WO2024156766A1 - Klappenventil und dichtung mit verbesserter dichtgeometrie für ein solches ventil - Google Patents
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- F16K27/0227—Check valves or pivoted valves with the valve members swinging around an axis located at the edge of or outside the valve member
Definitions
- Flap valve and seal with improved sealing geometry for such a valve The invention relates to a specific sealing element for a valve, a valve closure with such a sealing element and a valve, in particular with such a valve closure.
- valves are provided to adjust a flow through the valve, in particular a flow of a fluid. With a valve, the flow can be permitted, in particular over a maximum valve opening cross-section, or even completely blocked.
- certain types of valve offer the possibility of regulating a flow rate per unit of time, thus providing controllability of a fluid flow.
- Vacuum valves form a specific type of valve.
- Such vacuum chamber systems comprise in particular at least one evacuatable vacuum chamber intended to accommodate semiconductor elements or substrates to be processed or produced, which has at least one vacuum chamber opening through which the semiconductor elements or other substrates can be introduced into and out of the vacuum chamber, and at least one vacuum pump for evacuating the vacuum chamber.
- the highly sensitive semiconductor or liquid crystal elements sequentially pass through several process vacuum chambers, in which the parts located within the process vacuum chambers are processed using a processing device each. Both during the processing process within the process vacuum chambers, and during transport from chamber to chamber, the highly sensitive semiconductor elements or substrates must always be in a protected atmosphere - in particular in an airless environment.
- peripheral valves are used on the one hand to open and close a gas supply or discharge and on the other hand transfer valves are used to open and close the transfer openings of the vacuum chambers for the insertion and removal of the parts.
- Peripheral valves are used in particular to control or regulate a gas flow between a vacuum chamber and a vacuum pump or another vacuum chamber.
- the process chambers are connected to one another via transfer channels, for example. These process chambers can be opened using vacuum transfer valves to transfer the parts from one process chamber to the next and then sealed gas-tight to carry out the respective production step.
- movable transfer chambers are used that dock onto the process chambers and can transport the semiconductor elements between the process chambers in a protective atmosphere.
- Multi-chamber systems for producing semiconductor elements - in particular semiconductor wafers - are known from the prior art, for example US 5,076,205 or US 5,292,393, in which several process chambers are arranged in a star shape around a central transfer chamber.
- the central transfer chamber is connected via a tunnel to a second transfer chamber, around which further process chambers are arranged in a star shape, so that a large, connected semiconductor production system can be produced using a large number of such processing islands.
- the semiconductor elements are transported from one process chamber via the transfer chamber to the next process chamber by a handling system arranged in the transfer chamber. It is also possible to arrange the process chambers sequentially in a chain of process chambers, with a connecting opening being provided between the adjacent process chambers, which can be closed gas-tight by means of a transfer valve. In this case, each process chamber has at least two openings, with the exit opening of a process chamber being the entrance opening of a process chamber following in the process chamber chain.
- each two process chambers and at the beginning and end of the process chamber chain there is a transfer valve, each of which has two gas-tight, separable valve openings in its valve housing.
- the vacuum chamber systems described are used for different areas of semiconductor and substrate production and have proven themselves for the production and processing of small to medium-sized semiconductor and substrate components. New technical However, areas require ever larger, one-piece semiconductor components and substrates, which require the creation of new manufacturing systems. Examples of this are solar panels or screen panels, in particular plasma and LCD panels, with a width of more than one meter. Processing such large semiconductor components, liquid crystal substrates or other substrates requires correspondingly large process chambers and transfer valves.
- a substrate is generally understood to be a material to be treated, in particular the surface of the substrate being refined or coated. This can be a wafer from the field of semiconductor technology, a base material of a circuit board or another material, in particular plate-like or strip-like, which is processed accordingly by means of a coating, refinement or treatment process that must take place in a vacuum or in a process gas environment.
- a substrate also includes a glass plate to be coated, for example for a flat screen or a solar panel with a thickness of less than 0.5 to more than 5 millimeters, or a stainless steel foil or a stainless steel strip with a thickness of less than 0.05 to more than 0.2 millimeters.
- transfer valves for opening and closing process chambers are characterized by an extraordinarily large dimension, a long sealing length and a very large opening cross-section, sometimes with a width of more than 1500 millimeters.
- the opening cross-sections are particularly elongated and slot-like, with the Width is significantly greater than the height of the opening.
- transfer valves due to the described field of application and the associated dimensions, also as rectangular valves due to their rectangular opening cross-section and, depending on their mode of operation, also as slide valves, rectangular slide valves, transfer slide valves, flap valves, flap transfer valves or rotary locks.
- One such valve is, for example, the transfer valve from VAT Vakuumventile AG in Haag, Switzerland, known under the product name "MONOVAT Series 02 and 03" and designed as a rectangular insert valve.
- MONOVAT Series 02 and 03 The structure and function of such a valve are described, for example, in US 4,809,950 (Geiser) and US 4,881,717 (Geiser).
- Such drive technologies have proven themselves in the state of the art, but they are only suitable to a limited extent for very large opening cross-sections, in particular elongated, slot-like opening cross-sections. Due to the large sealing lengths resulting from the large opening cross-section, the requirements for the seals, the guidance of the valve closure and the drive are very high.
- a suitable material for sealing rings and seals in vacuum valves is, for example, fluororubber, also known as FKM, in particular the fluoroelastomer known under the trade name "Viton", as well as perfluororubber, or FFKM for short.
- FKM fluororubber
- FFKM perfluororubber
- EP 2355 132 B1 discloses a flap valve that represents a solution to this problem, whereby a contact pressure that is as constant as possible can be provided along the entire sealing length of the seal of a valve. Due to their robustness and wall thickness, such valves typically have a comparatively large installation dimension. This is disadvantageous in particular with regard to the space required for installation but also for parts handling. A reduction in the installation dimension appears to be limited on the one hand due to the given spatial extent of the valve closure.
- the invention is therefore based on the object of providing an improved valve, in particular a vacuum valve, which reduces or avoids the disadvantages mentioned above.
- the present invention is based in particular on the object of designing a valve which in particular has an elongated, in particular slot-like first opening, in such a way that when the seal is pressed onto the valve seat, a tight seal is reliably ensured and the formation of particles can be avoided, whereby the valve provides an improved installation dimension with essentially constant characteristics.
- a further object of the invention is also to provide an improved valve closure or an improved To provide a sealing element for such a valve which contributes to solving the problem.
- the basic idea of the present invention is to provide a valve, in particular a vacuum valve, whose valve housing has two opposite valve openings and a valve closure with a seal (sealing element) for closing a first of these openings. In a closed position, the valve closure covers this first valve opening, the seal resting on the valve seat of the first valve opening and thus closing the first valve opening (gas-tight).
- the dimensioning of the valve housing is designed such that the valve closure is at least partially in the opposite, second valve opening in an open position in which the valve closure maximally exposes the first valve opening.
- This structural design means that it is no longer necessary for the first and second valve openings to be so far apart that the valve closure can be placed completely between these openings in the open position, but the dimensions of the valve, in particular of the valve housing, can be significantly reduced. In particular, a reduction in the installation width by at least the length of the valve closure is possible. which projects into the second valve opening in the open position.
- an alternative folding drive is also proposed which, on the one hand, requires less space but, on the other hand, can apply reduced contact forces. The contact force that can be generated in this way to press the valve closure onto the valve seat can be sufficient for typical vacuum applications. Specific vacuum applications, for example with comparatively large pressure differences, can, however, mean increased requirements for the tightness of the system.
- an improved sealing element and an improved valve closure with such a sealing element are proposed, which can be combined with a valve according to the invention to achieve a further improved sealing effect.
- the proposed design of the sealing element (seal) according to the invention provides a reliable alignment of the sealing element on the one hand relative to the valve closure and on the other hand relative to the valve seat when closing the valve.
- the sealing element has a sealing area with two sealing lips that are arranged and aligned in a Y shape.
- One of the sealing lips provides the desired sealing effect
- the second lip serves to maintain the desired orientation of the sealing area, and thus of the sealing lip intended for the sealing effect, relative to the valve seat even when the valve seat is not contacted orthogonally (obliquely).
- the second lip also referred to below as the alignment lip
- the second lip can in particular also have venting passages, e.g. material recesses in the course of the lip, which ensure that a gap between the lips and the valve seat can be vented when the valve seat is contacted and that no unwanted air pockets remain.
- venting passages e.g. material recesses in the course of the lip
- Such air pockets can result in an uncontrolled, delayed outflow of a fluid (e.g. gas) that is undesirable for a machining process and thus make the process unstable.
- the alignment lip is therefore arranged in particular on the inside of a sealing element that runs around the edge (the valve closure in the edge area), i.e. when the valve opening is closed in the direction of this opening.
- the sealing element has a fastening body whose underside, which is aligned diametrically to the sealing area, is flat. This provides a support surface by means of which the sealing element can assume the preferred alignment when interacting with a corresponding surface of the valve closure or the valve seat.
- the invention thus relates to a sealing element for a valve closure and/or valve seat of a valve, in particular a vacuum valve.
- the sealing element has, on the one hand, a fastening area with a fastening body which is designed to fasten the sealing element to the valve closure and/or valve seat, and, on the other hand, a sealing area for providing a seal for a valve opening of the Valve.
- the fastening area and the sealing area are connected to one another or are designed to be connected.
- the sealing element has a sealing lip and an alignment lip in the sealing area, the sealing lip and the alignment lip being aligned relative to one another in such a way that they enclose an opening angle ⁇ .
- the sealing lip is designed to provide the seal for the valve opening of the valve and the alignment lip is designed to align the sealing area relative to a sealing surface when brought into contact with this surface.
- the fastening body has a holding surface on an underside opposite the sealing area.
- the underside can generally be understood here as a side of the sealing element that is opposite the sealing area and is assigned to the fastening area. However, the underside does not necessarily mean a side that points away from the sealing area.
- the underside should be understood as a side relating to the lower part of the sealing element, the sealing area being assigned to the upper part of the sealing element.
- the holding surface can be aligned parallel to a transverse axis, wherein the transverse axis is oriented orthogonally to a pressing direction defined by the opening angle, in particular wherein the holding surface is formed flat.
- the holding surface can thus form a flat bottom side of the sealing element and thus a corresponding Support surface for interaction with a corresponding counter surface.
- the holding surface can be aligned transversely to the transverse axis.
- the sealing element can have a further holding surface or several further holding surfaces that are designed to maintain a desired orientation of the sealing element.
- a valve closure on which the sealing element is to be arranged can have corresponding elements (surfaces) that interact with the holding surfaces when the sealing element is connected to the closure.
- the holding surfaces can, for example, be arranged at an angle to one another, e.g. describing a V-shape, an L-shape or a U-shape, or can be aligned parallel to one another.
- the fastening body can be made comparatively thin. The thickness of the fastening body can be small relative to the opposite extension of the sealing area. Such an embodiment can provide the fastening body-side requirements for vulcanizing the sealing element to the valve closure or valve seat.
- the fastening body is to be understood here in particular as a section or part of the sealing element which provides the connection of the sealing element to a carrier surface (sealing surface) by means of vulcanization.
- the relative alignment of the sealing lip and the alignment lip can be Y-shaped.
- the sealing lip and the alignment lip can have an opening angle ⁇ from a range between 90° and 160°, in particular an angle from a range of 110° to 150°.
- the alignment lip can contribute to the sealing lip also contacting the sealing surface when it comes into contact with a sealing surface of a valve seat without the sealing lip already contacting the sealing surface.
- the sealing area relative to the fastening area
- the sealing lip and the alignment lip can be pivoted towards the sealing surface, in particular so that the pressing direction is aligned orthogonal to the sealing surface.
- the sealing lip and the alignment lip are preferably designed in particular with regard to this context such that the relative alignment of the lips is essentially maintained even when only one of the lips is rotated or pivoted, in particular at least as long as the sealing area is not pressed against a sealing surface.
- the fastening body can have a holding element, wherein the holding element provides the holding surface (or several).
- the holding element can in particular be aligned in the opposite direction relative to the pressing direction A, in particular wherein the holding element is designed as a pin, web, wedge or mandrel.
- the sealing element can have a longitudinal extension, in particular wherein the longitudinal extension extends in a direction orthogonal to the transverse axis and orthogonal to the pressing direction.
- the sealing element can be designed in particular as a closed sealing element, in particular as a circumferential seal or as a ring (sealing ring) with a corresponding sealing profile.
- the alignment lip can have at least one recess, in particular a plurality of recesses, wherein the at least one recess is designed such that a gap that arises when the sealing area is brought into contact with the sealing surface between the sealing surface, the sealing lip and the alignment lip remains accessible through the at least one recess.
- the at least one recess can be formed as a notch, slot, perforation or hole.
- the recess can act in particular as a vent passage.
- a corresponding sealing surface e.g. on the valve seat
- the recess can also provide ventilation of the gap.
- the lips of the sealing element are typically clamped in the evacuated state of a chamber between the carrier body (valve closure) and the counter body (valve seat). This prevents contact between the two bodies. With such compression, (any) fluid can also be pressed out of the space between the seal and, for example, the valve seat.
- the invention also relates to a valve closure, in particular a valve disk, for a valve, in particular a vacuum valve, for regulating a volume or mass flow and/or for closing and opening a valve opening.
- the valve closure has a coupling side with a coupling which is designed for coupling to a drive unit of the valve.
- a closing side on the rear relative to the coupling side is provided with a seal which is designed to correspond to a sealing surface of a valve seat of the valve.
- the closing side is therefore opposite the coupling side and points in an opposite direction.
- the valve closure has a holding area on the closing side.
- the seal is designed as a sealing element as described above and the fastening body of the fastening area is connected to the holding area.
- the fastening body of the fastening area can be connected to the holding area by means of vulcanization, in particular it can be vulcanized onto this holding area.
- the valve closure can have a groove on the closing side.
- the seal is designed as a sealing element as described above and the fastening body of the fastening area is present in the groove.
- the groove can be formed all the way around in an edge area of the valve closure. The groove can therefore provide a recess on the closing side of the valve closure that extends along a line along which the sealing effect of the closure is to be provided. This sealing line is preferably adapted to the course of a sealing surface on the side of the valve seat.
- the groove can have a groove bottom surface that is designed to correspond to the holding surface of the fastening body. The groove bottom surface can be aligned parallel or transverse to a surface of the closing side.
- the groove can have several bottom surfaces that correspond in particular to the arrangement of corresponding holding surfaces of the fastening body.
- the bottom of the groove can be understood in particular as the underside of the groove that is opposite the groove opening.
- the groove may have a trapezoidal cross-section, with the groove bottom surface aligned parallel to a surface of the closing side.
- the groove may have a different cross-section that corresponds to the cross-section of the fastening body or at least has a desired arrangement and Alignment of the fastening body relative to the groove or relative to the valve closure.
- the holding surface of the fastening body can rest accordingly on the groove bottom surface. This interaction provides a desired and in particular permanent alignment of the seal relative to the valve closure.
- a groove opening of the groove can have a width that is smaller than a width of the fastening body, in particular wherein the groove opening is opposite the groove bottom surface.
- the invention accordingly relates to a valve, in particular a vacuum valve, for regulating a volume or mass flow and/or for closing and opening a valve opening.
- the valve has a valve seat which has the valve opening defining an opening axis and a first sealing surface surrounding the valve opening.
- a valve closure in particular a valve plate, is provided for regulating the volume or mass flow and/or for essentially gas-tight closing of the valve opening with a second sealing surface corresponding to the first sealing surface.
- the valve also has a drive unit coupled to the valve closure, which is designed to provide a movement of the valve closure such that the valve closure moves from an open position, in which the valve closure at least partially releases the valve opening, into a closed position, in which a sealing contact between the first sealing surface and the second sealing surface by means of a seal provided therebetween and the valve opening is thereby closed gas-tight and can be adjusted back.
- the valve has a sealing element as described above and the sealing element provides the seal.
- the sealing element can be arranged, for example, on the valve seat or on the valve closure or on both sides.
- the valve closure can be designed as described above and the second sealing surface provides the holding area, ie a groove is provided and the fastening body of the sealing element is in the groove, and the sealing element provides the seal or embodies it.
- the first sealing surface (on the valve seat) can have the sealing element.
- the first sealing surface can have a corresponding holding area and the fastening body of the fastening area can be connected to the holding area, in particular wherein the fastening body of the fastening area is connected to the holding area by vulcanization, in particular vulcanized, or the holding area of the first sealing surface has a groove and the fastening body of the fastening area is in the groove.
- the valve can in particular be designed as a vacuum valve, wherein the valve closure can be tilted about a rotation axis to enable the opening or closing of the valve.
- the invention also relates to a valve, in particular a vacuum valve, for regulating a volume or mass flow and/or for closing and opening a first valve opening.
- the valve has a valve housing with the first valve opening and an opposite second valve opening, wherein the first valve opening defines an opening axis and the opening axis extends through the first and second valve openings.
- the valve has a valve seat which runs around the first valve opening and has a first sealing surface running around the first valve opening.
- the valve also has a valve closure, in particular a valve plate, for regulating the volume or mass flow and/or for essentially closing the valve opening in a gas-tight manner.
- the valve has a drive unit coupled to the valve closure, which is designed to provide a folding movement of the valve closure about a rotation axis oriented orthogonally relative to the opening axis, such that the valve closure can be adjusted from an open position, in which the valve closure maximally exposes the first valve opening, to a closed position, in which there is a sealing contact between the valve closure and the valve seat and the first valve opening is thereby sealed gas-tight, and back.
- the maximum release of the first valve opening is to be understood in particular as a provided total opening cross-section of the valve, which at least corresponds to the cross-section of the first valve opening. corresponds.
- a projection of the entire opening cross-section provided extends in particular through the first valve opening and also through the second valve opening. In the open position, at least part of the valve closure protrudes into the second valve opening. In particular, part of the valve closure is located in a passage or flow area defined by this opening.
- the second valve opening can define a second cross-sectional area that is larger than a first cross-sectional area of the first valve opening, in particular wherein the first and second cross-sectional areas are oriented orthogonally to the opening axis.
- the second valve opening is larger than the first valve opening.
- This size ratio can be due in particular to the fact that in the open position part of the valve closure is in the second opening and this second opening must therefore provide additional storage space for this part of the valve closure.
- the second valve opening can have different cross-sectional sizes, for example a cross-section of an inward-facing opening part (pointing towards the first valve opening) is larger than a cross-section of an outward-facing opening part.
- the opening can, for example, have a step, wherein the inner opening part is designed to receive or support the valve closure in the open position.
- the second valve opening can have a flow area in the direction of the opening axis provided by the valve housing, in particular by a thickness of the housing wall, and the valve closure is at least partially in the flow area in the open position.
- the first valve opening, the second valve opening and the valve closure can each have a longitudinal extent and a transverse extent, wherein the respective transverse extent is smaller than the respective longitudinal extent.
- the first valve opening, the second valve opening and the valve closure can thus be designed as elongated (rectangular) valve components with corresponding cross sections.
- the longitudinal extent and the transverse extent of the first valve opening can be oriented orthogonally to the opening axis and orthogonally relative to one another.
- the longitudinal extent and the transverse extent of the valve closure can - in the closed position - be oriented orthogonally to the opening axis and orthogonally relative to one another.
- a distance between the first valve opening and the second valve opening can be smaller than a spatial extent of the valve closure corresponding to its transverse extent (in the direction of the transverse extent), in particular wherein the distance between the first valve opening and the second valve opening is defined by an inner wall of the valve housing delimiting the valve openings.
- the longitudinal extent of the first valve opening can be smaller than the longitudinal extent of the valve closure and/or the longitudinal extent of the second valve opening can be greater than the longitudinal extent of the valve closure.
- the longitudinal extent here is to be understood as a width of the valve opening(s) and the valve closure in a frontal view of the valve.
- the valve closure can have a coupling side with a coupling for coupling to the drive unit.
- the drive unit can have an arm that can be pivoted about the axis of rotation by means of the drive unit and the arm can be coupled to the coupling.
- the valve closure can be designed in particular according to one of the embodiments described above.
- the first sealing surface, ie the valve seat can have a sealing element as described above.
- the first sealing surface can have a holding area and the fastening body of the fastening area can be connected to the holding area, in particular wherein the fastening body of the fastening area is connected to the holding area by means of vulcanization, in particular vulcanized, or the holding area of the first sealing surface has a groove and the fastening body of the fastening area is in the groove.
- the valve can have a separating device for separating a process atmosphere region from an external atmosphere region. In particular, this relates to a design of the valve as a vacuum valve.
- the process atmosphere region is to be understood in particular as an area that can be defined by a process chamber. In this area, a process atmosphere, in particular a vacuum, can be created for processing substrates. Components intended for this area must, for example, meet material resistance and increased requirements.
- the external atmosphere region is accordingly to be understood in particular as an area in which normal atmospheric conditions exist, e.g. room air.
- the drive unit can here be at least partially, in particular completely, assigned to the external atmosphere region (e.g. a motor or pneumatics) and the valve closure in particular to the process atmosphere region.
- the separating device of the valve can, for example, be formed by a bellows.
- the bellows can, for example, be provided inside the valve housing or the drive unit.
- a valve known from the prior art and described, for example, in US Patent 6,772,989 comprises a valve body with two connections, a valve seat arranged in a flow path connecting the two connections in the flow chamber and a valve seat opposite opening.
- a piston of a pneumatic cylinder system is arranged in a valve cover which closes the opening and drives a valve disk via a valve rod, which opens and closes the valve seat.
- the valve cover is attached to the opening in a gas-tight manner by a bellows plate.
- the two ends of a bellows which surrounds the valve rod are attached in a gas-tight manner to the inner edge surface of the bellows plate and to the valve disk.
- the valve disk has an annular mounting groove on the surface facing the valve seat, in which a sealing ring is arranged.
- a valve housing is made of aluminum or stainless steel, for example, or is coated on the inside with aluminum or another suitable material, while the valve disk and bellows are usually made of steel.
- the bellows which can be expanded and compressed along its longitudinal axis within the range of the disk's adjustment path, seals the flow space air-tight from the valve rod and the drive. Two types of bellows are mainly used.
- Fig. 1 shows a first embodiment of a sealing element according to the invention in cross section
- Fig. 2 shows a further embodiment of a sealing element according to the invention in a spatial representation
- Fig. 1 shows a first embodiment of a sealing element according to the invention in cross section
- Fig. 2 shows a further embodiment of a sealing element according to the invention in a spatial representation
- Fig. 1 shows a first embodiment of a sealing element according to the invention in cross section
- Fig. 2 shows a further embodiment of a sealing element according to the invention in a spatial representation
- Fig. 1 shows a first embodiment of a sealing element according to the invention in cross section
- Fig. 2 shows a further embodiment of a sealing element according to the invention in a spatial representation
- Fig. 1 shows a first embodiment of a sealing element according to the invention in cross section
- Fig. 2 shows a further embodiment of a sealing element according to the invention in a spatial representation
- FIG. 3a-c shows an embodiment of a vacuum valve according to the invention with a valve closure according to the invention with a sealing element according to the invention
- Fig. 4a-b shows an embodiment of a valve according to the invention closed and opened.
- Figure 1 shows an embodiment of a sealing element 10 according to the invention, which is fastened in a groove 31 of a valve closure 30.
- the sealing element 10 has a sealing region 11 and a fastening region 21.
- the fastening region 21 has a fastening body 22, which is designed to fasten the sealing element 10 to the valve closure 30.
- the fastening body 22 has an underside with a holding surface 23, which is arranged and aligned opposite the sealing region.
- the holding surface 23 is flat here.
- the fastening body 22 provides a defined width with respect to a direction parallel to a transverse axis B.
- the groove 31 of the valve closure 30 has a groove bottom surface 32 which is flat and parallel to a surface of the valve closure 30, in particular parallel to the closing surface 34 of a closing side of the valve closure 30.
- the holding surface 23 of the fastening body 22 lies, in particular plane-parallel, on the groove bottom surface 32. This makes it possible to reliably provide a defined alignment of the entire sealing element 10 relative to the valve closure 30.
- a pressing direction A defined by the shape of the sealing region 21 thus has a desired orientation relative to the closing surface 34, in particular in an open position of the valve closure.
- the interaction of the two surfaces 23 and 32 can also effectively prevent the sealing element 10 from tipping or turning.
- the groove 31 has a trapezoidal cross-section, as shown in this embodiment.
- a groove opening 33 of the groove 31 opposite the groove bottom surface 32 has a width that is smaller than the defined width of the fastening body 22. This ensures that the fastening body 22 remains permanently in the groove 31.
- the width of the groove opening 33 is also smaller than the width of the groove bottom.
- the fastening area 21 and the sealing area 11 are designed to be continuous and connected to one another.
- the sealing element 10 is designed in one piece.
- a defined elasticity can be provided between the fastening area 21 and the sealing area 11 due to the shape. This enables the sealing area 11 to tilt against the valve seat when the valve is closed.
- the sealing element 10 has a sealing lip 12 and an alignment lip 13.
- the sealing lip 12 and the alignment lip 13 are aligned relative to one another in such a way that they enclose an opening angle ⁇ . This alignment also defines the Y-shape of the sealing element 10.
- the sealing lip 12 is designed to provide a seal for a valve opening of a valve by pressing the sealing lip 12 onto a sealing surface of the valve (in particular provided by the valve seat of the valve).
- the alignment lip 13 is designed at least to align the sealing area 11 relative to the sealing surface of the valve when it is brought into contact with the sealing surface.
- the alignment lip 13 thus provides in particular a pressing of the sealing element 10 in the pressing direction A.
- the pressing direction A can vary according to an inclination of the sealing area 11 relative to the fastening area 21. Inclination can be understood here as a joint tilting of the sealing lip 12 and the alignment lip 13 relative to the fastening body.
- the opening angle ⁇ can remain essentially unchanged.
- Figure 2 shows a further embodiment of a sealing element 10 according to the invention in a spatial View.
- the sealing element 10 is designed here as a closed sealing element 10, ie it is shaped in such a way that, for example, an edge region of a valve closure can be completely and uninterruptedly surrounded by it.
- the sealing element 10 thus comprises an inner surface F or encloses this inner surface F.
- the sealing element 10 can in particular be understood as an annular sealing element 10.
- the sealing element 10 therefore has a longitudinal extension, wherein the longitudinal extension here extends largely in a direction orthogonal to the transverse axis B and orthogonal to the pressing direction A.
- the sealing element 10 has a plurality, here for example twelve, of venting notches 14 (recesses). These recesses 14 are provided along the alignment lip 13.
- Figure 2 shows an enlarged section of the sealing element 10 from an area with such a recess 14.
- the alignment lip 13 is aligned in the direction of the inner surface F enclosed by the sealing element 10, with the sealing lip 12 pointing in the opposite direction away from the inner surface F.
- the recesses 14 are designed in such a way that a gap that is created when the sealing area, i.e.
- FIG. 1 shows an embodiment of a vacuum valve 1 according to the invention with a valve closure 30 according to the invention with a sealing element 10 according to the invention.
- the vacuum valve 1 is designed as a vacuum transfer valve 1 and is shown in different opening states.
- the vacuum valve 1 has a rectangular, plate-shaped valve closure 30 (valve plate) which has a sealing element 10 for gas-tight closing of a valve opening 2.
- the opening 2 has a cross-section corresponding to the valve closure 30 and is formed in a wall of the valve housing 12. This wall can be, for example, the wall of a vacuum process chamber.
- the opening 2 is surrounded by a valve seat, which in turn provides a sealing surface 3 corresponding to the sealing element 10 of the valve closure 30.
- the sealing element 10 of the valve closure 30 surrounds the valve closure 30. In a closed position S ( Figure 3c), the seal is pressed between the valve closure 30 and the sealing surface 3.
- the opening 2 connects a first gas region L, which is located to the left of the wall 12, with a second gas region R to the right of the wall 12.
- the wall 12 is formed, for example, by a chamber wall of a vacuum chamber.
- the vacuum valve 1 is then formed by an interaction of the chamber wall 12 with the valve closure 30.
- the valve seat together with the sealing surface 3 can alternatively be designed as a valve component that is structurally firmly connected to the valve 1 and can be arranged, e.g. screwed, at a chamber opening.
- the valve closure 30 can, as shown here, be arranged on an adjustment arm 5, which is rod-shaped here, for example, and extends along a geometric adjustment axis V.
- the adjustment arm 5 is mechanically coupled to a drive unit 7, by means of which the closure member 30 in the first gas region L to the left of the wall 12 can be adjusted between an open position O (Fig. 3a) via an intermediate position Z (Fig. 3b) into a closed position S (Fig. 3c) by adjusting the adjustment arm 5 by means of the drive unit 7.
- the valve closure 30 In the open position O, the valve closure 30 is outside a projection area of the opening 2 and completely opens it, as shown in Figure 3a.
- the valve closure 30 can be adjusted from the open position O to the intermediate position Z by means of the drive unit 7.
- the sealing element 10 of the valve closure 30 is located at a distance from the sealing surface 3 of the valve seat surrounding the opening 2.
- the valve closure 30 can be adjusted from the intermediate position Z to the closed position S ( Figure 3c).
- the valve plate 30 closes the opening 2 in a gas-tight manner and separates the first gas region L from the second gas region R in a gas-tight manner.
- the vacuum valve is opened and closed by means of the drive unit 7, here by an L-shaped movement in two, e.g.
- the valve shown is therefore also called an L-type valve.
- a transfer valve 1 as shown is typically provided for sealing a process volume (vacuum chamber) and for loading and unloading the volume. Frequent changes between the open position O and the closed position S are the rule in such an application.
- the valve closure 30 has a groove in which a fastening body of the sealing element 10 is arranged. This holds the sealing element 10 on the valve closure 30.
- the sealing element has two lips, an outer sealing lip and an inner alignment lip, which are arranged at an angle to one another.
- the fastening body has a holding surface and the groove has a groove bottom surface and these are designed in such a way that that their interaction prevents tilting of the sealing element 10 relative to the valve closure 30.
- the alignment lip can be designed according to the embodiment of Figure 2 and have corresponding recesses.
- Figures 4a and 4b show an embodiment of a valve 50 according to the invention closed, i.e. in a closed position S, and open, i.e. in an open position O.
- the valve 50 shown here is designed as a vacuum valve, in particular for closing and opening a valve opening and for transferring a substrate.
- the valve 50 has a valve housing 12 with a first valve opening 2 and an opposite second valve opening 4, the first valve opening 2 defining an opening axis C and the opening axis C extending through the first 2 and the second 4 valve opening.
- a valve seat is provided which runs around the first valve opening 2 and has a first sealing surface 3 running around the first valve opening 2.
- a valve closure 30, in particular a valve disk, is arranged in particular for the essentially gas-tight closure of the valve opening 2.
- the valve 50 thus has two valve openings, of which in this embodiment only one can be closed with the valve closure 30.
- valve closure 30 is provided on its coupling side 35 with a coupling for coupling to a drive unit.
- the drive unit here has an arm 42 which can be pivoted about the axis of rotation 41 by means of the drive unit, the arm 42 being coupled to the coupling of the valve closure 30.
- the axis of rotation can be driven, i.e. rotated, for example by means of a pneumatic or mechatronic drive (not shown).
- the valve can have a plurality of such arms which can be coupled to the valve closure along its extent and can be connected and adjusted together with the common axis of rotation (shaft).
- the axis of rotation can penetrate the valve housing and be connected to the drive outside the valve housing.
- the drive unit coupled to the valve closure 30 is thus set up to provide a folding movement of the valve closure 30 about the axis of rotation 41 which is oriented orthogonally relative to the opening axis C.
- the folding movement can be carried out in such a way that the valve closure 30 can be adjusted from an open position O ( Figure 4b), in which the valve closure 30 maximally exposes the valve opening 2, into a closed position S ( Figure 4a), in which a sealing contact exists between the valve closure 30 and the valve seat 3 by means of the intermediate sealing element 10 and the valve opening 2 is thereby closed in a gas-tight manner, and back.
- the valve 50 is designed such that in the open position O at least part of the valve closure 30 protrudes into the second valve opening 4. This allows the valve to be designed with a significantly reduced installation dimension compared to such prior art valves. In conventional prior art valves, the valve closure is completely located between the two valve openings in the open position.
- the valve 50 is designed in particular such that an opening cross section of the second valve opening 4 in the open position O is reduced by the valve closure 30 engaging in the opening 4 (compared to the closed position), but is still at least as large as the opening cross section of the first valve opening 2.
- the second valve opening 4 has a flow area in the direction of the opening axis C provided by the valve housing 12, in particular by a thickness d of the housing wall, and the valve closure 30 is at least partially located in the flow area in the open position O.
- a distance a between the first valve opening 2 and the second valve opening 4 is smaller than a spatial extension of the valve closure 30 corresponding to its transverse extension q.
- valve 50 has a valve closure 30 with a circumferential sealing element 10 which, as described in connection with Figure 2, has Y-shaped lips, an alignment lip and a sealing lip.
- the combination with such a sealing element provides an improved sealing effect, in particular due to the contact pressure still available due to the adapted and specific drive concept, in particular the lower contact pressure compared to drives of the prior art.
- the sealing lip provides a wider contact surface with the valve seat when pressed.
- valve closure can have a typical sealing ring, e.g. O-ring, or a vulcanized sealing material. It is understood that these figures only schematically represent possible embodiments. The different approaches can also be combined with each other and with state-of-the-art devices and methods.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Dichtelement (10) für einen Ventilverschluss eines Ventils, aufweisend einen Befestigungsbereich (21) mit einem Befestigungskörper (22) und einen Dichtbereich (11) zur Bereitstellung einer Abdichtung einer Ventilöffnung des Ventils, wobei der Befestigungsbereich (21) und der Dichtbereich (11) miteinander verbunden sind. Das Dichtelement (10) im Dichtbereich (11) eine Dichtlippe (12) und eine Ausrichtelippe (13) aufweist, wobei die Dichtlippe (12) und die Ausrichtelippe (13) derart relativ zueinander ausgerichtet sind, dass diese eine Öffnungswinkel (α) einschliessen, wobei die Dichtlippe (12) zur Bereitstellung der Abdichtung der Ventilöffnung des Ventils ausgebildet ist und die Ausrichtelippe (13) zur Ausrichtung des Dichtbereichs (11) relativ zu einer Dichtfläche bei einem In-Kontakt-Bringen mit der Dichtfläche ausgebildet ist. Der Befestigungskörper (22) weist an einer dem Dichtbereich (11) gegenüberliegenden Unterseite zumindest eine Haltefläche (23) auf.
Description
Klappenventil und Dichtung mit verbesserter Dichtgeometrie für ein solches Ventil Die Erfindung betrifft ein spezifisches Dichtelement für ein Ventil, einen Ventilverschluss mit einem solchen Dichtelement und ein Ventil, insbesondere mit einem derartigen Ventilverschluss. Generell sind Ventile vorgesehen, einen Durchfluss durch das Ventil, insbesondere einen Durchfluss eines Fluids, einzustellen. Mit einem Ventil kann der Durchfluss insbesondere über einen maximalen Ventilöffnungsquerschnitt zugelassen oder auch vollständig abgesperrt werden. Zudem bieten bestimmte Ventiltypen die Möglichkeit eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit zu regulieren, stellen also eine Regelbarkeit eines Fluiddurchflusses bereit. Eine spezifische Ventilgattung bilden Vakuumventile. Diese sind zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Schliessen eines Fliesswegs, der durch eine in einem Ventilgehäuse ausgeformte Öffnung führt, in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt und kommen insbesondere bei Vakuumkammersystemen im Bereich der IC-, Halbleiter- oder Substratfertigung, die in einer geschützten Atmosphäre möglichst ohne das Vorhandensein verunreinigender Partikel stattfinden muss, zum Einsatz. Derartige Vakuumkammersysteme umfassen insbesondere mindestens eine zur Aufnahme von zu bearbeitenden oder herzustellenden Halbleiterelementen oder Substraten vorgesehene, evakuierbare Vakuumkammer, die mindestens eine Vakuumkammeröffnung besitzt, durch welche die Halbleiterelemente oder anderen Substrate in die und aus
der Vakuumkammer führbar sind, sowie mindestens eine Vakuumpumpe zum Evakuieren der Vakuumkammer. Beispielsweise durchlaufen in einer Fertigungsanlage für Halbleiter-Wafer oder Flüssigkristall-Substrate die hochsensiblen Halbleiter- oder Flüssigkristall-Elemente sequentiell mehrere Prozess-Vakuumkammern, in denen die innerhalb der Prozess-Vakuumkammern befindlichen Teile mittels jeweils einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden. Sowohl während des Bearbeitungsprozesses innerhalb der Prozess- Vakuumkammern, als auch während des Transports von Kammer zu Kammer müssen sich die hochsensiblen Halbleiterelemente oder Substrate stets in geschützter Atmosphäre – insbesondere in luftleerer Umgebung – befinden. Hierfür kommen zum einen Peripherieventile zum Öffnen und Schliessen einer Gaszu- oder -abfuhr und zum anderen Transferventile zum Öffnen und Schliessen der Transferöffnungen der Vakuumkammern für das Ein- und Ausführen der Teile zum Einsatz. Peripherieventile werden insbesondere zur Steuerung oder Regelung eines Gasflusses zwischen einer Vakuumkammer und einer Vakuumpumpe oder einer weiteren Vakuumkammer eingesetzt. Die Prozesskammern sind beispielsweise über Transferkanäle miteinander verbunden. Diese Prozesskammern können mittels Vakuumtransferventilen zum Transfer der Teile von der einen zur nächsten Prozesskammer geöffnet und im Anschluss zur Durchführung des jeweiligen Fertigungsschritts gasdicht verschlossen werden. Ausserdem werden bewegliche Transferkammern verwendet, die an den Prozesskammern andocken und die Halbleiterelemente in Schutzatmosphäre zwischen den Prozesskammern transportieren können.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der US 5,076,205 oder der US 5,292,393, sind Mehrkammersysteme zur Herstellung von Halbleiterelementen – insbesondere Halbleiter-Wafern – bekannt, bei welchen mehrere Prozesskammern sternförmig um eine mittige Transferkammer angeordnet sind. Die mittige Transferkammer ist über einen Tunnel mit einer zweiten Transferkammer, um welche weitere Prozesskammern sternförmig angeordnet sind, verbunden, so dass mittels einer Vielzahl derartiger Bearbeitungsinseln ein grosses zusammenhängendes Halbleiterfertigungssystem herstellbar ist. Die Halbleiterelemente werden durch ein in der Transferkammer angeordnetes Handhabungssystem von einer Prozesskammer über die Transferkammer in die nächste Prozesskammer transportiert. Ausserdem ist es möglich, die Prozesskammern sequentiell in einer Aneinanderkettung von Prozesskammern anzuordnen, wobei zwischen den benachbarten Prozesskammern eine Verbindungsöffnung vorgesehen ist, welche mittels eines Transferventils gasdicht verschliessbar ist. Jede Prozesskammer weist in diesem Fall mindestens zwei Öffnungen auf, wobei die Ausgangsöffnung einer Prozesskammer jeweils die Eingangsöffnung einer in der Prozesskammerkette folgenden Prozesskammer ist. Zwischen jeweils zwei Prozesskammern und am Anfang und Ende der Prozesskammerkette befindet sich jeweils ein Transferventil, das jeweils zwei gasdicht voneinander trennbare Ventilöffnungen in seinem Ventilgehäuse aufweist. Die beschriebenen Vakuumkammersysteme werden für unterschiedliche Bereiche der Halbleiter- und Substratfertigung eingesetzt und haben sich für die Herstellung und Bearbeitung von kleinen bis mittelgrossen Halbleiter- und Substratbauteilen bewährt. Neue technische
Gebiete erfordern jedoch immer grössere einstückige Halbleiterbauteile und Substrate, die die Schaffung neuer Fertigungssysteme erfordern. Beispiele hierfür sind Solarpaneele oder Bildschirmpaneel, insbesondere Plasma- und LCD-Paneele, mit einer Breite von über einem Meter. Zur Bearbeitung derart grosser Halbleiterbauteile, Flüssigkristallsubstrate oder anderer Substrate sind entsprechend gross dimensionierte Prozesskammern und Transferventile erforderlich. Unter einem Substrat ist allgemein im Sinne der Materialwissenschaft ein zu behandelndes Material zu verstehen, wobei insbesondere die Oberfläche des Substrats veredelt oder beschichtet wird. Es kann sich hierbei um einen Wafer aus dem Bereich der Halbleitertechnik, ein Basismaterial einer Leiterplatte oder ein sonstiges insbesondere plattenartiges oder bandartiges Material handeln, das mittels eines Beschichtungs-, Veredelungs- oder Behandlungsverfahren, das im Vakuum oder in Prozessgasumgebung stattfinden muss, entsprechend bearbeitet wird. Unter einem Substrat ist auch eine zu beschichtende Glasplatte, beispielsweise für einen Flachbildschirm oder ein Solarpaneel mit einer Dicke von unter 0,5 bis über 5 Millimeter, oder eine Edelstahlfolie oder ein Edelstahlband mit einer Dicke von unter 0,05 bis über 0,2 Millimeter zu verstehen. Derartige Transferventile zum Öffnen und Schliessen von Prozesskammern zeichnen sich abhängig vom jeweiligen Prozess somit durch eine ausserordentlich grosse Dimensionierung, eine grosse Dichtungslänge und einen sehr grossen Öffnungsquerschnitt, zum Teil mit einer Breite von über 1500 Millimeter, aus. Die Öffnungsquerschnitte sind insbesondere langgestreckt und schlitzartig, wobei die
Breite wesentlich grösser ist als die Höhe der Öffnung. Diese Ventile werden aufgrund des beschriebenen Anwendungsgebiets und der damit verbundenen Dimensionierung als Transferventile, aufgrund ihres rechteckigen Öffnungsquerschnitts auch als Rechteckventil und abhängig von ihrer Funktionsweise auch als Schieberventil, Rechteckschieber, Transferschieberventil, Klappenventil, Klappen-Transferventil oder Drehschleuse bezeichnet. In der US 6,416,037 (Geiser) oder der US 6,056,266 (Blecha) werden klein dimensionierte Transferventile in Form von Vakuumschieberventilen oder Schieberventilen, auch Ventilschieber oder Rechteckschieber genannt, beschrieben. Das Schliessen und Öffnen erfolgt im Stand der Technik meist in zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird ein Ventilverschluss, insbesondere ein Verschlussteller linear über eine Öffnung im Wesentlichen parallel zum Ventilsitz verschoben, ohne dass hierbei eine Berührung zwischen dem Ventilverschluss und dem Ventilsitz des Ventilgehäuses stattfindet. In einem zweiten Schritt wird der Ventilverschluss mit dessen Verschlussseite auf den Ventilsitz des Ventilgehäuses gedrückt, so dass die Öffnung gasdicht verschlossen wird. Ausserdem sind kleinere Schieberventile bekannt, bei welchen der Schliess- und Dichtvorgang über eine einzige lineare Bewegung erfolgt. Ein solches Ventil ist beispielsweise das unter der Produktbezeichnung „MONOVAT Reihe 02 und 03“ bekannte und als Rechteckinsertventil ausgestaltete Transferventil der Firma VAT Vakuumventile AG in Haag, Schweiz. Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Ventils werden beispielsweise in der US 4,809,950 (Geiser) und der US 4,881,717 (Geiser) beschrieben.
Derartige Antriebstechniken haben sind im Stand der Technik bewährt, sie eignen sich jedoch nur bedingt für sehr grosse Öffnungsquerschnitte, insbesondere langgestreckte, schlitzartige Öffnungsquerschnitte. Aufgrund der sich durch den grossen Öffnungsquerschnitt ergebenden grossen Dichtungslängen sind die Anforderungen an die Dichtungen, die Führung des Ventilverschlusses sowie den Antrieb sehr hoch. Unterschiedliche Dichtvorrichtungen hierzu sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der US 6,629,682 B2 (Duelli). Ein geeignetes Material für Dichtungsringe und Dichtungen bei Vakuumventilen ist beispielsweise Fluorkautschuk, auch FKM genannt, insbesondere das unter dem Handelsnamen „Viton“ bekannte Fluorelastomer, sowie Perfluorkautschuk, kurz FFKM. Bei derart grossen Dichtungslängen und Öffnungsquerschnitten besteht eine besondere Herausforderung darin, über die gesamte Dichtungslänge selbst bei sehr grossen Druckdifferenzen die Dichtigkeit und damit eine bestimmte Anpresskraft zwischen Ventilverschluss und Ventilsitz zu gewährleisten. Vor allem bei gross dimensionierten Ventilen kann die Einhaltung eines konstanten Anpressdrucks bei grösseren Druckdifferenzen problematisch sein. Zur Einhaltung eines konstanten Anpressdrucks sehen bestimmte Transferventile eine besonders robuste Dimensionierung des Ventilverschlusses und dessen Antriebs sowie dessen Lagerung vor, so dass der Ventilverschluss selbst bei hohen Kräften, die aufgrund der Druckdifferenz auf den Ventilverschluss wirken, seine Sollstellung behält und
nicht ungewollt seine Position verändert. Aus der EP 2355 132 B1 ist ein Klappenventil bekannt, das eine Lösung für dieses Problem darstellt, wobei eine möglichst konstante Anpresskraft entlang der gesamten Dichtungslänge der Dichtung eines Ventils bereitgestellt werden kann. Derartige Ventile weisen aufgrund deren Robustheit und Wandstärken typischerweise ein vergleichsweises grosses Einbaumass auf. Diese ist insbesondere hinsichtlich des für den Einbau benötigten Platzbedarfs aber auch für das Teilehandling nachteilig. Eine Verkleinerung des Einbaumasses erscheint einerseits aufgrund der gegebenen räumlichen Ausdehnung des Ventilverschlusses limitiert. Zudem ist zur Bereitstellung des benötigten Anpressdrucks eine entsprechend robuste Antriebsmechanik, welche wiederum eine grosse Wandstärke zur Abstützung erfordert, Stand der Technik. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ventil, insbesondere Vakuumventil, bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermindert oder vermeidet. Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Ventil, das insbesondere eine langgestreckte, insbesondere schlitzartige erste Öffnung aufweist, so auszubilden, dass beim Anpressen der Dichtung auf den Ventilsitz eine Dichtigkeit verlässlich gewährleistet und eine Entstehung von Partikel vermieden werden kann, wobei das Ventil bei einer im Wesentlichen gleichbleibenden Charakteristik ein verbessertes Einbaumass bereitstellt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht zudem darin, einen verbesserten Ventilverschluss bzw. ein verbessertes
Dichtelement für solch ein Ventil bereitzustellen, welcher bzw. welches zur Aufgabenlösung beiträgt. Diese Aufgaben werden durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es ein Ventil, insbesondere ein Vakuumventil, vorzusehen, dessen Ventilgehäuse zwei gegenüberliegende Ventilöffnungen und einen Ventilverschluss mit einer Dichtung (Dichtelement) zum Verschliessen einer ersten dieser Öffnungen aufweist. In einer Schliessposition überdeckt der Ventilverschluss diese erste Ventilöffnung, wobei die Dichtung an dem Ventilsitz der ersten Ventilöffnung anliegt und damit die erste Ventilöffnung (gasdicht) verschliesst. Die Dimensionierung des Ventilgehäuses ist so ausgelegt, dass der Ventilverschluss in einer Offenposition, in welcher der Ventilverschluss die erste Ventilöffnung maximal freigibt, zumindest teilweise in der gegenüberliegenden, zweiten Ventilöffnung vorliegt. Durch diese konstruktive Ausgestaltung ist es nicht länger erforderlich, dass die erste und die zweite Ventilöffnung derart weit voneinander entfernt sind, dass der Ventilverschluss in der Offenposition vollständig zwischen diesen Öffnungen platziert werden kann, sondern die Dimensionierung des Ventils, insbesondere des Ventilgehäuses, kann deutlich verringert werden. Insbesondere ist eine Verkleinerung der Einbaubreite um mindestens den Längenanteil des Ventilverschlusses
ermöglicht, der in der Offenposition in die zweite Ventilöffnung ragt. Zur weiteren Verkleinerung ist zudem ein alternativer Klappantrieb vorgeschlagen, welcher einerseits einen geringeren Platzbedarf aufweist andererseits jedoch reduzierte Anpresskräfte aufzubringen vermag. Die damit erzeugbare Anpresskraft zur Anpressung des Ventilverschlusses an den Ventilsitz kann für typische Vakuumanwendungen gut ausreichend sein. Spezifische Vakuumanwendungen, beispielsweise bei vergleichsweise grossen Druckdifferenzen, können jedoch gesteigerte Anforderungen an die Dichtigkeit des Systems bedeuten. In diesem Kontext wird erfindungsgemäss ein verbessertes Dichtelement und ein verbesserter Ventilverschluss mit solche einem Dichtelement vorgeschlagen, welche mit einem erfindungsgemässen Ventil zur Erzielung einer weiter verbesserten Dichtwirkung kombiniert werden können. Die vorgeschlagene Ausgestaltung des erfindungsgemässen Dichtelements (Dichtung) stellt eine verlässliche Ausrichtung des Dichtelements einerseits relativ zum Ventilverschluss und andererseits relativ zum Ventilsitz beim Verschliessen des Ventils bereit. Hierzu weist das Dichtelement einen Dichtbereich mit zwei Dichtlippen auf, die Y-förmig angeordnet und ausgerichtet sind. Eine der Dichtlippen stellt die gewünscht Dichtwirkung bereit, die zweite Lippe dient zur Beibehaltung der gewünschten Ausrichtung des Dichtbereichs, und damit der für die Dichtwirkung vorgesehenen Dichtlippe, relativ zum Ventilsitz auch bei einem nicht orthogonalen (schrägen) Kontaktieren des Ventilsitzes.
Die zweite Lippe, im Folgenden auch Ausrichtelippe genannt, kann insbesondere auch Entlüftungsdurchlässe, z.B. Materialaussparungen im Verlauf der Lippe, aufweisen, die bei einem Kontaktieren des Ventilsitzes dafür sorgen, dass ein Zwischenraum zwischen den Lippen und dem Ventilsitz entlüftet werden kann und keine ungewünschten Lufteinschlüsse verbleiben. Derartige Lufteinschlüsse können in einem unkontrollierten, verzögerten Ausströmen von einem für einen Bearbeitungsprozess ungewünschten Fluid (z.B. Gas) resultieren und den Prozess damit instabil werden lassen. Die Ausrichtelippe ist bei einem (den Ventilverschluss im Randbereich) umlaufenden Dichtelement folglich insbesondere innenliegend, also bei einem Verschliessen der Ventilöffnung in Richtung dieser Öffnung, angeordnet. Zur verlässlichen Bereitstellung der gewünschten Ausrichtung des Dichtelements relativ zum Ventilverschluss weist das Dichtelement einen Befestigungskörper auf, dessen diametral zum Dichtbereich ausgerichtete Unterseite flach ausgebildet ist. Damit ist eine Auflagefläche bereitgestellt, mittels welcher das Dichtelement bei einem Zusammenwirken mit einer entsprechende Fläche des Ventilverschlusses oder des Ventilsitzes die bevorzugte Ausrichtung einnehmen kann. Die Erfindung betrifft somit ein Dichtelement für einen Ventilverschluss und/oder Ventilsitz eines Ventils, insbesondere eines Vakuumventils. Das Dichtelement weist einerseits einen Befestigungsbereich mit einem Befestigungskörper auf, der zur Befestigung des Dichtelements an dem Ventilverschluss und/oder Ventilsitz ausgebildet ist, und andererseits einen Dichtbereich zur Bereitstellung einer Abdichtung einer Ventilöffnung des
Ventils. Der Befestigungsbereich und der Dichtbereich sind miteinander verbunden bzw. zusammenhängend ausgebildet. Das Dichtelement weist im Dichtbereich eine Dichtlippe und eine Ausrichtelippe auf, wobei die Dichtlippe und die Ausrichtelippe derart relativ zueinander ausgerichtet sind, dass diese eine Öffnungswinkel α einschliessen. Die Dichtlippe ist zur Bereitstellung der Abdichtung der Ventilöffnung des Ventils ausgebildet und die Ausrichtelippe zur Ausrichtung des Dichtbereichs relativ zu einer Dichtfläche bei einem In-Kontakt-Bringen mit dieser Fläche. Der Befestigungskörper weist an einer dem Dichtbereich gegenüberliegenden Unterseite eine Haltefläche auf. Die Unterseite kann hier verstanden werden generell als eine Seite des Dichtelements die dem Dichtbereich gegenüber liegt und dem Befestigungsbereich zugeordnet ist. Als Unterseite ist jedoch nicht notwendigerweise eine Seite zu verstehen, die von dem Dichtbereich weg weist. Vielmehr soll die Unterseite als eine den unteren Teil des Dichtelements betreffende Seite verstanden werden, wobei der Dichtbereich dem oberen Teil des Dichtelements zugeordnet ist. In einer Ausführungsform kann die Haltefläche parallel zu einer Querachse ausgerichtet sein, wobei die Querachse orthogonal zu einer durch den Öffnungswinkel definierten Anpressrichtung orientiert ist, insbesondere wobei die Haltefläche flach ausgeformt ist. Die Haltefläche kann somit eine flache Bodenseite des Dichtelements bilden und damit einen entsprechende
Auflagefläche für ein Zusammenwirken mit einer entsprechenden Gegenfläche. Alternativ kann die Haltefläche quer zur Querachse ausgerichtet sein. Ferner kann das Dichtelement eine weitere Haltefläche oder mehrere weitere Halteflächen aufweisen, die zur Beibehaltung einer gewünschten Ausrichtung des Dichtelements ausgebildet sind. Insbesondere kann ein Ventilverschluss, an dem das Dichtelement angeordnet werden soll, entsprechende Elemente (Flächen) aufweisen, die bei einem Verbinden des Dichtelements mit dem Verschluss mit den Halteflächen zusammenwirken. Die Halteflächen können beispielsweise gewinkelt zueinander angeordnet sein, z.B. eine V-Form, eine L-Form oder eine U-Form beschreiben, oder parallel zueinander ausgerichtet sein. In einer Ausführungsform kann der Befestigungsköper vergleichsweise dünn ausgeführt sein. Die Dicke des Befestigungsköpers kann dabei relativ zur entgegensetzten Erstreckung des Dichtbereichs klein sein. Eine derartige Ausführungsform kann die befestigungsköperseitigen Anforderungen für ein Anvulkanisieren des Dichtelements an dem Ventilverschluss oder Ventilsitz bereitstellen. Der Befestigungsköper ist hierbei insbesondere als ein Abschnitt oder Teil des Dichtelements zu verstehen, der das Verbinden des Dichtelements mit einer Trägerfläche (Dichtfläche) mittels Vulkanisation bereitstellt. In einer Ausführungsform kann die relative Ausrichtung der Dichtlippe und der Ausrichtelippe Y-förmig sein. In einer Ausführungsform können die Dichtlippe und die Ausrichtelippe einen Öffnungswinkel α aus einem Bereich
zwischen 90° bis 160° einschliessen, insbesondere einen Winkel aus einem Bereich von 110° bis 150°. Durch eine solche relative Ausrichtung kann insbesondere die Ausrichtelippe bei einem Kontaktieren mit einer Dichtfläche eines Ventilsitzes, ohne dass auch die Dichtlippe bereits die Dichtfläche kontaktiert, dazu beitragen, dass auch die Dichtlippe die Dichtfläche kontaktiert. Hierbei kann ein Anschwenken des Dichtbereichs (relativ zum Befestigungsbereich), also der Dichtlippe und der Ausrichtelippe, an die Dichtfläche erfolgen, insbesondere so dass die Anpressrichtung orthogonal zur Dichtfläche ausgerichtet wird. Die Dichtlippe und die Ausrichtelippe sind insbesondere in Hinblick auf diesen Kontext vorzugsweise so ausgestaltet, dass die relative Ausrichtung der Lippen auch bei einem Drehen oder Verschwenken von nur einer der Lippen im Wesentlichen beibehalten bleibt, insbesondere zumindest solange kein Anpressen des Dichtbereichs an eine Dichtfläche erfolgt. In einer Ausführungsform kann der Befestigungskörper ein Halteelement aufweisen, wobei das Halteelement die Haltefläche (oder mehrere) bereitstellt. Das Halteelement kann insbesondere in entgegengesetzter Richtung relativ zur Anpressrichtung A ausgerichtet sein, insbesondere wobei das Halteelement als Zapfen, Steg, Keil oder Dorn ausgebildet ist. In einer Ausführungsform kann das Dichtelement eine Längsausdehnung aufweisen, insbesondere wobei die Längsausdehnung sich in eine Richtung orthogonal zur Querachse und orthogonal zur Anpressrichtung erstreckt.
Das Dichtelement kann insbesondere als geschlossenes Dichtelement ausgebildet sein, insbesondere als umlaufende Dichtung oder als Ring (Dichtring) mit einem entsprechenden Dichtprofil. In einer Ausführungsform kann die Ausrichtelippe zumindest eine Aussparung, insbesondere eine Mehrzahl von Aussparungen, aufweisen, wobei die zumindest eine Aussparung derart ausgebildet ist, dass ein Zwischenraum, der bei einem In-Kontakt-Bringen des Dichtbereichs mit der Dichtfläche zwischen der Dichtfläche, der Dichtlippe und der Ausrichtelippe entsteht, durch die zumindest eine Aussparung zugänglich bleibt. Insbesondere kann die zumindest eine Aussparung als Kerbe, Schlitz, Perforation oder Loch ausgeformt sein. Die Aussparung kann insbesondere als Entlüftungsdurchlass wirken. Bei einem Kontaktieren einer korrespondierenden Dichtfläche (z.B. am Ventilsitz) kann mittels der Aussparung ein Zwischenraum zwischen den Lippen und der Dichtfläche entlüftet werden. So verbleiben keine unerwünschten Lufteinschlüsse beim Schliessen des Ventils in dem Zwischenraum. Die Aussparung kann ebenso eine Belüftung des Zwischenraumes bereitstellen. Die Lippen des Dichtelements werden typischerweise im evakuierten Zustand einer Kammer zwischen dem Trägerkörper (Ventilverschluss) und dem Gegenkörper (Ventilsitz) eingeklemmt. Damit wird einerseits ein Kontakt der beiden Körper verhindert. Bei einer derartigen Verpressung kann aus dem Zwischenraum zwischen Dichtung und z.B. Ventilsitz ebenso (jegliches) Fluid gedrückt werden. Bei einem Öffnen des Ventil könnte so eine
Saugnapfwirkung entstehen und das Dichtelement an dem Ventilsitz angesaugt bleiben. Die Aussparung kann somit dafür sorgen, dass der Zwischenraum beim Öffnen des Ventils belüftete werden kann und das Dichtelement sich damit nicht am Gegenkörper (Ventilsitz) ansaugt (Saugnapf). Die Profildichtung (Dichtelement) kann auf Grund ihres Querschnittes vergleichsweise weich ausgebildet sein. Eine erforderliche Kraftaufwendung für die gewünschte Verpressung kann damit signifikant reduziert werden. Die Erfindung betrifft zudem einen Ventilverschluss, insbesondere Ventilteller, für ein Ventil, insbesondere Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung. Der Ventilverschluss weist eine Kopplungsseite auf mit einer Kopplung, die ausgebildet ist zur Ankopplung an eine Antriebseinheit des Ventils. Zudem ist eine relativ zu der Kopplungsseite rückseitige Schliessseite mit einer Dichtung, die mit einer Dichtfläche eines Ventilsitzes des Ventils korrespondierend ausgebildet ist, vorgesehen. Die Schliessseite liegt somit der Kopplungsseite gegenüber und weist in eine entgegengesetzte Richtung. Der Ventilverschluss weist an der Schliessseite einen Haltebereich auf. Die Dichtung ist als Dichtelement wie oben beschrieben ausgebildet und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs ist mit dem Haltebereich verbunden. In einer Ausführungsform kann der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden sein, insbesondere an diesem Haltebereich anvulkanisiert vorliegen.
In einer Ausführungsform kann der Ventilverschluss an der Schliessseite eine Nut aufweisen. Die Dichtung ist als ein Dichtelement wie oben beschrieben ausgebildet und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs liegt hier in der Nut vor. In einer Ausführungsform kann die Nut umlaufend in einem Randbereich des Ventilverschlusses ausgeformt sein. Die Nut kann also eine Vertiefung an der Schliessseite des Ventilverschlusses bereitstellen, die sich entlang einer Linie erstreckt, entlang derer die Dichtwirkung des Verschlusses bereitgestellt werden soll. Diese Dichtlinie ist vorzugsweise an den Verlauf einer Dichtfläche auf Seiten des Ventilsitzes angepasst. In einer Ausführungsform kann die Nut eine Nutbodenfläche aufweisen, die korrespondierend zu der Haltefläche des Befestigungskörpers ausgebildet ist. Die Nutbodenfläche kann entsprechend parallel oder quer zu einer Oberfläche der Schliessseite ausgerichtet sein. Insbesondere kann die Nut mehrere Bodenflächen aufweisen, die insbesondere mit der Anordnung entsprechender Halteflächen des Befestigungskörpers korrespondieren. Als Boden der Nut kann insbesondere die Unterseite der Nut verstanden werden, die der Nutöffnung gegenüberliegt. Gemäss einer Ausführung kann die Nut einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Nutbodenfläche parallel zu einer Oberfläche der Schliessseite ausgerichtet ist. Alternativ kann die Nut einen anderen Querschnitt aufweisen, der mit dem Querschnitt des Befestigungskörpers korrespondiert oder zumindest eine gewünschte Anordnung und
Ausrichtung des Befestigungskörpers relativ zur Nut bzw. relativ zum Ventilverschluss bereitstellt. In einer Ausführungsform kann die Haltefläche des Befestigungskörpers entsprechend an der Nutbodenfläche anliegen. Dieses Zusammenwirken stellt eine gewünschte und insbesondre dauerhafte Ausrichtung der Dichtung relativ zum Ventilverschluss bereit. Gemäss einer Ausführung kann eine Nutöffnung der Nut eine Breite aufweisen, die kleiner ist als eine Breite des Befestigungskörpers, insbesondere wobei die Nutöffnung der Nutbodenfläche gegenüberliegt. Die Erfindung betrifft entsprechend ein Ventil, insbesondere ein Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung. Das Ventil weist einen Ventilsitz auf, der die eine Öffnungsachse definierende Ventilöffnung und eine die Ventilöffnung umlaufende erste Dichtfläche aufweist. Weiter ist ein Ventilverschluss, insbesondere Ventilteller, zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung mit einer zu der ersten Dichtfläche korrespondierenden zweiten Dichtfläche vorgesehen. Das Ventil weist zudem eine mit dem Ventilverschluss gekoppelte Antriebseinheit auf, die zur derartigen Bereitstellung einer Bewegung des Ventilverschlusses eingerichtet ist, dass der Ventilverschluss von einer Offenposition, in welcher der Ventilverschluss die Ventilöffnung zumindest teilweise freigibt, in eine Schliessposition, in welcher ein dichtender Kontakt zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche
mittels einer dazwischen vorliegenden Dichtung besteht und die Ventilöffnung dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist. Das Ventil weist ein Dichtelement wie oben beschrieben auf und das Dichtelement stellt die Dichtung bereit. Das Dichtelement kann beispielsweise an dem Ventilsitz oder an dem Ventilverschluss oder auch beidseitig angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann der Ventilverschluss wie oben beschrieben ausgebildet sein und die zweite Dichtfläche den Haltebereich bereitstellen, d.h. es ist eine Nut vorgesehen und der Befestigungskörper des Dichtelements liegt in der Nut vor, und das Dichtelement stellt die Dichtung bereit, bzw. verkörpert diese. In einer Ausführungsform kann die erste Dichtfläche (am Ventilsitz) das Dichtelement aufweisen. In einer Ausführungsform kann die erste Dichtfläche einen entsprechenden Haltebereich aufweisen und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs mit dem Haltebereich verbunden sein, insbesondere wobei der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden ist, insbesondere anvulkanisiert vorliegt, oder der Haltebereich der ersten Dichtfläche eine Nut aufweist und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs in der Nut vorliegt. Das Ventil kann insbesondere als Vakuumventil ausgebildet sein, wobei der Ventilverschluss um eine Drehachse kippbar
ist, um das Öffnen bzw. Verschliessen das Ventils zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft auch ein Ventil, insbesondere ein Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer ersten Ventilöffnung. Das Ventil weist ein Ventilgehäuse mit der ersten Ventilöffnung und einer gegenüberliegenden zweiten Ventilöffnung auf, wobei die erste Ventilöffnung eine Öffnungsachse definiert und die Öffnungsachse sich durch die erste und die zweite Ventilöffnung erstreckt. Das Ventil hat einen Ventilsitz, der die erste Ventilöffnung umläuft und eine die erste Ventilöffnung umlaufende erste Dichtfläche aufweist. Das Ventil verfügt zudem über einen Ventilverschluss, insbesondere ein Ventilteller, zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung. Weiter weist das Ventil eine mit dem Ventilverschluss gekoppelte Antriebseinheit auf, die zur derartigen Bereitstellung einer Klappbewegung des Ventilverschlusses um eine relativ zur Öffnungsachse orthogonal orientierte Drehachse eingerichtet ist, dass der Ventilverschluss von einer Offenposition, in welcher der Ventilverschluss die erste Ventilöffnung maximal freigibt, in eine Schliessposition, in welcher ein dichtender Kontakt zwischen dem Ventilverschluss und dem Ventilsitz besteht und die erst Ventilöffnung dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist. Als maximale Freigabe der ersten Ventilöffnung ist im Kontext der Erfindung insbesondere ein bereitgestellter gesamter Öffnungsquerschnitt des Ventils zu verstehen, der zumindest dem Querschnitt der ersten Ventilöffnung
entspricht. Eine Projektion des bereitgestellten gesamten Öffnungsquerschnitts erstreckt sich dabei insbesondere durch die erste Ventilöffnung und zudem durch die zweite Ventilöffnung. In der Offenposition ragt zumindest ein Teil des Ventilverschlusses in die zweite Ventilöffnung. Insbesondere liegt dabei ein Teil des Ventilverschlusses in einem durch diese Öffnung definierten Durchtritts- bzw. Druchströmbereich vor. In einer Ausführungsform kann die zweite Ventilöffnung eine zweite Querschnittsfläche definieren, die grösser als eine erste Querschnittsfläche der ersten Ventilöffnung ist, insbesondere wobei die erste und die zweite Querschnittsfläche orthogonal zur Öffnungsachse orientiert sind. In anderen Worten ist die zweite Ventilöffnung grösser als die erste Ventilöffnung. Dieses Grössenverhältnis kann insbesondere dadurch bedingt sein, dass in der Offenposition ein Teil des Ventilverschlusses in der zweiten Öffnung vorliegt und diese zweite Öffnung damit einen zusätzlichen Lagerraum für diesen Teil des Ventilverschlusses bereitstellen muss. Insbesondere kann die zweite Ventilöffnung unterschiedliche Querschnittsgrössen aufweisen, wobei z.B. ein Querschnitt eines nach innen gerichteten Öffnungsteils (zur ersten Ventilöffnung weisend) grösser ist als ein Querschnitt eines nach aussen gerichteten Öffnungsteils. Die Öffnung kann hierzu beispielsweise eine Stufe aufweisen, wobei der innere Öffnungsteil zur Aufnahme bzw. Lagerung des Ventilverschlusses in der Offenposition ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform kann die zweite Ventilöffnung einen durch das Ventilgehäuse, insbesondere durch eine Dicke der Gehäusewand, bereitgestellten Durchströmbereich in Richtung der Öffnungsachse aufweisen und der Ventilverschluss liegt in der Offenposition zumindest teilweise in dem Durchströmbereich vor. In einer Ausführungsform können die erste Ventilöffnung, die zweite Ventilöffnung und der Ventilverschluss jeweils eine Längserstreckung und ein Quererstreckung aufweisen, wobei die jeweilige Quererstreckung kleiner als die jeweilige Längserstreckung ist. Die erste Ventilöffnung, die zweite Ventilöffnung und der Ventilverschluss können somit als längliche (rechteckige) Ventilkomponenten mit entsprechenden Querschnitten ausgebildet sein. Insbesondere können die Längserstreckung und die Quererstreckung der erste Ventilöffnung orthogonal zur Öffnungsachse und orthogonal relativ zueinander orientiert sein. Die Längserstreckung und die Quererstreckung des Ventilverschlusses können - in der Schliessposition – orthogonal zur Öffnungsachse und orthogonal relativ zueinander orientiert sind. In einer Ausführungsform kann ein Abstand zwischen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung kleiner sein als eine räumliche Ausdehnung des Ventilverschlusses entsprechend seiner Quererstreckung (in die Richtung der Quererstreckung), insbesondere wobei der Abstand zwischen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung durch eine die Ventilöffnungen begrenzende Innenwand des Ventilgehäuses definiert ist.
In einer Ausführungsform kann die Längserstreckung der ersten Ventilöffnung kleiner als die Längserstreckung des Ventilverschlusses sein und/oder die Längserstreckung der zweiten Ventilöffnung grösser als die Längserstreckung des Ventilverschlusses sein. Die Längserstreckung hier ist als eine Breite des Ventilöffnung(en) und des Ventilverschlusses bei einer Frontalansicht des Ventils zu verstehen. In einer Ausführung kann der Ventilverschluss eine Kopplungsseite aufweisen mit einer Kopplung zur Ankopplung an die Antriebseinheit. Die Antriebseinheit kann einen um die Drehachse mittels der Antriebseinheit schwenkbaren Arm aufweisen und der Arm kann mit der Kopplung gekoppelt sein. Es versteht sich, dass der Ventilverschluss insbesondere gemäss einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein kann. In einer Ausführungsform kann die erste Dichtfläche, d.h. der Ventilsitz, ein Dichtelement wie oben beschrieben aufweisen. In einer Ausführungsform kann die erste Dichtfläche einen Haltebereich aufweisen und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs mit dem Haltebereich verbunden sein, insbesondere wobei der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden ist, insbesondere anvulkanisiert vorliegt, oder der Haltebereich der ersten Dichtfläche eine Nut aufweist und der Befestigungskörper des Befestigungsbereichs in der Nut vorliegt. Es versteht sich prinzipiell, dass eine Anordnung des Dichtelements an einem Ventilsitz analog zu einer
Ausführungsform des oben beschriebenen Ventilverschlusses mit einem solchen Dichtelement ausgestaltet sein kann. In einer Ausführungsform kann das Ventil eine Trenneinrichtung zur Trennung eines Prozessatmosphärenbereichs von einem Aussenatmosphärenbereich aufweisen. Insbesondere betrifft dies eine Ausgestaltung des Ventils als Vakuumventil. Der Prozessatmosphärenbereich ist insbesondere als ein Bereich zu verstehen, der durch eine Prozesskammer definiert sein kann. In diesem Bereich kann eine Prozessatmosphäre, insbesondere ein Vakuum, zur Bearbeitung von Substraten hergestellt werden. Für diesen Bereich vorgesehene Komponenten müssen z.B. hinsichtlich Materialbeständigkeit und erhöhten Anforderungen genügen. Der Aussenatmosphärenbereich ist entsprechend insbesondere als ein Bereich zu verstehen, in dem normale atmosphärische Bedingungen vorliegen, z.B. Raumluft. Die Antriebseinheit kann hier zumindest teilweise, insbesondere vollständig, dem Aussenatmosphärenbereich (z.B. ein Motor oder eine Pneumatik) und der Ventilverschluss insbesondere dem Prozessatmosphärenbereich zugeordnet sein. Die Trenneinrichtung des Ventils kann beispielsweise durch einen Balg gebildet sein. Der Balg kann z.B. innerhalb des Ventilgehäuses oder der Antriebseinheit vorgesehen sein. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes und beispielsweise in dem U.S. Patent 6,772,989 beschriebenes Ventil weist einen Ventilkörper mit zwei Anschlüsse, einen in einem die beiden Anschlüsse verbindenden Fliessweg im Fliessraum angeordneten Ventilsitz und eine dem Ventilsitz
gegenüberliegende Öffnung auf. In einem die Öffnung verschliessenden Ventildeckel ist ein Kolben eines pneumatischen Zylindersystems angeordnet, welcher über eine Ventilstange einen Ventilteller, der den Ventilsitz öffnet und schliesst, antreibt. Der Ventildeckel ist durch eine Balgplatte gasdicht an der Öffnung angebracht. Die beiden Enden eines Balgs, der die Ventilstange umgibt, sind gasdicht an der inneren Randfläche der Balgplatte und am Ventilteller befestigt. Der Ventilteller weist an der dem Ventilsitz zugewandten Fläche eine ringförmige Halterungsnut auf, in welcher ein Dichtring angeordnet ist. Ein Ventilgehäuse ist z.B. aus Aluminium oder Edelstahl gefertigt, oder mit Aluminium oder einem anderen geeigneten Material innen beschichtet, während der Ventilteller und der Balg meist aus Stahl bestehen. Der in seiner Längsachse innerhalb des Bereichs des Verstellwegs des Tellers ausdehnbare und zusammendrückbare Balg dichtet den Fliessraum luftdicht von der Ventilstange und dem Antrieb ab. Zur Anwendung kommen vor allem zwei Typen von Bälgen. Einerseits der Membranbalg, andererseits der Wellenbalg, welcher letzterer sich gegenüber dem Membranbalg dadurch auszeichnet, dass er keine Schweissnähte aufweist und leichter gereinigt werden kann, jedoch einen geringeren maximalen Hub aufweist. Das erfindungsgemässe Ventil und das Dichtelement werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in der Regel nicht massstabsgetreu dargestellt und sie sind auch nicht als Einschränkung zu verstehen.
Im Einzelnen zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Dichtelements im Querschnitt; Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Dichtelements in räumlicher Darstellung; Fig. 3a-c eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vakuumventils mit einem erfindungsgemässen Ventilverschluss mit ebensolchem erfindungsgemässen Dichtelement; und Fig. 4a-b eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils geschlossen und geöffnet. Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Ausführungsform eines Dichtelements 10, welches in einer Nut 31 eines Ventilverschlusses 30 befestigt ist. Das Dichtelement 10 weist einen Dichtbereich 11 und einen Befestigungsbereich 21 auf. Der Befestigungsbereich 21 hat einen Befestigungskörper 22, der zur Befestigung des Dichtelements 10 an dem Ventilverschluss 30 ausgebildet ist. Hierzu weist der Befestigungskörper 22 eine Unterseite mit einer Haltefläche 23 auf, die dem Dichtbereich gegenüberliegend angeordnet und ausgerichtet ist. Die Haltefläche 23 ist hier flach ausgeformt. Weiter stellt der Befestigungskörper 22 eine definierte Breite bezüglich einer Richtung parallel zu einer Querachse B bereit. Die Nut 31 des Ventilverschlusses 30 weist eine Nutbodenfläche 32 auf, die flach ausgebildet ist und
parallel zu einer Oberfläche des Ventilverschlusses 30, insbesondere parallel zu der Schliessoberfläche 34 einer Schliessseite des Ventilverschlusses 30, ausgerichtet ist. Die Haltefläche 23 des Befestigungskörpers 22 liegt, insbesondere planparallel, an der Nutbodenfläche 32 an. Hierdurch kann eine definierte Ausrichtung des gesamten Dichtelements 10 relativ zum Ventilverschluss 30 verlässlich bereitgestellt werden. Eine durch die Ausformung des Dichtbereichs 21 definierte Anpressrichtung A weist damit, insbesondere in einer Offenposition des Ventilverschlusses, eine gewünschte Orientierung relativ zur Schliessoberfläche 34 auf. Durch das Zusammenwirken der beiden Flächen 23 und 32 kann zudem ein Kippen oder Drehen des Dichtelements 10 wirksam verhindert werden. Die Nut 31 weist, wie in dieser Ausführungsform gezeigt, eine trapezförmigen Querschnitt auf. Eine der Nutbodenfläche 32 gegenüberliegende Nutöffnung 33 der Nut 31 weist eine Breite auf, die kleiner ist als die definierte Breite des Befestigungskörpers 22. Damit kann das dauerhafte Verbleiben des Befestigungskörpers 22 in der Nut 31 gewährleistet werden. Die Breite der Nutöffnung 33 ist entsprechend ebenfalls kleiner als die Breite des Nutbodens. Der Befestigungsbereich 21 und der Dichtbereich 11 sind zusammenhängend ausgebildet und miteinander verbunden. Insbesondere ist das Dichtelement 10 einstückig ausgebildet. In einer Ausführungsform kann aufgrund der Ausformung eine definierte Elastizität zwischen dem Befestigungsbereich 21 und dem Dichtbereich 11 gegeben
sein. Diese ermöglicht ein Ankippen des Dichtbereichs 11 an den Ventilsitz bei einem Verschliessen des Ventils. Hierdurch können Scherkräfte zwischen der Dichtung und dem Ventilsitz und eine damit verbundene Partikelerzeugung vermieden werden. Im Dichtbereich 11 weist das Dichtelement 10 eine Dichtlippe 12 und eine Ausrichtelippe 13 auf. Die Dichtlippe 12 und die Ausrichtelippe 13 sind derart relativ zueinander ausgerichtet, dass diese eine Öffnungswinkel α einschliessen. Diese Ausrichtung definiert zugleich die Y- Form des Dichtelements 10. Die Dichtlippe 12 ist zur Bereitstellung der Abdichtung einer Ventilöffnung eines Ventils durch ein Anpressen der Dichtlippe 12 auf eine Dichtfläche des Ventils (insbesondere bereitgestellt durch den Ventilsitz des Ventils) ausgebildet. Die Ausrichtelippe 13 ist zumindest zur Ausrichtung des Dichtbereichs 11 relativ zu der Dichtfläche des Ventils bei einem In-Kontakt-Bringen mit der Dichtfläche ausgebildet. Die Ausrichtelippe 13 stellt damit insbesondere ein Anpressen des Dichtelements 10 in Anpressrichtung A bereit. Die Anpressrichtung A kann entsprechend einer Neigung des Dichtbereichs 11 relativ zum Befestigungsbereich 21 variieren. Als ein Neigen kann hierbei ein gemeinschaftliches Kippen der Dichtlippe 12 und der Ausrichtelippe 13 relativ zum Befestigungskörper verstanden werden. Dabei kann der Öffnungswinkel α im Wesentlichen unverändert bleiben. Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Dichtelements 10 in einer räumlichen
Ansicht. Das Dichtelement 10 ist hier als geschlossenes Dichtelement 10 ausgestaltet, d.h. es ist so ausgeformt, dass beispielsweise ein Randbereich eines Ventilverschlusses damit vollständig und ohne Unterbrechung umlaufen werden kann. Das Dichtelement 10 umfasst somit eine Innenfläche F bzw. schliesst es diese Innenfläche F ein. Das Dichtelement 10 kann insbesondere als ringförmiges Dichtelement 10 verstanden werden. Das Dichtelement 10 weist damit eine Längsausdehnung auf, wobei die Längsausdehnung sich hier weitestgehend in eine Richtung orthogonal zur Querachse B und orthogonal zur Anpressrichtung A erstreckt. Das Dichtelement 10 weist eine Mehrzahl, hier beispielsweise zwölf, von Entlüftungskerben 14 (Aussparungen) auf. Diese Aussparungen 14 werden entlang der Ausrichtelippe 13 bereitgestellt. Figur 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt des Dichtelements 10 aus einem Bereich mit einer solchen Aussparung 14. Die Ausrichtelippe 13 ist in Richtung der von dem Dichtelement 10 eingeschlossenen Innenfläche F ausgerichtet, wobei die Dichtlippe 12 in entgegengesetzter Richtung von der Innenfläche F weg weist. Die Aussparungen 14 sind derart ausgebildet, dass ein Zwischenraum, der bei einem In-Kontakt-Bringen des Dichtbereichs, also der Dichtlippe 12 und der Ausrichtelippe 13, mit einer Dichtfläche zwischen der Dichtfläche, der Dichtlippe 12 und der Ausrichtelippe 13 entsteht, durch die Aussparungen 14 von Seiten der Innenfläche F zugänglich bleibt. Die Innenfläche F befindet sich bei einem geschlossenen Ventil, also in einem In-
Kontakt-Gebrachten Zustand, typischerweise im Vakuumbereich. Damit kann der Zwischenraum aufgrund des vorherrschenden Vakuums vollständig entlüftet werden. Die Aussparungen 14 sind in der gezeigten Ausführungsform halbmondförmig ausgebildet. Alternativ können diese Aussparungen 14 durch andere Formen, wie beispielsweise Schlitze oder Löcher, in der Ausrichtelippe 13 realisiert sein. Die Figuren 3a-c zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vakuumventils 1 mit einem erfindungsgemässen Ventilverschluss 30 mit ebensolchem erfindungsgemässen Dichtelement 10. Das Vakuumventil 1, ist als Vakuum-Transferventil 1 ausgebildet und ist in unterschiedlichen Öffnungszuständen gezeigt. Das Vakuumventil 1 hat einen rechteckigen, plattenförmigen Ventilverschluss 30 (Ventilteller), der ein Dichtelement 10 zum gasdichten Verschliessen einer Ventilöffnung 2 aufweist. Die Öffnung 2 hat einen dem Ventilverschluss 30 entsprechenden Querschnitt und ist in einer Wand des Ventilgehäuses 12 ausgeformt. Diese Wand kann beispielsweise die Wand einer Vakuumprozesskammer sein. Die Öffnung 2 ist von einem Ventilsitz, der seinerseits eine mit dem Dichtelement 10 des Ventilverschlusses 30 korrespondierende Dichtfläche 3 bereitstellt, umgeben. Das Dichtelement 10 des Ventilverschlusses 30 umläuft den Ventilverschluss 30. In einer Schliessposition S (Figur 3c) wird die Dichtung zwischen dem Ventilverschlusses 30 und der Dichtfläche 3 verpresst.
Die Öffnung 2 verbindet einen ersten Gasbereich L, welcher sich links der Wand 12 befindet, mit einem zweiten Gasbereich R rechts der Wand 12. Die Wand 12 wird z.B. durch eine Kammerwand einer Vakuumkammer gebildet. Das Vakuumventil 1 wird dann durch ein Zusammenwirken der Kammerwand 12 mit dem Ventilverschluss 30 gebildet. Es versteht sich, dass der Ventilsitz zusammen mit der Dichtfläche 3 alternativ als mit dem Ventil 1 strukturell fest verbundene Ventilkomponente ausgebildet sein kann und beispielsweise an einer Kammeröffnung angeordnet, z.B. verschraubt, werden kann. Der Ventilverschluss 30 kann, wie hier gezeigt, an einem Verstellarm 5 angeordnet sein, der hier beispielsweise stangenförmig ist, und sich entlang einer geometrischen Verstellachse V erstreckt. Der Verstellarm 5 ist mit einer Antriebseinheit 7 mechanisch gekoppelt, mittels welcher das Verschlussglied 30 in dem ersten Gasbereich L links der Wand 12 durch Verstellen des Verstellarms 5 mittels der Antriebseinheit 7 zwischen einer Offenposition O (Fig. 3a) über eine Zwischenposition Z (Fig. 3b) in eine Schliessposition S (Fig. 3c) verstellbar ist. In der Offenposition O befindet sich der Ventilverschluss 30 ausserhalb eines Projektionsbereichs der Öffnung 2 und gibt diese vollständig frei, wie in Figur 3a gezeigt. Durch das lineare Verstellen des Ventilverschlusses 30 in axiale Richtung in einer Ebene parallel zu oder koaxial mit der Verstellachse V und parallel zu der Wand 12 kann der Ventilverschluss 30 mittels der Antriebseinheit 7 von der Offenposition O in die Zwischenposition Z verstellt werden.
In dieser Zwischenposition Z (Figur 3b) befindet sich das Dichtelement 10 des Ventilverschlusses 30 in beabstandeter Gegenüberlage zu der die Öffnung 2 umgebenden Dichtfläche 3 des Ventilsitzes. Durch Verstellen in Richtung der durch die Öffnung 2 definierten Öffnungsachse C (hier: quer zur Verstellachse V), also z.B. senkrecht zur Wand 12 und zum Ventilsitz, kann der Ventilverschluss 30 von der Zwischenposition Z in die Schliessposition S verstellt werden (Figur 3c). In der Schliessposition S verschliesst der Ventilteller 30 die Öffnung 2 gasdicht und trennt den ersten Gasbereich L von dem zweiten Gasbereich R gasdicht ab. Das Öffnen und Schliessen des Vakuumventils erfolgt mittels der Antriebseinheit 7, hier durch eine L-förmige Bewegung in zwei z.B. zueinander senkrechte Richtungen V und C des Ventilverschlusses 30. Das gezeigte Ventil wird daher auch L-Typ-Ventil genannt. Ein Transferventil 1 wie gezeigt wird typischerweise zur Abdichtung eines Prozessvolumens (Vakuumkammer) und zur Be- und Entladung des Volumens vorgesehen. Häufige Wechsel zwischen der Offenposition O und der Schliessposition S sind bei einem solchen Einsatz die Regel. Der Ventilverschluss 30 weist eine Nut auf, in welcher ein Befestigungskörper des Dichtelements 10 angeordnet ist. Hierdurch wird das Dichtelement 10 an dem Ventilverschluss 30 gehalten. Das Dichtelement weist zwei Lippen, eine äussere Dichtlippe und eine innere Ausrichtelippe, auf, die gewinkelt zueinander angeordnet sind. Der Befestigungskörper weist eine Haltefläche und die Nut eine Nutbodenfläche auf und diese sind so beschaffen,
dass durch deren Zusammenwirken eine relative Verkippung des Dichtelements 10 zum Ventilverschluss 30 verhindert wird. Die Ausrichtelippe kann gemäss der Ausführungsform nach Figur 2 ausgeführt sein und entsprechende Aussparungen aufweisen. Die Figuren 4a und 4b zeigen ein Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils 50 geschlossen, d.h. in einer Schliessposition S, und geöffnet, d.h. in einer Offenposition O. Das hier gezeigte Ventil 50 ist als Vakuumventil, insbesondere zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung und zum Transfer eines Substrates, ausgebildet. Das Ventil 50 weist ein Ventilgehäuse 12 mit einer ersten Ventilöffnung 2 und einer gegenüberliegenden zweiten Ventilöffnung 4 auf, wobei die erste Ventilöffnung 2 eine Öffnungsachse C definiert und die Öffnungsachse C sich durch die erste 2 und die zweite 4 Ventilöffnung erstreckt. Zudem ist ein Ventilsitz vorgesehen, der die erste Ventilöffnung 2 umläuft und eine die erste Ventilöffnung 2 umlaufende erste Dichtfläche 3 aufweist. Ein Ventilverschluss 30, insbesondere ein Ventilteller, ist insbesondere zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung 2 angeordnet. Das Ventil 50 weist also zwei Ventilöffnungen auf, von welchen in dieser Ausführungsform nur eine mit dem Ventilverschluss 30 verschliessbar ist. Ein solches Ventil wird insbesondere als Transferventil, wie oben beschrieben, eingesetzt, d.h. das Ventil ist derart ausgebildet, dass in
einem geöffneten Zustand ein Substrat durch beide Ventilöffnungen linear hindurchgeführt werden kann. Weiter ist der Ventilverschluss 30 an seiner Kopplungsseite 35 mit einer Kopplung zur Ankopplung an eine Antriebseinheit versehen. Die Antriebseinheit weist hier einen um die Drehachse 41 mittels der Antriebseinheit schwenkbaren Arm 42 auf, wobei der Arm 42 mit der Kopplung des Ventilverschlusses 30 gekoppelt ist. Die Drehachse kann beispielsweise mittels eines pneumatischen oder mechatronischen Antriebs (nicht gezeigt) angetrieben, d.h. gedreht, werden. Das Ventil kann eine Mehrzahl derartiger Arme aufweisen, die mit dem Ventilverschluss entlang seiner Erstreckung gekoppelt sein können und zusammen mit der gemeinsamen Drehachse (Welle) verbunden und verstellt werden können. Die Drehachse kann das Ventilgehäuse durchdringen und ausserhalb des Ventilgehäuses mit dem Antrieb verbunden sein. Die mit dem Ventilverschluss 30 gekoppelte Antriebseinheit ist damit zur Bereitstellung einer Klappbewegung des Ventilverschlusses 30 um die relativ zur Öffnungsachse C orthogonal orientierte Drehachse 41 eingerichtet. Die Klappbewegung kann derart erfolgen, dass der Ventilverschluss 30 von einer Offenposition O (Figur 4b), in welcher der Ventilverschluss 30 die Ventilöffnung 2 maximal freigibt, in eine Schliessposition S (Figur 4a), in welcher ein dichtender Kontakt zwischen dem Ventilverschluss 30 und dem Ventilsitz 3 mittels des dazwischenliegenden Dichtelements 10 besteht und die Ventilöffnung 2 dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist.
Das Ventil 50 ist derart ausgebildet, dass in der Offenposition O zumindest ein Teil des Ventilverschlusses 30 in die zweite Ventilöffnung 4 ragt. Hierdurch kann das Ventil mit einem deutlich verringerten Einbaumass im Vergleich zu solchen Ventilen des Standes der Technik ausgebildet werden. Bei herkömmlichen Ventilen des Standes der Technik liegt der Ventilverschluss in der Offenposition vollständig zwischen den beiden Ventilöffnungen vor. Das Ventil 50 ist insbesondere so ausgelegt, dass ein Öffnungsquerschnitt der zweiten Ventilöffnung 4 in der Offenposition O durch den in die Öffnung 4 eingreifenden Ventilverschluss 30 zwar verringert ist (im Vergleich zu der Schliessposition), jedoch noch immer mindestens so gross ist, wie der Öffnungsquerschnitt der ersten Ventilöffnung 2. Die zweite Ventilöffnung 4 weist einen durch das Ventilgehäuse 12, insbesondere durch eine Dicke d der Gehäusewand, bereitgestellten Durchströmbereich in Richtung der Öffnungsachse C auf und der Ventilverschluss 30 liegt in der Offenposition O zumindest teilweise in dem Durchströmbereich vor. Zudem ist ein Abstand a zwischen der ersten Ventilöffnung 2 und der zweiten Ventilöffnung 4 kleiner als eine räumliche Ausdehnung des Ventilverschlusses 30 entsprechend seiner Quererstreckung q. Der Abstand a zwischen der ersten Ventilöffnung 2 und der zweiten Ventilöffnung 4 ist hier durch eine die Ventilöffnungen begrenzende Innenwand des Ventilgehäuses 12 definiert. In der gezeigte Ausführungsform weist das Ventil 50 einen Ventilverschluss 30 mit einem umlaufenden Dichtelement 10
auf, welches, wie in Verbindung mit Figur 2 beschrieben, Y- förmig angeordnete Lippen, eine Ausrichtelippe und eine Dichtlippe, aufweist. Die Kombination mit einem derartigen Dichtelement stellt eine verbesserte Dichtwirkung bereit, dies insbesondere aufgrund der durch das angepasste und spezifische Antriebskonzept noch verfügbaren Anpresskraft, insbesondere der geringeren Anpresskraft im Vergleich zu Antrieben des Standes der Technik. Die Dichtlippe stellt bei deren Verpressung eine breitere Kontaktfläche mit dem Ventilsitz bereit. Zudem weist sie hinsichtlich der Beibehaltung der Dichtwirkung einen vergleichsweise grösseren Toleranzbereich auf, da auch bei einer (kleinen) Vergrösserung eines Abstandes zwischen dem Ventilverschluss 30 und dem Ventilsitz 3 – beispielsweise aufgrund einer grossen Druckdifferenz - noch immer ein Kontakt zwischen der elastischen Dichtlippe und dem Ventilsitz beibehalten werden kann. Alternativ kann der Ventilverschluss einen typischen Dichtring, z.B. O-Ring, oder ein aufvulkanisiertes Dichtmaterial aufweisen. Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können ebenso miteinander sowie mit Vorrichtungen und Verfahren des Stands der Technik kombiniert werden.
Claims
Patentansprüche 1. Dichtelement (10) für einen Ventilverschluss und/oder einen Ventilsitz eines Ventils, aufweisend ^ einen Befestigungsbereich (21) mit einem Befestigungskörper (22), der zur Befestigung des Dichtelements (10) an dem Ventilverschluss und/oder dem Ventilsitz ausgebildet ist, und ^ einen Dichtbereich (11) zur Bereitstellung einer Abdichtung einer Ventilöffnung des Ventils, wobei der Befestigungsbereich (21) und der Dichtbereich (11) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ^ das Dichtelement (10) im Dichtbereich (11) eine Dichtlippe (12) und eine Ausrichtelippe (13) aufweist, wobei die Dichtlippe (12) und die Ausrichtelippe (13) derart relativ zueinander ausgerichtet sind, dass diese eine Öffnungswinkel (α) einschliessen, wobei ▫ die Dichtlippe (12) zur Bereitstellung der Abdichtung der Ventilöffnung des Ventils ausgebildet ist und ▫ die Ausrichtelippe (13) zur Ausrichtung des Dichtbereichs (11) relativ zu einer Dichtfläche bei einem In-Kontakt-Bringen mit der Dichtfläche ausgebildet ist, und ^ der Befestigungskörper (22) an einer dem Dichtbereich (11) gegenüberliegenden Unterseite zumindest eine Haltefläche (23) aufweist.
2. Dichtelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtlippe (12) und die Ausrichtelippe (13) den Öffnungswinkel (α) aus einem Bereich zwischen 90° bis 160° einschliessen.
3. Dichtelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ^ die Haltefläche (23) parallel zu einer Querachse (B) ausgerichtet ist und die Querachse (B) orthogonal zu einer durch den Öffnungswinkel (α) definierten Anpressrichtung (A) orientiert ist ,insbesondere wobei die Haltefläche (23) flach ausgeformt ist, oder ^ die Haltefläche (23) quer zu der Querachse (B) ausgerichtet ist, oder ^ das Dichtelement (10) zumindest eine weitere Haltefläche aufweist.
4. Dichtelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (22) ein Halteelement aufweist, wobei das Halteelement die Haltefläche (23) bereitstellt, insbesondere wobei das Halteelement in entgegengesetzter Richtung relativ zur Anpressrichtung A ausgerichtet ist, insbesondere wobei das Halteelement als Zapfen, Steg, Keil oder Dorn ausgebildet ist.
5. Dichtelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) eine Längsausdehnung aufweist, insbesondere wobei die Längsausdehnung sich in eine
Richtung orthogonal zur Querachse (B) und orthogonal zur Anpressrichtung (A) erstreckt.
6. Dichtelement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) als geschlossenes Dichtelement ausgebildet ist, insbesondere als umlaufende Dichtung oder als Ring.
7. Dichtelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtelippe (13) zumindest eine Aussparung (14), insbesondere eine Mehrzahl von Aussparungen, aufweist, wobei die zumindest eine Aussparung (14) derart ausgebildet ist, dass ein Zwischenraum, der bei einem In-Kontakt-Bringen des Dichtbereichs (11) mit der Dichtfläche (3) zwischen der Dichtfläche (3), der Dichtlippe (12) und der Ausrichtelippe (13) entsteht, durch die zumindest eine Aussparung (14) zugänglich bleibt.
8. Dichtelement (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung (14) als Kerbe oder Perforation ausgeformt ist.
9. Ventilverschluss (30), insbesondere Ventilteller, für ein Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung (2a,2b), mit
^ einer Kopplungsseite aufweisend eine Kopplung ausgebildet zur Ankopplung an eine Antriebseinheit (7) des Ventils (1) und ^ einer relativ zu der Kopplungsseite rückseitigen Schliessseite mit einer Dichtung, die zu einer Dichtfläche (3) eines Ventilsitzes des Ventils korrespondierend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ^ der Ventilverschluss (30) an der Schliessseite einen Haltebereich aufweist, ^ die Dichtung als Dichtelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist und ^ der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich verbunden ist.
10. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden ist, insbesondere anvulkanisiert vorliegt.
11. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich eine Nut (31) aufweist und der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) in der Nut (31) vorliegt.
12. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31) umlaufend in einem Randbereich des Ventilverschlusses (30) ausgeformt ist.
13. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31) eine Nutbodenfläche (32) aufweist, die korrespondierend zu der Haltefläche (23) des Befestigungskörpers (22) ausgebildet ist.
14. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Nutbodenfläche (32) parallel zu einer Oberfläche der Schliessseite ausgerichtet ist.
15. Ventilverschluss (30) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefläche (23) des Befestigungskörpers (22) an der Nutbodenfläche (32) anliegt.
16. Ventilverschluss (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nutöffnung (33) der Nut (31) eine Breite aufweist, die kleiner ist als eine Breite des Befestigungskörpers (22), insbesondere wobei die Nutöffnung (33) der Nutbodenfläche (32) gegenüberliegt.
17. Ventil (1,50), insbesondere Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung (2), mit ^ einem Ventilsitz, der die eine Öffnungsachse (C) definierende Ventilöffnung (2) und eine die Ventilöffnung (2) umlaufende erste Dichtfläche (3) aufweist,
^ einem Ventilverschluss (30), insbesondere Ventilteller, zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung (2) mit einer zu der ersten Dichtfläche (3) korrespondierenden zweiten Dichtfläche und ^ einer mit dem Ventilverschluss (30) gekoppelten Antriebseinheit (7), die zur derartigen Bereitstellung einer Bewegung des Ventilverschlusses (30) eingerichtet ist, dass der Ventilverschluss (30) von ▫ einer Offenposition (O), in welcher der Ventilverschluss (30) die Ventilöffnung (2) zumindest teilweise freigibt, in ▫ eine Schliessposition (S), in welcher ein dichtender Kontakt zwischen der ersten Dichtfläche (3) und der zweiten Dichtfläche mittels einer dazwischen vorliegenden Dichtung besteht und die Ventilöffnung (2) dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Dichtelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist und das Dichtelement (10) die Dichtung bereitstellt.
18. Ventil (1,50) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschluss (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 16 ausgebildet ist und die zweite Dichtfläche den Haltebereich aufweist.
19. Ventil (1,50) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche das Dichtelement (10) aufweist.
20. Ventil (1,50) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche einen Haltebereich aufweist und der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich verbunden ist, insbesondere wobei der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden ist, insbesondere anvulkanisiert vorliegt, oder der Haltebereich der ersten Dichtfläche eine Nut (31) aufweist und der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) in der Nut (31) vorliegt.
21. Ventil (1,50), insbesondere Vakuumventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer ersten Ventilöffnung (2), mit ^ einem Ventilgehäuse (12) mit der ersten Ventilöffnung (2) und einer gegenüberliegenden zweiten Ventilöffnung (4), wobei die erste Ventilöffnung (2) eine Öffnungsachse (C) definiert und die Öffnungsachse (C) sich durch die erste und die zweite Ventilöffnung erstreckt, ^ einem Ventilsitz, der die erste Ventilöffnung (2) umläuft und eine die erste Ventilöffnung (2) umlaufende erste Dichtfläche (3) aufweist, ^ einem Ventilverschluss (30), insbesondere Ventilteller, zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung (2) und
^ einer mit dem Ventilverschluss (30) gekoppelten Antriebseinheit (7), die zur derartigen Bereitstellung einer Klappbewegung des Ventilverschlusses (30) um eine relativ zur Öffnungsachse orthogonal orientierte Drehachse (41) eingerichtet ist, dass der Ventilverschluss (30) von ▫ einer Offenposition (O), in welcher der Ventilverschluss (30) die erste Ventilöffnung (2) maximal freigibt, in ▫ eine Schliessposition (S), in welcher ein dichtender Kontakt zwischen dem Ventilverschluss (30) und dem Ventilsitz (3) besteht und die erste Ventilöffnung (2) dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Offenposition zumindest ein Teil des Ventilverschlusses (30) in die zweite Ventilöffnung (4) ragt.
22. Ventil (1,50) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilöffnung (4) eine zweite Querschnittsfläche definiert, die grösser als eine erste Querschnittsfläche der ersten Ventilöffnung (2) ist, insbesondere wobei die erste und die zweite Querschnittsfläche orthogonal zur Öffnungsachse (C) orientiert sind.
23. Ventil (1,50) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilöffnung (4) einen durch das Ventilgehäuse (12), insbesondere durch eine Dicke der
Gehäusewand, bereitgestellten Durchströmbereich in Richtung der Öffnungsachse (C) aufweist und der Ventilverschluss (30) in der Offenposition (O)zumindest teilweise in dem Durchströmbereich vorliegt.
24. Ventil (1,50) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilöffnung (2), die zweite Ventilöffnung (4) und der Ventilverschluss (30) jeweils eine Längserstreckung und ein Quererstreckung (q) aufweisen und die jeweilige Quererstreckung (q) kleiner als die jeweilige Längserstreckung ist, insbesondere wobei ^ die Längserstreckung und die Quererstreckung (q) der erste Ventilöffnung (2) orthogonal zur Öffnungsachse (C) und orthogonal relativ zueinander orientiert sind, und/oder ^ die Längserstreckung und die Quererstreckung (q) des Ventilverschlusses (30) - in der Schliessposition (S) - orthogonal zur Öffnungsachse (C) und orthogonal relativ zueinander orientiert sind.
25. Ventil (1,50) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (a) zwischen der ersten Ventilöffnung (2) und der zweiten Ventilöffnung (4) kleiner ist als eine räumliche Ausdehnung des Ventilverschlusses (30) entsprechend seiner Quererstreckung (q), insbesondere wobei der Abstand (a) zwischen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung durch eine die Ventilöffnungen begrenzende Innenwand des Ventilgehäuses definiert ist.
26. Ventil (1,50) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass ^ die Längserstreckung der ersten Ventilöffnung (2) kleiner als die Längserstreckung des Ventilverschlusses (30) ist und/oder ^ die Längserstreckung der zweiten Ventilöffnung (4) grösser als die Längserstreckung des Ventilverschlusses (30) ist.
27. Ventil (1,50) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ^ der Ventilverschluss (30) eine Kopplungsseite (35) aufweist mit einer Kopplung zur Ankopplung an die Antriebseinheit (7), ^ die Antriebseinheit einen um die Drehachse (41) mittels der Antriebseinheit schwenkbaren Arm (42) aufweist und ^ der Arm (42) mit der Kopplung gekoppelt ist.
28. Ventil (1,50) nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilverschluss (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 16 ausgebildet ist.
29. Ventil (1,50) nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche ein Dichtelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
30. Ventil (1,50) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche einen Haltebereich aufweist, und der Befestigungskörper (22) des
Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich verbunden ist, insbesondere wobei der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) mit dem Haltebereich mittels Vulkanisieren verbunden ist, insbesondere anvulkanisiert vorliegt, oder der Haltebereich der ersten Dichtfläche eine Nut (31) aufweist und der Befestigungskörper (22) des Befestigungsbereichs (21) in der Nut (31) vorliegt.
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