines Gelenkkörpers 17 angeordnet ist .

Im Aus führungsbeispiel ist der Gelenkkopf 16 mit der Ventilstange 4 starr verbunden und der Gelenkkörper 17 ist mit der Ventilplatte 1 starr verbunden, wie dies bevorzugt ist .

Der Gelenkkörper 17 umfasst ein Topfteil 17a, das eine topf förmige Vertiefung besitzt , und ein Deckelteil 17b, das das Topfteil verschließt . Der innere Aufnahmeraum 18 wird somit zumindest im Wesentlichen von der topf förmigen Vertiefung des Deckelteils 17b ausgebildet . Durch eine zwischen dem Topfteil 17a und dem Deckelteil 17b angeordnete ringförmige Dichtung 21 ist das Deckelteil 17b gegenüber dem Topfteil 17a abgedichtet . Die Verbindung des Deckelteils 17b mit dem Topfteil 17a erfolgt über Schrauben 22 .

Die Verbindung der Ventilstange 4 mit dem Gelenkkopf 16 erfolgt mittels einer Verbindungsschraube 23 , welche eine zentrale Durchgangsbohrung 24 durch den Gelenkkopf 16 durchsetzt und in eine Gewindebohrung 25 am stirnseitigen Ende der Ventilstange 4 eingeschraubt ist . Die Ventilstange besitzt hierbei einen Verbindungsabschnitt 4a mit einem zumindest im Wesentlichen quadratischen Querschnitt und der Gelenkkopf 16 besitzt eine Vertiefung 16a mit einer korrespondierenden Außenkontur, in welche der Verbindungsabschnitt 4a der Ventilstange 4 ragt . Die Ventilstange 4 ist damit gegenüber dem Gelenkkopf verdrehgesichert bezüglich einer Verdrehung des Gelenkkopfs 16 gegenüber der Ventilstange 4 um die Längsachse 26 der Ventilstange 4 . Anstelle einer quadratischen Kontur könnte auch eine andere polygonale Kontur oder eine sonstige von der Kreis form abweichende Kontur, beispielsweise ovale Kontur oder sternförmige Kontur vorgesehen sein . Eine Verdrehsicherung könnte aber auch in einer anderen Weise ausgebildet sein .

Das Deckelteil 17b besitzt eine Fensteröf fnung 27 , durch welche die Ventilstange 4 im Bereich eines Endabschnitts ragt . In einer Mittellage der Verbindungsvorrichtung, in welcher die Ventilplatte 1 rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 ausgerichtet ist ( d . h . die Mittelebene der Ventilplatte 1 steht rechtwinkelig zur Längsachse 26 ) , liegt zwischen der Ventilstange 4 und dem Rand der Fensteröf fnung 27 im Deckelteil 17b ein Ringspalt s vor, d . h . um den gesamten Umfang der Ventilstange 4 ist diese vom Rand der Fensteröf fnung 27 beabstandet , vorzugsweise gleichmäßig . Es wird dadurch ausgehend von der Mittellage eine (begrenzte ) Verschwenkung der Ventilplatte 1 um eine beliebige rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 stehende Achse ermöglicht , wie noch genauer erläutert wird .

Zur Verbindung des Gelenkkörpers 17 mit der Ventilplatte 1 weist ein an der Rückseite der Ventilplatte 1 angeordneter Verbindungsabschnitt 29 eine Vertiefung 30 auf . Das Topfteil 17a besitzt einen vorspringenden Abschnitt , der in die Vertiefung 30 einsetzbar ist . Zwischen diesem vorspringenden Abschnitt des Topfteils 17a und dem daran anschließenden Abschnitt befindet sich eine Stufe , auf der eine ringförmige Dichtung 31 angeordnet ist , welche im verbundenen Zustand an eine die Vertiefung 30 umgebende Oberfläche des Verbindungsabschnitts 29 angedrückt ist . Die Vertiefung 30 des Verbindungsabschnitts 29 besitzt gegenüberliegende seitliche Erweiterungen . In diese ragen Verbindungssti fte 32 , die in das Topfteil 17a außen im Bereich der Stufe in Gewindebohrungen eingeschraubt sind . Der Schaft eines j eweiligen Verbindungssti fts 32 besitzt eine Einschnürung 32a . In diese Einschnürungen ragen Befestigungsbol zen 33 , die in quer zu den Verbindungssti ften 32 sich erstreckende Bohrungen 34 des Verbindungsabschnitts 29 eingesetzt sind, wobei die Bohrung 34 in die Bereiche der seitlichen Erweiterungen der Vertiefung 30 münden .

Der Verbindungsabschnitt 29 ist Teil eines Querholms , der beidseitig des Verbindungsabschnitts 29 mit dem Plattenteil der Ventilplatte verbunden ist und im dazwischen liegenden Bereich vom Plattenteil der Ventilplatte beabstandet ist . Wenn die die Öf fnung 2 aufweisende Wand 3 eine gewisse Krümmung besitzt (bezogen auf die Richtung der Längserstreckung der Ventilplatte ) , so kann sich die Ventilplatte 1 dadurch an diese Krümmung in einem gewissen Bereich anpassen . Eine gleichmäßige Verpressung des Dichtrings 8 wird dadurch zusätzlich unterstützt .

Im Aufnahmeraum 18 des Gelenkkörpers 17 sind ein erstes und ein zweites Gelenkpfannenteil 35 , 36 angeordnet . Die Gelenkpfannenteile 35 , 36 besitzen j eweils eine konkave Gelenkfläche 35a, 36a . Diese konkave Gelenkfläche 35a, 36a weist j eweils die Form eines Abschnitts einer Kugelinnenfläche auf . Die konkaven Gelenkflächen 35a, 36a der Gelenkpfannenteile 35 , 36 sind von gegenüberliegenden Seiten her auf den Gelenkkopf 16 aufgesetzt und wirken mit j eweils zugeordneten konvexen Gelenkflächen 16b, 16c des Gelenkkopfs 16 zusammen . Die konvexen Gelenkflächen 16b, 16c sind j eweils in Form eines Abschnitts einer Kugel fläche ausgebildet und stellen j eweils einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfs 16 dar . Insbesondere weist eine j eweilige konvexe Gelenkfläche 16b, 16c die Form der radial außenliegenden Oberfläche einer Kugelscheibe (= Kugelschicht ) auf , besitzt also die Form einer sogenannten Kugel zone . Entsprechend weisen die konkaven Gelenkflächen 35a, 36a j eweils die Form einer kugel flächenförmigen Innenfläche einer Hohlkugelscheibe auf . Die Gelenkpfannenteile 35 , 36 weisen somit zumindest im Wesentlichen die Form von Hohlkugelscheiben auf . Die Mittelebenen der Gelenkpfannenteile 35 , 36 stehen hierbei rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 . In der Mittellage liegen also auch die Mittelebenen der die konvexen Gelenkflächen 16b, 16c bildenden kugelscheibenförmigen Abschnitte des Gelenkkopfes 16 in Ebenen, die rechtwinkelig zur Längsachse 26 stehen .

Die Gelenkpfannenteile 35 , 36 sind durch ein federelastisches Element 37 an den Gelenkkopf 16 angedrückt . Dieses federelastische Element 37 wird im Aus führungsbeispiel von einer Federscheibe gebildet , welche dem Deckelteil 17b benachbart angeordnet ist und im Bereich der Fensteröf fnung 27 des Deckelteils eine Öf fnung 37a aufweist . Das federelastische Element 37 ist mittels Schrauben 38 an das Topfteil 17a angeschraubt . Im an die Öf fnung 37a anschließenden Bereich weist es radiale Einschnitte auf und die von den Einschnitten abgetrennten Segmente sind aufgebogen . In diesem Bereich liegt das federelastische Element 37 am zweiten Gelenkpfannenteil 36 an und drückt dieses gegen den Gelenkkopf 16 , wodurch der Gelenkkopf 16 gegen das erste Gelenkpfannenteil 35 gedrückt wird, welches auf einer Bodenfläche am Boden der topf förmigen Vertiefung im Topfteil 17a aufliegt . Der Gelenkkopf wird dadurch reibschlüssig in der gerade vorliegenden Stellung gehalten . Dieser Reibschluss ist so stark, dass dadurch auch das Gewicht der Ventilplatte 1 aufgenommen werden kann, ohne dass es zu einer Veränderung der Stellung des Gelenkkopfs 16 kommt , und zwar unabhängig von der räumlichen Lage der Verschlussvorrichtung .

Die Öf fnung 37a des federelastischen Elements 37 ist größer als die Fensteröf fnung 27 des Deckelteils 17b . Somit kann ein am Gelenkkopf 16 in einem die Vertiefung 16a umgebenden Bereich angeordneter Dichtring 19 die Öf fnung 37a des federelastischen Elements 37 durchsetzen und in einem die Fensteröf fnung 27 umgebenden Bereich an die Innenseite des Deckelteils 17b angedrückt sein . Umgekehrt könnte der Dichtring 19 auch an der Innenseite des Deckelteils 17b angebracht sein und durch die Öf fnung 37a hindurch an die Oberfläche des Gelenkkopfs 16 angedrückt sein, und zwar in einem die Vertiefung 16a umgebenden Bereich .

Der Gelenkkopf 16 weist auf gegenüberliegenden Seiten abstehende Zapfen auf . Die Zapfen 16d stehen j eweils in eine Richtung ab, die rechtwinkelig zur Längsachse 26 steht , wobei die Zapfen 16d koaxial zueinander liegen . Ein j eweiliger Zapfen 16d ragt in eine j eweils zugeordnete Nut 17c im Topfteil 17a des Gelenkkörpers 17 . Eine j eweilige der Nuten 17c ist in einer die topf förmige Vertiefung begrenzenden Wand ausgebildet , d . h . erweitert diese topf förmige Vertiefung des Topfteils 17a . Die Nuten 17c erstrecken sich hierbei in einer Ebene 20 ( in Fig . 11 eingezeichnet ) , welche in der Mittelage der Verbindungsvorrichtung parallel zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 liegt . Im Aus führungsbeispiel verlaufen die Nuten 17c in der Mittelage der Verbindungsvorrichtung geradlinig parallel zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 . Die die topf förmige Vertiefung des Topfteils 17a begrenzende Innenwand könnte auch, bezogen auf die Richtung parallel zur Ventilstange , gekrümmt ausgebildet sein, sodass die Nuten 17c sich entsprechend gekrümmt erstrecken würden .

Die Zapfen 16d gehen von einem zwischen den Gelenkflächen 16b, 16c des Gelenkkopfs 16 liegenden ringförmigen Bereich der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfs 16 aus . Insbesondere befinden sie sich auf dem Äquator des Gelenkkopfes 16 , wobei der Äquator des Gelenkkopfes 16 in einer rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 stehenden Äquatorebene liegt , die den Gelenkkopf 16 mittig durchsetzt .

Der Gelenkkopf 16 ist durch die mit den Nuten zusammenwirkenden Zapfen bezüglich einer Drehung gegenüber dem Gelenkkörper 17 um die Längsachse 26 der Ventilstange 4 gesperrt . Der Gelenkkopf 16 kann aber um eine beliebige , rechtwinkelig zur Längsachse 26 der Ventilstange 4 stehende Achse verkippt werden (bis der Ringspalt s aufgebraucht ist ) .

Somit bildet die Verbindungsvorrichtung ein Kugelgelenk, welches bezüglich einer Drehung um eine rechtwinkelig zur Äquatorebene des Gelenkkopfes 16 stehende Achse , also um die Längsachse 26 der mit dem Gelenkkopf verbundenen Ventilstange 4 , gesperrt ist .

Da mit den konvexen Gelenkflächen 16b, 16c des Gelenkkopfes 16 konkave Gelenkflächen 35a, 36a Zusammenwirken, welche mit dem Gelenkkopf 16 über dessen Äquator hinaus Zusammenwirken, kann das von der Verbindungsvorrichtung ausgebildete Gelenk auch als Nussgelenk, welches bezüglich einer Drehung um eine rechtwinkelig zur Äquatorebene des Gelenkkopfes 16 stehende Achse , also um die Längsachse 26 der mit dem Gelenkkopf verbundenen Ventilstange 4 , gesperrt ist , bezeichnet werden .

Dadurch, dass der Aufnahmeraum 18 durch die Dichtung 21 zwischen dem Deckelteil 17b und dem Topfteil 17a und den Dichtring 19 zwischen dem Deckelteil 17b und dem Gelenkkopf 16 abgedichtet ist , und da im Weiteren das Topfteil 17a mittels der Dichtung 31 gegenüber dem Verbindungsabschnitt 29 abgedichtet ist , können Partikel , welche insbesondere bei der Bewegung des Gelenkkopfes 16 gegenüber den Gelenkpfannenteilen 35 , 36 entstehen, nicht in den die Verbindungsvorrichtung und Ventilplatte umgebenden Raum gelangen .

Legende

Zu den Hinweis zi f fern Ventilplatte 23 Verbindungsschraube Öf fnung 24 Durchgangsbohrung Wand 25 Gewindebohrung Ventilstange 26 Längsachse a Verbindungsabschnitt 27 Fensteröf fnung Antrieb 29 Verbindungsabschnitt Faltenbalg 30 Vertiefung Dichtring 31 Dichtung Öf fnung 32 Verbindungssti ft0 Anschlussstück 32a Einschnürung 1 Öf fnung 33 Befestigungsbol zen2 Dichtung 34 Bohrung 3 Verbindungsstück 35 Gelenkpfannenteil4 Dichtfläche 35a Gelenkfläche 5 Verbindungsvorrichtung 36 Gelenkpfannenteil6 Gelenkkopf 36a Gelenkfläche 6a Vertiefung 37 federelastisches6b Gelenkfläche Element 6c Gelenkfläche 37a Öf fnung 6d Zapfen 38 Schraube 7 Gelenkkörper 7a Topfteil 7b Deckelteil 7c Nut 8 Aufnahmeraum 9 Dichtring 0 Ebene 1 Dichtung 2 Schraube

Claims

Patentansprüche Verschlussvorrichtung zum vakuumdichten Verschließen einer Öffnung (2) in einer Wand (3) , mit einer Ventilplatte (1) , die zwischen einer Schließstellung, in der die Ventilplatte (1) die Öffnung (2) abdichtet, und einer Offenstellung, in der die Ventilplatte (1) die Öffnung (2) freigibt, verstellbar ist und die über eine Verbindungsvorrichtung (15) mit einer eine Längsachse (26) aufweisenden Ventilstange (4) der Verschlussvorrichtung verbunden ist, wobei die Verbindungsvorrichtung (15) einen Gelenkkopf (16) aufweist, von dem zumindest Abschnitte der äußeren Oberfläche kugelflächenförmig ausgebildet sind und der in einem Aufnahmeraum (18) eines Gelenkkörpers (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Blockierung einer Drehung des Gelenkkopfes (16) um die Längsachse (26) der Ventilstange (4) zumindest ein abstehender Zapfen (16d) , der am Gelenkkopf (16) oder am Gelenkkörper (17) angeordnet ist, in eine zugeordnete Nut (17c) ragt, welche im anderen dieser beiden Teile angeordnet ist und welche sich in einer Mittellage der Verbindungsvorrichtung, in der die Ventilplatte (1) rechtwinkelig zur Längsachse (26) der Ventilstange (4) ausgerichtet ist, in einer parallel zur Längsachse der Ventilstange (4) liegenden Ebene (20) erstreckt. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkkopf (16) oder am

Gelenkkörper (17) auf gegenüberliegenden Seiten jeweils ein abstehender Zapfen (16d) angeordnet ist, der in einer jeweils zugeordneten Nut (17c) im anderen dieser beiden Teile eingreift.

3. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkörper (17) ein Topfteil (17a) , das eine topfförmige Vertiefung besitzt, und ein Deckelteil (17b) aufweist, wobei das Deckelteil (17b) gegenüber dem Topf teil (17a) durch eine dazwischenliegende Dichtung (21) abgedichtet ist.

4. Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (4) mit dem Gelenkkopf (16) und die Ventilplatte (1) mit dem Gelenkkörper (17) verbunden ist.

5. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (4) mit dem Gelenkkopf (16) mittels einer Verbindungsschraube (23) verbunden ist, die eine zentrale Durchgangsbohrung (24) durch den Gelenkkopf (16) durchsetzt und in eine Gewindebohrung (25) am stirnseitigen Ende der Ventilstange (4) eingeschraubt ist.

6. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsabschnitt (4a) der Ventilstange (4) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist und der Gelenkkopf (16) eine Vertiefung mit einer korrespondierenden Außenkontur aufweist, in die der Endabschnitt der Ventilstange (4) ragt, wobei die Ventilstange (4) gegenüber dem Gelenkkopf (16) gegen eine Drehung um die Längsachse der Ventilstange (4) verdrehgesichert ist. . Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt der Ventilstange (4) eine Öffnung (11) im Deckelteil (17b) des Gelenkkörpers (17) durchsetzt, wobei in der Mittellage der Verbindungsvorrichtung (15) ein Ringspalt (s) zwischen der Ventilstange (4) und dem Rand der Öffnung (11) im Deckelteil (17b) vorliegt. . Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Gelenkkopf (16) ein Dichtring (19) angeordnet ist, welcher in einem die Öffnung (11) des Deckelteils (17b) umgebenden Bereich an der Innenseite des Deckelteils (17b) anliegt, oder in einem die Öffnung (11) des Deckelteils (17b) umgebenden Bereich an der Innenseite des Deckelteils (17b) ein Dichtring angeordnet ist, welcher am Gelenkkopf (16) anliegt . . Verschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkopf (16) voneinander beabstandete konvexe Gelenkflächen (16b, 16c) aufweist, die jeweils von einem in Form eines Abschnitts einer Kugelfläche ausgebildeten Abschnitt der äußeren Oberfläche des Gelenkkopfs (16) gebildet werden und zwischen denen der mindestens eine Zapfen (16d) angeordnet ist . 0. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen Gelenkflächen (16b, 16c) des Gelenkkopfes (16) jeweils die Form einer Kugelzone aufweisen . 1. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeraum (18) des Gelenkkörpers (17) ein erstes und ein zweites Gelenkpfannenteil (35, 36) angeordnet sind, welche jeweils eine konkave Gelenkfläche (35a, 36a) in Form eines Abschnitts einer Kugelinnenfläche aufweisen, wobei die konkaven Gelenkflächen der Gelenkpfannenteile (35, 36) jeweils mit einer zugeordneten der konvexen Gelenkflächen (16b, 16c) des Gelenkkopfs (16) Zusammenwirken. 2. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Gelenkpfannenteile (35) auf einer Bodenfläche des Topfteils (17a) des Gelenkkörpers (17) aufliegt und das zweite der Gelenkpfannenteile (36) auf der dem ersten Gelenkpfannenteil (35) gegenüberliegenden Seite auf den Gelenkkopf (16) aufgesetzt ist. 3. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Gelenkpfannenteile (35, 36) durch mindestens ein federelastisches Element (37) an den Gelenkkopf (16) angedrückt sind. 4. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das federelastische Element (37) ein Federblech ist, welches dem Deckelteil (17b) des Gelenkkörpers (17) benachbart liegt und welches auf der vom Deckelteil (17b) abgelegene Seite an das zweite Gelenkpfannenteil (36) angedrückt ist, wobei das Federblech im Bereich der Öffnung des Deckelteils (17b) eine Öffnung (11) aufweist. 5. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) , der am Gelenkkopf (16) angeordnet ist und in einem die Öffnung (11) des Deckelteils (17b) umgebenden Bereich an der Innenseite des Deckelteils (17b) anliegt oder der in einem die Öffnung

(11) des Deckelteils (17b) umgebenden Bereich an der Innenseite des Deckelteils (17b) angeordnet ist und am Gelenkkopf (16) anliegt, durch die Öffnung (37a) des Federblechs ragt.