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Title:
CLOSURE ARRANGEMENT FOR A VACUUM VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/062088
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vacuum valve (1) with a valve seat (3, 3b), a closure arrangement (10) and a drive unit (7) coupled to the closure arrangement (10), wherein the closure arrangement (10) has a carrier element (20) with a first connection side and a closure plate (30, 40) with a second connection side and the first and the second connection side are designed to connect the carrier element (20) to the closure plate (30, 40), with a support and a holding element, wherein the closure plate (30, 40) is joined to the carrier element (20) and the support and the holding element correspond such that as a result of an interaction between the support and the holding element in the joined state a clamping force is generated that is directed orthogonally to an extent of at least one of the connection sides, and the holding element projects from the respective connection side and has a curved boundary line for interaction with the support.

Inventors:
ZVOKELJ PETER (AT)
NETZER MARTIN (AT)
Application Number:
PCT/EP2023/076191
Publication Date:
March 28, 2024
Filing Date:
September 22, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VAT HOLDING AG (CH)
International Classes:
F16K51/02; F16K3/02
Foreign References:
US20110095218A12011-04-28
US8678344B22014-03-25
US7959130B22011-06-14
US20080017823A12008-01-24
US6443426B12002-09-03
US10253889B22019-04-09
US6089537A2000-07-18
US6416037B12002-07-09
US6056266A2000-05-02
US6629682B22003-10-07
US6772989B22004-08-10
Attorney, Agent or Firm:
KAMINISKI HARMANN PATENTANWÄLTE AG (LI)
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Claims:
Vakuumventil (1) zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung (2a, 2b) , mit

• einem Ventilsitz (3,3b) , der die eine Öffnungsachse (A) definierende Ventilöffnung (2a, 2b) und eine die Ventilöffnung (2a, 2b) umlaufende erste Dichtfläche aufweist,

• einer Verschlussanordnung (10) zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung (2a, 2b) mit einer zweiten zu der ersten Dichtfläche korrespondierenden

Dichtfläche (32, 32a, 32b) und

• einer mit der Verschlussanordnung (10) gekoppelten Antriebseinheit (7) , die zur derartigen Bereitstellung einer Bewegung der Verschlussanordnung (10) eingerichtet ist, dass die Verschlussanordnung (10) von

° einer Offenposition (0) , in welcher die Verschlussanordnung die Ventilöffnung (2a, 2b) zumindest teilweise freigibt, in

° eine Schliessposition (S) , in welcher ein dichtender Kontakt der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche (32, 32a, 32b) mit einem dazwischen vorliegenden Dichtmaterial besteht und die Ventilöffnung (2a, 2b) dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussanordnung (10) aufweist • ein Trägerelement (20) mit einer ersten Verbindungsseite (24) und eine

Verschlussplatte (30,40) mit einer zweiten

Verbindungsseite (31) , wobei die erste und die zweite Verbindungsseite (24,31) zur Verbindung des

Trägerelements (20) mit der Verschlussplatte (30,40) ausgebildet sind,

• eine Auflage (21) und ein Halteelement (33a- 33f ) , wobei

° die erste Verbindungsseite (24) die Auflage (21) und die zweite Verbindungsseite (31) das Halteelement (33a-33f) aufweist oder

° die erste Verbindungsseite (24) das

Halteelement (33a-33f) und die zweite

Verbindungsseite (31) die Auflage (21) aufweist,

• die Verschlussplatte (30,40) mit dem Trägerelement (20) zusammengeführt ist und die Auflage (21) und das Halteelement (33a-33f) derart korrespondierend ausgebildet sind, dass durch ein Zusammenwirken der Auflage (21) mit dem

Halteelement (33a-33f) im zusammengeführten Zustand eine Klemmkraft erzeugt ist, die orthogonal zu einer Erstreckung von zumindest einer der

Verbindungsseiten (24,31) gerichtet ist,

• das Halteelement (33a-33f) von der jeweiligen Verbindungsseite (24,31) absteht und eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage (21) aufweist . Vakuumventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Grenzlinie einen Krümmungsradius r aufweist, wobei eine Breite b der ersten oder der zweiten Verbindungsseite (24,31) einem mindestens Zwanzigfachen des Krümmungsradius r entspricht.

3. Vakuumventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder die zweite Verbindungsseite (24,31) eine Aufnahme, insbesondere eine Vertiefung oder Bohrung mit einem Innengewinde, zur Befestigung des Halteelements (33a-33f) aufweist.

4. Vakuumventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (33a-33f) fest mit der jeweiligen Verbindungsseite (24,31) verbunden ist.

5. Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (33a-33f) an dessen von der jeweiligen Verbindungsseite (24,31) abstehenden Ende einen rundkopf förmigen Kopf aufweist.

6. Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinie eine Ellipse, einen Kreis oder einen Halbkreis bildet.

7. Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (21) eine gekrümmte Auf liegelinie zum Zusammenwirken mit dem Halteelement (33a-33f) aufweist, wobei • die Auf liegelinie einen Krümmungsradius r aufweist, wobei eine Breite b der ersten oder der zweiten Verbindungsseite (24,31) einem mindestens Zwanzigfachen des Krümmungsradius r entspricht und/ oder

• eine Ellipse, einen Kreis oder einen Halbkreis bildet . Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (30,40) ein von dessen Verbindungsseite (31) abstehendes Befestigungselement (34a-34d) zur lösbaren Verbindung der Verschlussplatte (30,40) mit dem Trägerelement (20) aufweist . Vakuumventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (34a-34d) bezüglich der Verbindungsseite (31) auskragend ausgebildet ist und eine sich durch das Befestigungselement (34a-34d) erstechende Ausnehmung, insbesondere Bohrung, zur Durchführung eines Befestigungsmittels, insbesondere Schraube, aufweist. Vakuumventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (34a-34d) einen parallel zur Erstreckungsrichtung der Verschlussplatte ausgerichteten Anschlag (36b, 36c) aufweist und das Trägerelement (20) eine mit dem Anschlag (36b, 36c) korrespondierende Zentrierf läche (22c, 22d) aufweist, wobei ein Zusammenwirken des Anschlags (36b, 36c) und der Zentrierf lache (22c, 22d) eine Ausrichtung der

Verschlussplatte (30,40) relativ zum Trägerelement (20) bewirkt .

11. Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

• das Trägerelement (20) ein sich orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Trägerelements erstreckendes erstes Führungselement (23) aufweist, wobei das erste Führungselement eine Rechtecknut aufweist und die Rechtecknut einen Hinterschnitt bereitstellt, und

• die Verschlussplatte (30,40) ein zweites Führungselement (37a, 37b) aufweist, wobei das zweite Führungselement einen Hinterschnitt, insbesondere schwalbenschwanzförmig, zur Verbindung mit der Rechtecknut aufweist.

12. Vakuumventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweites Führungselement durch das Halteelement bereitgestellt ist.

13. Vakuumventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussanordnung (10) zumindest zwei, insbesondere vier, Halteelemente aufweist, wobei die zweite Verbindungsseite (31) die zumindest zwei Halteelemente aufweist.

14. Verschlussanordnung (10) für ein Vakuumventil (1) zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung (2a, 2b) , mit • einer Kupplung ausgebildet zur Ankopplung an eine Antriebseinheit (7) des Vakuumventils (1) und

• einer zweiten Dichtfläche ( 32 , 32a, 32b) , die mit einer ersten Dichtfläche eines Ventilsitzes (3a, 3b) des Vakuumventils (1) korrespondiert, gekennzeichnet durch

• ein Trägerelement (20) mit einer ersten

Verbindungsseite (24) und eine

Verschlussplatte (30,40) mit einer zweiten

Verbindungsseite (31) , wobei die erste und die zweite Verbindungsseite (24,31) zur Verbindung des

Trägerelements (20) mit der Verschlussplatte (30,40) ausgebildet sind, und

• eine Auflage (21) und ein Halteelement (33a- 33f ) , wobei

° die erste Verbindungsseite (24) die Auflage (21) und die zweite Verbindungsseite (31) das Halteelement (33a-33f) aufweist oder

° die erste Verbindungsseite (24) das

Halteelement (33a-33f) und die zweite

Verbindungsseite (31) die Auflage (21) aufweist, wobei

• die Verschlussplatte (30,40) mit dem

Trägerelement (20) zusammengeführt ist und die Auflage (21) und das Halteelement (33a-33f) derart korrespondierend ausgebildet sind, dass durch ein Zusammenwirken der Auflage (21) mit dem

Halteelement (33a-33f) im zusammengeführten Zustand eine Klemmkraft erzeugt ist, die orthogonal zu einer Erstreckung von zumindest einer der

Verbindungsseiten (24,31) gerichtet ist, • das Halteelement (33a-33f) von der jeweiligen Verbindungsseite (24,31) absteht und eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage (21) aufweist . Verschlussanordnung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (20) eine der ersten Verbindungsseite (24) gegenüberliegende dritte Verbindungsseite und eine weitere Verschlussplatte (40) aufweist, wobei die weitere Verschlussplatte (40) mittels der dritten Verbindungsseite mit dem Trägerelement (20) verbunden ist, wobei eine weiteres Halteelement der Verschlussplatte oder des Trägerelements mit einer weiteren Auflage der Verschlussplatte bzw. des Trägerelements klemmend zusammenwirkt . Verschlussplatte (30,40) für eine Verschlussanordnung (10) nach Anspruch 14 oder 15, mit

• einer zweiten Dichtfläche ( 32 , 32a, 32b) , die mit einer ersten Dichtfläche eines Ventilsitzes (3a, 3b) eines Vakuumventils (1) korrespondiert, wobei die zweiten Dichtfläche (32, 32a, 32b) ein Dichtmaterial aufweist,

• einer zweiten Verbindungsseite (31) , wobei die zweite Verbindungsseite (31) zur Verbindung mit einer ersten oder dritten Verbindungsseite (24) eines Trägerelements (20) der Verschlussanordnung (10) ausgebildet ist und relativ zur

Dichtfläche (32, 32a, 32b) rückseitig an der Verschlussplatte (30,40) bereitgestellt ist,

• einem Halteelement (33a-33f) , wobei das Halteelement (33a-33f) derart ausgebildet ist, dass bei einem Zusammenführen der Verschlussplatte (30,40) mit dem Trägerelement (20) durch ein Zusammenwirken einer Auflage (21) des Trägerelements (20) mit dem Halteelement (33a-33f) eine Klemmkraft erzeugt wird, die orthogonal zu einer Erstreckung der zweiten Verbindungsseite (31) gerichtet ist, und

• das Halteelement (33a-33f) von der zweiten Verbindungsseite (31) absteht und eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage (21) aufweist . Verschlussplatte (30,40) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Grenzlinie einen Krümmungsradius r aufweist, wobei eine Breite b der zweiten Verbindungsseite einem mindestens Zwanzigfachen des Krümmungsradius r entspricht. Verschlussplatte (30,40) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungsseite (31) eine Aufnahme, insbesondere eine Vertiefung oder Bohrung mit einem Innengewinde, zur Befestigung des Halteelements (33a- 33f) aufweist. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (33a-33f) fest mit der zweiten Verbindungsseite verbunden ist. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (33a-33f) an dessen von der zweiten Verbindungsseite (31) abstehenden Ende einen rundkopf förmigen Kopf aufweist.

21. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinie eine Ellipse, einen Kreis oder einen Halbkreis bildet.

22. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (30,40) ein von der zweiten Verbindungsseite (31) abstehendes Befestigungselement (34a-34d) zur lösbaren Verbindung der Verschlussplatte (30,40) mit einem Trägerelement (20) der Verschlussanordnung (10) aufweist .

23. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (34a-34d) bezüglich der zweiten Verbindungsseite (31) auskragend ausgebildet ist und eine sich durch das Befestigungselement (34a-34d) erstechende Ausnehmung, insbesondere Bohrung, zur Durchführung eines Befestigungsmittels, insbesondere Schraube, aufweist.

24. Verschlussplatte (30,40) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (34a-34d) einen parallel zur Erstreckungsrichtung (E) der Verschlussplatte (30,40) ausgerichteten Anschlag (36b, 36c) aufweist und das Trägerelement (20) eine mit dem Anschlag (36b, 36c) korrespondierende Zentrierf lache (22b, 22c) aufweist, wobei ein Zusammenwirken des Anschlags (36b, 36c) und der Zentrierf lache (22b, 22c) eine Ausrichtung der Verschlussplatte (30,40) relativ zum Trägerelement (20) bereitstellt .

Description:
Verschlussanordnung für ein Vakuumventil

Die Erfindung betri f ft eine Verschlussanordnung für ein Vakuumventil , welche Verschlussanordnung ein Trägerelement und eine abnehmbare Verschlussplatte sowie ein Verbindungssystem zur Befestigung der Verschlussplatte an dem Trägerelement aufweist .

Generell sind Ventile dafür vorgesehen einen Durchfluss , insbesondere eines Fluids , einstellbar zu machen . Mit einem Ventil kann der Durchfluss über einen maximalen Ventilöf fnungsquerschnitt zugelassen oder vollständig abgesperrt werden . Zudem bieten bestimmte Ventiltypen die Möglichkeit eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit zu regulieren, stellen also eine Regelbarkeit eines Fluiddurchflusses bereit .

Eine spezi fische 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 Öf fnung führt , in unterschiedlichen Aus führungs formen aus dem Stand der Technik bekannt und kommen insbesondere bei Vakuumkammersystemen im Bereich der IC- , Halbleiter- oder Substrat fertigung, 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 Vakuumkammeröf fnung 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 j eweils 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 Öf fnen und Schliessen einer Gas zu- oder -abfuhr und zum anderen Trans ferventile zum Öf fnen und Schliessen der Trans feröf fnungen der Vakuumkammern für das Ein- und Aus führen der Teile zum Einsatz .

Die von Halbleiterteilen durchlaufenen Vakuumventile werden aufgrund des beschriebenen Anwendungsgebiets und der damit verbundenen Dimensionierung als Vakuum-Trans ferventile , aufgrund ihres mehrheitlich rechteckigen

Öf fnungsquerschnitts auch als Rechteckventil und aufgrund ihrer üblichen Funktionsweise auch als Schieberventil , Rechteckschieber oder Trans ferschieberventil bezeichnet .

Peripherieventile werden insbesondere zur Steuerung oder Regelung des Gas flusses zwischen einer Vakuumkammer und einer Vakuumpumpe oder einer weiteren Vakuumkammer eingesetzt . Peripherieventile befinden sich beispielsweise innerhalb eines Rohrsystems zwischen einer Prozess- Vakuumkammer oder einer Transferkammer und einer Vakuumpumpe, der Atmosphäre oder einer weiteren Prozess- Vakuumkammer. Der Öf fnungsquerschnitt derartiger Ventile, auch Pumpenventile genannt, ist in der Regel kleiner als bei einem Vakuum-Transferventil. Da Peripherieventile abhängig vom Einsatzgebiet nicht nur zum vollständigen Öffnen und Schliessen einer Öffnung, sondern auch zum Steuern oder Regeln eines Durchflusses durch kontinuierliches Verstellen des Öf fnungsquerschnitts zwischen einer vollständigen Offenstellung und einer gasdichten Geschlossenstellung eingesetzt werden, werden sie auch als Regelventile bezeichnet. Ein mögliches Peripherieventil zur Steuerung oder Regelung des Gasflusses ist das Pendelventil.

Bei einem typischen Pendelventil, wie beispielsweise aus der US 6,089,537 (Olmsted) bekannt, wird in einem ersten Schritt ein in der Regel runder Ventilteller über eine in der Regel ebenfalls runde Öffnung von einer die Öffnung freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende Zwischenstellung rotatorisch geschwenkt. Im Falle eines Schieberventils, wie beispielsweise in der US 6,416,037 (Geiser) oder der US 6,056,266 (Blecha) beschrieben, ist der Ventilteller , wie auch die Öffnung, meist rechteckig ausgebildet und wird in diesem ersten Schritt linear von einer die Öffnung freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende Zwischenstellung geschoben. In dieser Zwischenstellung befindet sich der Ventilteller des Pendeloder Schieberventils in einer beabstandeten Gegenüberlage zu dem die Öffnung umgebenden Ventilsitz. In einem zweiten Schritt wird der Abstand zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz verkleinert, so dass der Ventilteller und der Ventilsitz gleichmässig aufeinander gedrückt werden und die Öf fnung im Wesentlichen gasdicht verschlossen wird . Diese zweite Bewegung erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in eine senkrechte Richtung zum Ventilsitz .

Die Abdichtung kann z . B . entweder über einen auf der Verschlussseite des Ventiltellers angeordneten Dichtungsring, der auf den die Öf fnung umlaufenden Ventilsitz gepresst wird, erfolgen, oder über einen Dichtungsring auf dem Ventilsitz , gegen den die Verschlussseite des Ventiltellers gedrückt wird . Durch den in zwei Schritten erfolgenden Schliessvorgang wird der Abdichtring zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz kaum Scherkräften, die den Abdichtring zerstören würden, unterworfen, da die Bewegung des Ventiltellers im zweiten Schritt im Wesentlichen geradlinig senkrecht auf den Ventilsitz stattfindet .

Unterschiedliche Dichtvorrichtungen 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 .

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Antriebssysteme zur Erzielung diese Kombination einer beim Pendelventil rotatorischen und beim Schieberventil translatorischen Bewegung des Ventiltellers parallel über die Öf fnung und einer im Wesentlichen translatorischen Bewegung senkrecht auf die Öf fnung bekannt , beispielsweise aus der US 6 , 089 , 537 ( Olmsted) für ein Pendelventil und aus der US 6 , 416 , 037 ( Geiser ) für ein Schieberventil . Das Anpressen des Ventiltellers auf den Ventilsitz muss insbesondere für Vakuumanwendungen derart erfolgen, dass sowohl die geforderte Gasdichtigkeit innerhalb des gesamten Druckbereichs sichergestellt ist , als auch eine Beschädigung des Abdichtmediums , insbesondere des Dichtmaterials bzw . Abdichtrings ( z . B . O-Ring) , durch zu grosse Druckbeanspruchung vermieden wird . Um dies zu gewährleisten, sehen bekannte Ventile eine in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Ventiltellerseiten herrschenden Druckdi f ferenz geregelte Anpressdruckregelung des Ventiltellers vor . Besonders bei grossen Druckschwankungen oder dem Wechsel von Unterdrück auf Überdruck, oder umgekehrt , ist eine gleichmässige Kraftverteilung entlang des gesamten Umfangs des Abdichtrings j edoch nicht immer gewährleistbar . Generell wird j edoch angestrebt , den Dichtring von Abstützkräften, die sich aus dem an das Ventil anliegenden Druck ergeben, zu entkoppeln .

Im Verlauf der Betriebsdauer eines Vakuumventils können typischerweise Veränderungen von Ventilkomponenten durch Abnutzungen des Dichtmaterials oder der Dichtflächen sowie durch strukturelle Veränderungen der Ventilkomponenten, z . B . Antriebseinheit oder Ventilstange , aufgrund von Umwelteinflüssen ( Temperatur, Feuchtigkeit , Stösse etc . ) auf treten .

Um eine dabei eventuell entstehende Undichtigkeit zu vermeiden oder die Qualität der Dichtung auf einem konstant ausreichend hohen Niveau zu halten, wird ein Ventilverschluss typischerweise in bestimmten zeitlichen Abständen ausgetauscht bzw . erneuert . Ein solches Wartungsintervall bemisst sich dabei in der Regel an der Anzahl der zu erwartenden Öf fnungs- und Schliess zyklen in einem bestimmten Zeitraum oder auch anhand eine Anzahl und Ausprägung von eintretenden Einflüssen ( z . B . Prozessgase ) . Die Wartung erfolgt typischerweise vorsorglich, um das Eintreten einer Undichtigkeit vorab weitestgehend ausschliessen zu können .

Ein Austausch des gesamten Ventilverschlusses , d . h . des gesamten Ventiltellers , ist dabei typischerweise nachteilig mit einem erheblichen Aufwand verbunden . Hierfür muss regelmässig das Vakuumsystem zumindest teilweise belüftet werden damit der Austausch erfolgen kann . Für den Austausch selbst wird der Ventilteller vom Antrieb getrennt und ein neuer Teller eingesetzt . Nach dem Tausch ist ein anschliessendes Evakuieren und Spülen des zuvor belüfteten Teils erforderlich .

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde , ein verbessertes Vakuumventil , insbesondere einen Ventilverschluss , bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermindert oder vermeidet .

Diese Aufgabe wird 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 , einen Ventilverschluss mehrteilig aus zugestalten, wobei eine Verschlussplatte modular und lösbar an eine Trägerkonstruktion ( Trägerelement ) angebracht werden kann . Die Verschlussplatte weist dabei vorzugsweise das abdichtenden Dichtmaterial auf . Eine Wartung kann entsprechend einfach durch einen Austausch nur der Verschlussplatte erfolgen, wobei das Trägerelement mit einer Antriebseinheit des Vakuumventils verbunden bleiben kann .

Die Verbindung der Verschlussplatte mit dem Trägerelement kann insbesondere durch eine Klemmverbindung realisiert werden, wobei eine der beiden Komponenten, d . h . Verschlussplatte oder Trägerelement , eine Auflage aufweist und die j eweils andere Komponente als Gegenstück ein Halteelement aufweist .

Die Verschlussplatte und das Trägerelement können vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass diese durch ein Zusammenschieben miteinander verbunden werden können und durch oder bei diesem Zusammenschieben ein Zusammenwirken der Auflage mit dem Halteelement bewirkt wird . Hierdurch kann eine Klemmkraft erzeugt werden, die die Verschlussplatte an das Trägerelement presst bzw . zieht .

Die Auflage und/oder das Halteelement können zur Erzeugung der Klemmkraft insbesondere ein Hinterschnittprofil aufweisen, wobei das Hinterschnittprofil insbesondere eine relativ zu einer Verbindungsseite oder Dichtfläche schräge Fläche aufweist .

Die Erfindung betri f ft somit ein Vakuumventil zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öf fnen einer Ventilöf fnung . Das Vakuumventil weist einen Ventilsitz auf , der die eine Öf fnungsachse definierende Ventilöf fnung und eine die Ventilöf fnung umlaufende erste Dichtfläche aufweist . Zudem verfügt das Vakuumventil über eine Verschlussanordnung zur Regelung des Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöf fnung mit einer zweiten zu der ersten Dichtfläche korrespondierenden Dichtfläche und über eine mit der Verschlussanordnung gekoppelten Antriebseinheit , die zur derartigen Bereitstellung einer Bewegung der Verschlussanordnung eingerichtet ist , dass die Verschlussanordnung von einer Of fenposition, in welcher die Verschlussanordnung die Ventilöf fnung zumindest teilweise freigibt , in eine Schliessposition, in welcher ein dichtender Kontakt der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche mit einem dazwischen vorliegenden Dichtmaterial besteht und die Ventilöf fnung dadurch gasdicht verschlossen ist , und zurück verstellbar ist .

Die Verschlussanordnung weist ein Trägerelement mit einer ersten Verbindungsseite und eine Verschlussplatte mit einer zweiten Verbindungsseite auf , wobei die erste und die zweite Verbindungsseite zur Verbindung des Trägerelements mit der Verschlussplatte ausgebildet sind . Die Verschlussanordnung weist zudem eine Auflage und ein Halteelement auf , wobei die erste Verbindungsseite die Auflage und die zweite Verbindungsseite das Halteelement aufweist oder die erste Verbindungsseite das Halteelement und die zweite Verbindungsseite die Auflage aufweist .

Die Verschlussplatte ist mit dem Trägerelement zusammengeführt und die Auflage und das Halteelement sind derart korrespondierend ausgebildet , dass durch ein Zusammenwirken der Auflage mit dem Halteelement in diesem zusammengeführten Zustand eine Klemmkraft erzeugt ist , die orthogonal zu einer Erstreckung von zumindest einer der Verbindungsseiten gerichtet ist .

Das Halteelement steht von der j eweiligen Verbindungsseite ab und weist eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage auf . Das Dichtmaterial kann insbesondere an der ersten oder zweiten Dichtfläche bereitgestellt sein . Beispielsweise kann das Dichtmaterial als O-Ring in einer Nut der Verschlussplatte vorliegen oder an der Verschlussplatte anvulkanisiert sein .

Die Auflage kann insbesondere als eine Nut , insbesondere Schwalbenschwanznut , ausgebildet sein . Die Auflage kann insbesondere eine Auflagelinie oder Auflagefläche bereitstellen .

Die Auflage ist insbesondere derart ausgeformt , dass diese die Erzeugung der Klemmkraft ermöglicht . Alternativ oder zusätzlich kann die Auflage so ausgeformt sein, dass mittels der bereitgestellten Auflagelinie oder Auflagefläche eine präzise relative Positionierung von Verschlussplatte und Trägerelement bereitstellbar ist .

Die Verschlussplatte und das Trägerelement erstrecken sich insbesondere hauptsächlich j eweils in eine Erstreckungsrichtung . Die Erstreckungsrichtung entspricht dabei der Richtung der grössten räumlichen Ausdehnung der j eweiligen Komponente . Diese Erstreckung kann auch als die j eweilige Breite der Verschlussplatte oder des Trägerelements bezeichnet werden .

Orthogonal zur Erstreckungsrichtung weist die j eweilige Komponente eine Höhe auf , die typischerweise kleiner als die Breite ist .

In einer dritten Raumrichtung, orthogonal zur Erstreckungsrichtung und Höhe , weist die j eweilige Komponente eine Dicke auf . Das Verbindungssystem der Verschlussanordnung kann insbesondere so ausgeführt sein, dass ein Zusammenführen der Verschlussplatte und des Trägerelements durch ein Zusammenschieben in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung erfolgt . Das Zusammenschieben erfolgt hier insbesondere entlang einer die definierenden Richtung . Beim Zusammenschiebe besteht dabei vorzugsweise ein Kontakt zwischen der Verschlussplatte und dem Trägerelement , die beiden Verbindungsseiten dieser Komponenten stehen während des Zusammenschiebens zumindest teilweise mittels der Auflage und/oder des Halteelements in Kontakt .

Beim Zusammenschieben gelangen die Auflage und das Halteelement in einen Wirkkontakt . Das derartige Zusammenwirken des Halteelements und der Auflage sorgt dabei einerseits dafür, dass die Verschlussplatte an dem Trägerelement gehalten wird und andererseits dafür, dass eine Anpresskraft erzeugt wird, die die Verschlussplatte an das Trägerelement presst . In diesem zusammengeschobenen Zustand kann die Verschlussplatte an dem Trägerelement fixiert werden . Das Fixieren kann durch eine Kraftbeaufschlagung in Richtung des Zusammenschiebens , z . B . mittels Verschrauben, bereitgestellt werden .

Durch die Kraftbeaufschlagung können die Auflage und das Halteelement zusammengedrückt werden . Die beiden Elemente , Auflage und Halteelement , sind bevorzugt derart ausgebildet , dass das Ausmass der orthogonal zu den Verbindungsseiten wirkenden Klemmkraft in Abhängigkeit der beaufschlagten Kraft variierbar ist . In andren Worten : j e grösser die Kraft für die Fixierung der Verschlussplatte an dem Trägerelement ist , desto grösser kann die Klemmkraft sein . In einer Aus führungs form kann das Vakuumventil die gekrümmte Grenzlinie einen Krümmungsradius r aufweisen, wobei eine Breite b der ersten oder der zweiten Verbindungsseite einem mindestens Zwanzigfachen des Krümmungsradius r entspricht . Es kann entsprechend gelten ★ 20.

Die Grenzlinie definiert dabei insbesondere zumindest einen Teil des Randes des Halteelement . Die Grenzlinie kann in einer Aus führung ebenfalls den Bereich des Halteelements definieren ( d . h . diesen Bereich zumindest teilweise einschliessen) der die klemmende Wirkung zusammen mit der Auflage entfaltet .

In einer Aus führungs form kann das Halteelement an dessen von der j eweiligen Verbindungsseite abstehenden Ende eine Rundkopf form oder Pil zkopf form aufweisen .

Die Form des Halteelement kann durch einen Körper bereitgestellt sein, der mit zunehmendem Abstand von der j eweiligen Verbindungsseite über einen Bereich eine zunehmend grössere Ausdehnung orthogonal zur Abstandsnormalen aufweist . Der Querschnitt des rundkopf förmigen Körpers kann die Form eines Trapezes , insbesondere eines gleichschenkliges Trapez , aufweisen .

Die Grenzlinie kann insbesondere durch einen Umfang des abstehenden Körpers an dessen grösster Ausdehnung orthogonal zur Abstandsnormalen gegeben sein .

Insbesondere stellt das rundkopf förmige Halteelement einen

Hinterschnitt in Richtung der Verbindungsseite bereit . In einer Aus führungs form kann die Grenzlinie eine Ellipse , einen Kreis oder einen Halbkreis bilden . Alternativ kann die Grenzlinie ein Polygon beschreiben .

In einer Aus führungs form kann die erste oder die zweite Verbindungsseite eine Aufnahme , insbesondere eine Vertiefung oder Bohrung mit einem Innengewinde , zur Befestigung des Halteelements aufweisen . Dies bietet den Vorteil , dass das Halteelement schnell und einfach an dieser Verbindungsseite eingesetzt oder beispielsweise bei einer Beschädigung ausgetauscht werden kann . Das Halteelement kann hierzu eine zur Form und Ausdehnung der Aufnahme korrespondierende Gestalt aufweisen .

In einer Aus führungs form kann das Halteelement fest mit der j eweiligen Verbindungsseite verbunden sein .

In einer Aus führungs form kann die Auflage eine gekrümmte Auf liegelinie zum Zusammenwirken mit dem Halteelement aufweisen, wobei die Auf liegelinie einen Krümmungsradius r aufweist , wobei eine Breite b der ersten oder der zweiten Verbindungsseite einem mindestens Fünf zehnfachen des Krümmungsradius r entspricht . In einer Aus führung bildet die Auf liegelinie eine Ellipse , einen Kreis oder einen Halbkreis .

Insbesondere kann die Auflagelinie korrespondierend zur Grenzlinie des Halteelements ausgestaltet sein . So kann der Verlauf und/oder die Dimensionierung zumindest im Wesentlichen derj enigen der Grenzlinie entsprechen . Hierdurch kann ein Klemmen der Verschlussplatte an das Trägerelement optimiert werden, so dass die Klemmkraft an definierten Positionen der Verschlussplatte ein gewünschtes Ausmass ( Grösse ) aufweist . In einer Aus führungs form kann die Verschlussplatte ein von dessen Verbindungsseite abstehendes Befestigungselement zur lösbaren Verbindung der Verschlussplatte mit der Trägerplatte aufweisen .

Insbesondere kann das Befestigungselement bezüglich der Verbindungsseite auskragend ausgebildet sein und eine sich durch das Befestigungselement erstechende Ausnehmung, insbesondere Bohrung, zur Durchführung eines Befestigungsmittels , insbesondere Schraube , aufweisen .

In einer Aus führungs form kann das Befestigungselement einen parallel zur Erstreckungsrichtung der Verschlussplatte ausgerichteten Anschlag aufweisen und das Trägerelement eine mit dem Anschlag korrespondierende Zentrierf läche aufweisen, wobei ein Zusammenwirken des Anschlags und der Zentrierf läche eine Ausrichtung der Verschlussplatte relativ zum Trägerelement bereitstellt .

Die exakte Ausrichtung kann hierdurch insbesondere in Richtung der Erstreckungsrichtung bereitgestellt werden, insbesondere derart , dass die Verschlussplatte und das Trägerelement in einer gewünschten Lage übereinander liegen und/oder beispielsweise die Position des Umfangs der Verschlussplatte der Position des Umfangs des Trägerelements entspricht .

Durch das fest mit der Verschlussplatte verbundenen Befestigungselement ist ein Zusammenführen und Zusammenfügen (Verbinden) von Verschlussplatte und Trägerelement in vorteilhafter Weise vereinfacht , da die Position des Befestigungselements in definierter Weise festgelegt werden kann und ein Befestigungsgegenstück an dem Trägerelement entsprechend passend angeordnet und ausgeformt sein kann .

Durch die auskragende Form und die Position des Befestigungselements kann eine Zentrierung bzw . gewünschte Positionierung relativ zum Träger in Zusammenführungsrichtung (parallel zur Höhe der Verschlussplatte ) vordefiniert werden . Dies erleichtert die Montage der Verschlussplatte an dem Trägerelement und verhindert beispielsweise eine zu starke Anpressung der beiden Komponenten .

In einer Aus führungs form kann das Trägerelement ein sich orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Trägerelements erstreckendes erstes Führungselement aufweisen, wobei das erste Führungselement eine Rechtecknut aufweist und die Rechtecknut einen Hinterschnitt bereitstellt . Die Verschlussplatte kann ein zweites Führungselement aufweisen, wobei das zweite Führungselement einen Hinterschnitt , insbesondere schwalbenschwanz förmigen Hinterschnitt , zur Verbindung mit der Rechtecknut aufweist .

Insbesondere kann das zweite Führungselement durch das Halteelement bereitgestellt sein .

Eine derartige Führung bietet eine vorteilhafte Montagehil fe beim Zusammenbau von Verschlussplatte und Trägerelement . So kann die Platte mittels der Führung auf den Träger geschoben werden, wobei die Führung bereits eine relative Positionierung der Komponenten bereitstellt .

In einer Aus führungs form kann die Verschlussanordnung zumindest zwei , insbesondere vier, Halteelemente aufweisen, wobei die zweite Verbindungsseite die zumindest zwei Halteelemente aufweist . Durch die mehrfache Anordnung von Halteelementen kann eine vereinfachte und erleichterte Ausrichtung der Verschlussplatte relativ zum Trägerelement erreicht werden . Insbesondere wenn die Halteelemente als Rundköpfe (Rundkopf zapfen) oder Pil zköpfe ausgeformt sind, kann hierdurch ein einfaches , präzises und gleichzeitig robustes Zusammenführen und klemmendes Verbinden bereitgestellt werden .

In einer Aus führungs form kann das Vakuumventil eine Trenneinrichtung zur Trennung eines Prozessatmosphärenbereichs von einem Aussenatmosphärenbereich aufweisen .

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 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 Öf fnung auf . In einem die Öf fnung verschliessenden Ventildeckel ist ein Kolben eines pneumatischen Zylindersystems angeordnet , welcher über eine Ventilstange einen Ventilteller , der den Ventilsitz öf fnet und schliesst , antreibt . Der Ventildeckel ist durch eine Balgplatte gasdicht an der Öf fnung 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 innen mit Aluminium oder einem anderen geeigneten Material 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 aus zeichnet , dass er keine Schweissnähte aufweist und leichter gereinigt werden kann, j edoch einen geringeren maximalen Hub aufweist .

Die Erfindung betri f ft zudem eine Verschlussanordnung für ein Vakuumventil zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öf fnen einer Ventilöf fnung . Die Verschlussanordnung verfügt über eine Kupplung ausgebildet zur Ankopplung an eine Antriebseinheit des Vakuumventils und über eine zweite Dichtfläche , die mit einer ersten Dichtfläche eines Ventilsitzes des Vakuumventils korrespondiert . Die Verschlussanordnung weist zudem ein Trägerelement mit einer ersten Verbindungsseite und eine Verschlussplatte mit einer zweiten Verbindungsseite auf , wobei die erste und die zweite Verbindungsseite zur Verbindung des Trägerelements mit der Verschlussplatte ausgebildet sind . Zudem sind eine Auflage und ein Halteelement vorgesehen, wobei die erste Verbindungsseite die Auflage und die zweite Verbindungsseite das Halteelement aufweist oder die erste Verbindungsseite das Halteelement und die zweite Verbindungsseite die Auflage aufweist .

Die Verschlussplatte ist mit dem Trägerelement derart zusammengeführt und die Auflage und das Halteelement sind derart korrespondierend ausgebildet , dass durch ein Zusammenwirken der Auflage mit dem Halteelement in diesem zusammengeführten Zustand eine Klemmkraft erzeugt ist , die orthogonal zu einer Erstreckung von zumindest einer der Verbindungsseiten gerichtet ist . Das Halteelement steht von der j eweiligen Verbindungsseite ab und weist eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage auf .

In einer Aus führungs form kann das Trägerelement eine der ersten Verbindungsseite gegenüberliegende dritte Verbindungsseite und eine weitere Verschlussplatte aufweisen, wobei die weitere Verschlussplatte mittels der dritten Verbindungsseite mit dem Trägerelement verbunden ist , wobei eine weiteres Halteelement der Verschlussplatte oder des Trägerelements mit einer weiteren Auflage der Verschlussplatte bzw . des Trägerelements klemmend zusammenwirkt . Zumindest eine der Verschlussplatten der Verschlussanordnung, insbesondere beide , können gemäss einer der nachfolgenden, erfindungsgemässen Aus führungs formen vorliegen .

Die Erfindung betri f ft weiterhin eine Verschlussplatte für eine oben beschriebene Verschlussanordnung . Die Verschlussplatte weist eine zweite Dichtfläche auf , die mit einer ersten Dichtfläche eines Ventilsitzes eines Vakuumventils korrespondiert , wobei die zweiten Dichtfläche ein Dichtmaterial ( Dichtung) aufweist . Die Verschlussplatte weist zudem eine zweite Verbindungsseite auf , wobei die zweite Verbindungsseite zur Verbindung mit einer ersten oder dritten Verbindungsseite eines Trägerelements der Verschlussanordnung ausgebildet ist und relativ zur Dichtfläche rückseitig an der Verschlussplatte bereitgestellt ist . Die Verbindungsseite weist insbesondere in eine entgegengesetzte Richtung relativ zur Dichtfläche .

Die Verschlussplatte hat ein Halteelement , wobei das Halteelement derart ausgebildet ist , dass bei einem Zusammenführen der Verschlussplatte mit dem Trägerelement durch ein Zusammenwirken einer Auflage des Trägerelements mit dem Halteelement eine Klemmkraft erzeugt wird, die orthogonal zu einer Erstreckung der zweiten Verbindungsseite gerichtet ist . Das Halteelement steht von der zweiten Verbindungsseite ab und weist eine gekrümmte Grenzlinie zum Zusammenwirken mit der Auflage auf .

In einer Aus führungs form kann die gekrümmte Grenzlinie einen Krümmungsradius r aufweisen, wobei eine Breite b der zweiten Verbindungsseite einem mindestens Fünf zehnfachen des Krümmungsradius r entspricht . In einer Aus führungs form kann die zweite Verbindungsseite eine Aufnahme , insbesondere eine Vertiefung oder Bohrung mit einem Innengewinde , zur Befestigung des Halteelements aufweisen .

In einer Aus führungs form kann das Halteelement fest mit der zweiten Verbindungsseite verbunden sein .

In einer Aus führungs form kann das Halteelement an dessen von der zweiten Verbindungsseite abstehenden Ende einen rundkopf förmigen Kopf aufweisen .

In einer Aus führungs form kann die Grenzlinie eine Ellipse , einen Kreis oder einen Halbkreis bilden .

In einer Aus führungs form kann die Verschlussplatte ein von der zweiten Verbindungsseite abstehendes Befestigungselement zur lösbaren Verbindung der Verschlussplatte mit einem Trägerelement der Verschlussanordnung aufweisen .

Insbesondere kann das Befestigungselement bezüglich der zweiten Verbindungsseite auskragend ausgebildet sein und eine sich durch das Befestigungselement erstechende Ausnehmung, insbesondere Bohrung, zur Durchführung eines Befestigungsmittels , insbesondere Schraube , aufweisen .

Insbesondere kann das Befestigungselement einen parallel zur Erstreckungsrichtung der Verschlussplatte ausgerichteten Anschlag aufweisen und das Trägerelement eine mit dem Anschlag korrespondierende Zentrierf läche aufweisen, wobei ein Zusammenwirken des Anschlags und der Zentrierf läche eine Ausrichtung der Verschlussplatte relativ zum Trägerelement bereitstellt . Das erfindungsgemässe Ventil bzw . dessen Verschlussanordnung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Aus führungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben . Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugs zeichen gekennzeichnet . Die beschriebenen Aus führungs formen sind in der Regel nicht massstabsgetreu dargestellt und sie sind auch nicht als Einschränkung zu verstehen .

Im Einzelnen zeigen

Fig . la-c eine erste Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verschlussanordnung mit Trägerelement und Verschlussplatte ;

Fig . 2 ein Halteelement einer erfindungsgemässen

Verschlussanordnung ;

Fig . 3a-b eine weitere Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verschlussanordnung mit Trägerelement und Verschlussplatte ;

Fig . 4a-b eine weitere Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verschlussanordnung mit Trägerelement und Verschlussplatte ;

Fig . 5a-b eine weitere Aus führungs form einer erfindungsgemässen Verschlussanordnung mit Trägerelement und Verschlussplatte ;

Fig . 6a-c eine Aus führungs form eines erfindungsgemässen Vakuumventils .

Die Figuren la- lc zeigen eine Aus führungs form der erfindungsgemässen Verschlussanordnung 10 sowie der erfindungsgemässen Verschlussplatte 30 . Die Figur la zeigt eine erfindungsgemässe Verschlussanordnung 10 mit einem Trägerelement 20 und einer ersten Verschlussplatte 30 und einer zweiten Verschlussplatte 40 . Die Verschlussplatte 30 ist in einer teilweisen Durchsicht-Darstellung gezeigt , um die Verbindung der Verschlussplatte 30 mit dem zentral zwischen den Verschlussplatten 30 , 40 liegenden Trägerelement 20 zu verdeutlichen .

Durch die beidseitige Anordnung von zwei Verschlussplatten 30 und 40 kann der Ventilverschluss eine Abdichtung von zwei insbesondere gegenüberliegenden Ventilöf fnungen bereitstellen . Der Ventilverschluss kann hierzu wahlweise an eine der Öf fnungen angedrückt werden .

Die Figur 1b zeigt eine Verbindungsseite der Verschlussplatte 30 . Figur 1c zeigt eine der Verbindungsseite 31 rückseitig gegenüberliegende Dichtfläche 32 der Verschlussplatte 30 . Die Dichtfläche 32 weist eine umlaufende Dichtung auf und kann damit eine gewünschte Dichtwirkung bereitstellen .

An der Verbindungsseite 31 der Verschlussplatte 30 sind vier Halteelemente 33a-d angeordnet . Die Halteelemente 33a- d sind hier entlang einer Linie an der Verbindungsseite 31 angeordnet . Die Verschlussplatte 30 weist zudem vier Befestigungselemente 34a-d auf .

Die Trägerelement 20 weist an dessen Verbindungsseite 24 eine Auflage 21 auf .

Die Halteelemente 33a-d sind derart angeordnet und ausgeformt , dass diese mit in einem montierten, zusammengefügten Zustand mit der Auflage 21 des Trägerelements 20 Zusammenwirken (vgl . Figur la ) . Die Halteelemente 33a-d liegen hierbei auf der Auflage auf und bewirken eine Klemmung der Verschlussplatte 30 an das Trägerelement 20 . Eine entsprechende Klemmkraft wirkt orthogonal zu einer Erstreckungsrichtung E der zusammengefügten Komponenten, sowie orthogonal zu einer die Höhe h der Verschlussplatte 30 definierenden Richtung . Die Breite b der Verschlussplatte 30 ist typischerweise durch die Erstreckung in Erstreckungsrichtung E definiert .

Zur Bereitstellung der Klemmkraft sind die Halteelemente 33a-d in der gezeigten Aus führung als Rundköpfe ausgeformt . Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des als Rundkopf ausgebildeten Halteelements 33a . Die restlichen Halteelemente 33b-d sind analog ausgeformt . Die Rundkopf form stellt eine mit zunehmendem Abstand von der Verschlussplatte 30 orthogonal zum Abstand zunehmende Ausdehnung bereit .

Damit stellt das Halteelement 33a (und auch die restlichen Halteelemente 33b-d j eweils ) eine schräg zur Oberfläche der Verbindungsseite verlaufende Haltefläche 35a bereit . Durch den schrägen Verlauf der Haltefläche 35a wird die Verschlussplatte 30 bei einem Zusammenführen mit dem Trägerelement 20 durch ein dabei entstehendes Zusammenwirken mit der Auflage 21 an das Trägerelement 20 gedrückt . Insbesondere wird hierzu die Verschlussplatte 30 in Fügerichtung F relativ zum Trägerelement 20 bei bestehendem Kontakt mit dem Trägerelement 20 geschoben . Die Auflage 21 kann hierzu analog zum Rundkopf eine schräg verlaufende Auflagefläche bereitstellen, wodurch eine einfaches und präzises Verbinden der beiden Komponenten ermöglicht ist . In zusammengefügten Zustand sind damit die Auflagefläche und die Haltefläche 35a in Kontakt , insbesondere berühren sich die Auflagefläche und die Haltefläche 35a flächig .

Die Auflage 21 kann als eine Kante oder Nut ausgebildet sein . Die Auflage kann sich über weite Teile der Breite des Trägerelements erstrecken oder kann mehrteilig in Form einzelner Segmente ausgeführt sein, insbesondere wobei Anzahl , Form und Grösse mit den Halteelementen 33a-d korrespondieren .

Die Halteelemente 33a-d weisen an deren Enden, d . h . an den Bereichen, die den grössten Abstand zur Verbindungsseite 31 aufweisen, j eweils einen Durchmesser d ( doppelter Radius r) auf , der im Verhältnis zur Breite b um mindestens einen Faktor 10 , insbesondere einen Faktor 15 oder 20 , kleiner ist . Der Durchmesser nimmt entsprechend mit zunehmender Nähe zur Oberfläche der Verschlussplatte 30 ab .

Die Befestigungselemente 34a-d sind auskragend am oberen Ende der Verschlussplatte 30 angeordnet . Wie mit Figur la dargestellt kann die Verschlussplatte 30 mittels dieser Befestigungselemente 34a-d an dem Trägerelement 20 befestigt werden . In der gezeigten Aus führungs form ist die Verschlussplatte 30 mittels dieser Befestigungselemente 34a-d mit dem Trägerelement 20 verschraubt .

Die Positionierung der Befestigungselemente 34a-d stellt zudem eine Begrenzung der Beweglichkeit der Verschlussplatte 30 relativ zum Trägerelement 20 bei der Montage ( Zusammenschieben) bereit ( in Fügerichtung Fj und ermöglicht damit die Definition einer relativen Ausrichtung der Komponenten . Somit kann die Montage einfach und ohne grosse Vorkenntnisse eines Benutzers erfolgen .

Für eine ebenso präzise Ausrichtung der Verschlussplatte 30 relativ zum Trägerelement 20 bezüglich der Erstreckungsrichtung E weisen die Befestigungselemente 34b und 34c j eweilige seitliche Anschläge 36b und 36c auf . Die Anschläge 36b und 36c weisen in entgegensetzte Richtungen (parallel zur Erstreckungsrichtung E) . Das Trägerelement 20 weist entsprechend mit den Anschlägen 36b und 36c zusammenwirkende und korrespondierende Zentrierflächen 22b und 22c auf .

Beim Zusammenschieben des Trägerelements 20 und der Verschlussplatte 30 kontaktieren die Anschläge 34b-c die Zentrierflächen 22b-c, wobei diese derart ausgeformt sind, dass ein Abstand zwischen den beiden Anschlags flächen 34b-c im Wesentlichen einem Abstand zwischen den beiden Zentrierflächen 22b-c entspricht . Die hori zontale Ausrichtung erfolgt entsprechend ( automatisch) beim Zusammenschieben der Komponenten und stellt damit eine einfach und verlässliche Montage bereit .

Die Figuren 3a und 3b zeigen eine weitere Aus führungs form der erfindungsgemässen Verschlussanordnung 10 sowie der erfindungsgemässen Verschlussplatte 30 .

Im Unterschied zur Aus führungs form nach den Figuren la bis 1c weist die Verschlussplatte 30 anstelle der Befestigungselemente 34a-d hier Führungselemente 37a und 37b auf .

In einer Aus führungs form wie hier können die

Führungselemente 37a-b j eweils einen Hinterschnitt , insbesondere schwalbenschwanz förmig, zur Verbindung mit einer Nut aufweisen . Die Hinterschnitte sind gegenüberliegend j eweils an den Seiten der Führungselemente 37a-b vorgesehen . Das Trägerelement 20 weist entsprechend ein sich orthogonal zur Erstreckungsrichtung E des Trägerelements 20 erstreckendes , korrespondierendes Führungselement 23 auf . Das Führungselement 23 des Trägerelements 20 weist hier beidseitig j eweils eine Rechtecknut auf und die Rechtecknuten stellen Hinterschnitte bereit .

Ein Zusammenwirken der Führungselemente 37a-b mit dem Führungselement 23 stellt einerseits die genaue relative Ausrichtung der Verschlussplatte 30 zum Trägerelement 20 in Erstreckungsrichtung E und andererseits eine einfache und verlässliche Führung beim Zusammenschieben dieser beiden Komponenten bereit .

Die Fixierung der Verschlussplatte 30 an dem Trägerelement 20 erfolgt hier durch separate Befestigungskörper, die an der Oberseite des Trägerelements 20 fixiert , z . B . angeschraubt , werden und die Verschlussplatte 30 in Fügerichtung F drücken . Hiermit ist die Klemmung der Verschlussplatte 30 an das Trägerelement 20 mittels Zusammenwirken der Halteelemente 33a-d mit der Auflage 21 sowie ein Halten der Verschlussplatte 30 an dem Trägerelement 20 mittels der Führungselemente bereitgestellt .

Die Figuren 4a und 4b zeigen eine weitere Aus führungs form der erfindungsgemässen Verschlussanordnung 10 sowie der erfindungsgemässen Verschlussplatte 30 .

Im Unterschied zur Aus führungs form nach den Figuren 3a und

3b weist die Verschlussplatte 30 anstelle der vier Halteelemente 33a-d lediglich zwei Halteelemente 33b und 33c auf . Diese beiden Halteelemente 33b und 33c sind zudem in einer unterschiedlichen Positionierung vorliegend .

Die beiden Halteelemente 33b und 33c sind derart positioniert , dass diese beim Zusammenführen der Verschlussplatte 30 mit dem Trägerelement 20 als verschlussplattenseitige Führungselemente wirken und in die durch trageelementseitige Führungselement 23 bereitgestellten Nuten eingrei fen . Ferner kommen die beiden Halteelemente 33b und 33c bei Erreichen der gewünschten Positionierung relativ zum Trägerelement 20 in Fügerichtung F mit der Auflage 21 in Kontakt und bewirken damit die Klemmung sowie die genaue Positionierung .

Zudem kann die Verschlussplatte 30 an dem Trägerelement 20 durch die weiteren Führungselemente 37a-b gehalten werden . Alternativ oder zusätzlich kann die Verschlussplatte 30 an dem Trägerelement 20 durch die vorgesehenen Befestigungskörper gehalten werden . Die Befestigungskörper können hierfür eine entsprechende Kante aufweisen, die in ein Gegenstück an der Verschlussplatte 30 eingrei ft .

Die Figuren 5a und 5b zeigen eine weitere Aus führungs form der erfindungsgemässen Verschlussanordnung 10 sowie der erfindungsgemässen Verschlussplatte 30 .

Im Unterschied zu den vorangehenden Aus führungs formen weist die Verschlussplatte 30 anstelle der vier rundkopf förmigen Halteelemente 33a-d zwei hiervon unterschiedliche Halteelemente 33e und 33 f auf . Die Halteelemente 33e und 33 f sind hier j eweils einstückig mit einem von der Verbindungsseite 31 abgesetzten Fügekörper 38a und38b ausgeformt . Die Halteelemente 33e und 33 f sind an der in Fügerichtung F weisenden Unterseite der Fügekörper 38a und 38b vorgesehen .

Die Fügekörper 38a und 38b weisen zudem seitlich die Führungselemente 37a-b für ein präzise geführtes Zusammenschieben mit dem Trägerelement 20 auf .

Die Auflage 21 des Trägerelements 20 kann zudem entsprechend der Anordnung und Aus formung der Halteelemente 33e und 33 f Aussparungen aufweisen, wodurch im zusammengeschobenen Zustand die Halteelemente 33e und 33 f in den Aussparungen vorliegen und durch dieses Zusammenwirken eine Zentrierung der Verschlussplatte 30 relativ zum Trägerelement 20 , insbesondere in Erstreckungsrichtung E, bereitgestellt ist . Die gezeigte einstückige Aus führung stellt eine robuste und kompakt Variante für ein präzises und einfaches Montieren der Verschlussplatte 30 auf dem Trägerelement 20 bereit .

Die Figuren 6a- 6c zeigen eine Aus führungs form eines erfindungsgemässen Vakuumventils 1 , welches als ( zweiseitiges ) Vakuum-Trans ferventil 1 ausgebildet ist , dargestellt in unterschiedlichen Verschlusspositionen .

Das Vakuumventil 1 weist eine erfindungsgemässe Verschlussanordnung 10 mit zwei Verschlussplatten (Ventilteller ) 30 und 40 auf . Jede der Verschlussplatten weist ein Dichtfläche 32a, 32b mit Dichtung zum gasdichten Verschliessen der Öf fnungen 2a, 2b auf . Die Öf fnungen haben einen hat einen den Verschlussplatten entsprechenden Querschnitt und sind in einer Ventilwand ausgeformt . Die Ventilwand kann beispielsweise die Wand einer Vakuumprozesskammer sein . Die Öf fnungen 2a, 2b sind j eweils von einem Ventilsitz 3a, 3b, der seinerseits ebenfalls eine mit der Dichtfläche der Verschlussplatte korrespondierende Dichtfläche bereitstellt, umgeben. Die Dichtflächen 32a, 32b der Verschlussplatten 30,40 umlaufen die jeweiligen Verschlussplatten und weisen das Dichtmaterial (Dichtung) auf. In einer Schliessposition S (Figur 6c) wird die Dichtung zwischen den Dichtflächen verpresst. Die Öffnungen 2a, 2b verbinden einen Gasbereich M, mit den Gasbereichen L und R .

Es versteht sich, dass die Ventilsitze 3a, 3b zusammen mit ihren Dichtfläche alternativ als mit dem Ventil 1 strukturell fest verbundene Ventilkomponenten ausgebildet sein können und beispielsweise an einer Kammeröffnung angeordnet, z.B. verschraubt, werden können.

Die Verschlussanordnung 10 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 die Verschlussanordnung 10 in dem ersten Gasbereich M durch Verstellen des Verstellarms 5 mittels der Antriebseinheit 7 zwischen einer Offenposition 0 (Fig. 6a) über eine Zwischenposition Z (Fig. 6b) in eine Schliessposition S (Fig. 6c) verstellbar ist.

In der Offenposition 0 befindet sich die Verschlussanordnung 10 ausserhalb eines Pro ektionsbereichs der Öffnungen 2a, 2b und gibt diese vollständig frei, wie in Figur 6a gezeigt.

Durch das lineare Verstellen der Verschlussanordnung 10 in axiale Richtung in einer Ebene parallel zu oder koaxial mit der Verstellachse V und parallel zu der Ventilwand kann die Verschlussanordnung 10 mittels der Antriebseinheit 7 von der Of fenposition 0 in die Zwischenposition Z verstellt werden .

In dieser Zwischenposition Z ( Figur 6b ) befinden sich die Dichtfläche 32a, 32b in beabstandeter Gegenüberlage zu den die Öf fnungen 2a, 2b umgebenden Dichtflächen der Ventilsitze .

Durch Verstellen in Richtung der durch die Öf fnungen 2a, 2b definierten Öf fnungsachse A (hier : quer zur Verstellachse V) , also z . B . senkrecht zur Wand und zum Ventilsitz , kann die Verschlussanordnung 10 von der Zwischenposition Z in die Schliessposition S verstellt werden ( Figur 6c ) .

In der Schliessposition S verschliesst die Verschlussplatte 30 die Öf fnung 2a gasdicht und trennt den Gasbereich M von dem Gasbereich R gasdicht ab .

Das Öf fnen und Schliessen des Vakuumventils erfolgt mittels der Antriebseinheit 7 , hier durch eine L- förmige Bewegung in zwei z . B . zueinander senkrechte Richtungen der Verschlussanordnung 10 . Es versteht sich, dass analog zum Verschliessen der Öf fnung 2a mit der Verschlussplatte 30 ein gasdichtes Abdichten der Öf fnung 2b mittels der Verschlussplatte 40 bereitgestellt werden kann, indem die Verschlussanordnung 10 in die andere Richtung entlang der Achse A verstellt wird .

Ein Trans ferventil 1 wie gezeigt wird typischerweise zur Abdichtung eines Prozessvolumens (Vakuumkammer ) und zur Be- und Entladung des Volumens vorgesehen . Häufige Wechsel zwischen der Of fenposition 0 und der Schliessposition S sind bei einem solchen Einsatz die Regel . Hierdurch können verstärkte Abnutzungserscheinungen der Dichtflächen 32a, 32b, der Dichtungen und der mechanisch bewegten Bauteile eintreten . Ein einfacher Austausch bzw . eine

Wartung der Dichtelemente ist durch die erfindungsgemässe modular lösbare Anordnung der Verschlussplatten 30 und 40 bereitgestellt .

Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Aus führungsbeispiele schematisch darstellen . Die verschiedenen Ansätze können ebenso miteinander sowie mit

Vorrichtungen und Verfahren des Stands der Technik kombiniert werden .