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Title:
VACUUM VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/088482
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vacuum valve, comprising a valve housing (1), which has a passage (2) having an axis (3), a seat (8) that surrounds the passage (2) and that lies in a first plane (13), and a counter seat (9) that surrounds the passage (2) and that lies in a second plane (14) that forms a wedge shape with the first plane (13), and comprising a closure device (12), which can be moved between an open position in which the passage (2) is released and a closed position in which the passage (2) is sealed and which has a closure plate (10) parallel to the first plane (13) and a counter plate (11) parallel to the second plane (14), and comprising a valve rod (23), which has a longitudinal axis (26) and which carries the closure device (12) and which can be moved in a straight line. In order to spread apart the closure plate (10) and the counter plate (11), the closure device (12) comprises a spreading unit (16), which lies between the closure plate (10) and the counter plate (11) and which can be moved in the closing direction (22) of the valve rod (23) relative to the closure plate (10) and the counter plate (11), and a carrying part (34), which is movably guided relative to the spreading unit (16) and which is connected to the closure plate (10) and/or the counter plate (11).

Inventors:
GEISER FRIEDRICH (AT)
Application Number:
PCT/AT2011/000002
Publication Date:
July 28, 2011
Filing Date:
January 07, 2011
Export Citation:
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Assignee:
VAT HOLDING AG (CH)
GEISER FRIEDRICH (AT)
International Classes:
F16K3/18; F16K51/02
Foreign References:
US4301993A1981-11-24
DE890589C1953-11-26
DE455907C1928-02-11
US4548386A1985-10-22
US4301993A1981-11-24
US6056267A2000-05-02
US6367770B12002-04-09
US7011294B12006-03-14
US4548386A1985-10-22
DE455907C1928-02-11
DE1962121A11971-06-16
US4779649A1988-10-25
US4560141A1985-12-24
DE3028786A11981-03-19
Attorney, Agent or Firm:
HOFMANN, Ralf et al. (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vakuumventil umfassend

ein Ventilgehäuse (1) mit einem Durchgang (2), der eine Achse (3) aufweist, einem den Durchgang (2) umgebenden Sitz (8), der in einer ersten Ebene (13) liegt, und einem den Durchgang (2) umgebenden Gegensitz (9), der in einer zweiten Ebene (14) liegt, wobei die erste und zweite Ebene (13, 14) keilförmig zueinander stehen und jeweils winkelig zur Achse (3) des Durchgangs (2) stehen,

eine zwischen einer Offenstellung, in der der Durchgang (2) freigegeben ist, und einer Schließstellung, in der der Durchgang (2) abgedichtet ist, verstellbare Verschlusseinrichtung (12) mit einer Verschlussplatte (10), die in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung (12) an den Sitz (8) angedrückt ist und hierbei parallel zur ersten Ebene (13) liegt, und einer Gegenplatte (1 1), die in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung (12) an den Gegensitz (9) angedrückt ist und hierbei parallel zur zweiten Ebene (14) liegt, und

eine eine Längsachse (26) aufweisende und die Verschlusseinrichtung (12) tragende Ventilstange (23), die zum Verstellen der Verschlusseinrichtung (12) von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung und zurück geradlinig in eine parallel zur Längsachse (26) der Ventilstange (23) liegende Schließ ichtung (22) und entgegen der Schließrichtung (22) verschiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte (10) und die Gegenplatte (1 1 ) auch in der Offenstellung der Verschlusseinrichtung (12) parallel zur ersten und zweiten Ebene (13, 14) liegen und dass die Verschlusseinrichtung (12) eine zwischen der Verschluss-platte (10) und der Gegenplatte (1 1 ) liegende Spreizeinheit (16) aufweist, an welcher die Ventilstange (23) befestigt ist und welche zum Auseinanderspreizen der Verschlussplatte (10) und der Gegenplatte (1 1) und zum Andrücken der Verschlussplatte (10) an den Sitz (8) und der Gegenplatte (1 1) an den Gegensitz (9) eine parallel zur ersten Ebene (13) liegende ers- te Spreizfläche (17) und eine parallel zur zweiten Ebene (14) liegende zweite Spreizfläche (18) aufweist und gegenüber der Verschlussplatte (10) und der Gegenplatte (1 1) in die Schließrichtung (22) der Ventilstange (23) verschiebbar ist, und dass die Verschlusseinrichtung (12) weiters mindestens ein gegenüber der Spreizeinheit (16) in Richtung der Längsachse (26) der Ventilstange (23) verschiebbar geführtes Tragteil (34) aufweist, das mit der Verschlussplatte (10) und/oder der Gegenplatte (1 1 ) bezogen auf die Richtung der Längsachse (26) der Ventilstange (23) unverschiebbar verbunden ist.

2. Vakuumventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (23) zum Verstellen der Verschlusseinrichtung (12) von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung von einer ersten Stellung, in der sich die Verschlusseinrichtung (12) in ihrer Offenstellung befindet und den Durchgang (2) freigibt, über eine zweite Stellung, in der die Verschlusseinrichtung (12) in den Durchgang (2) eingefahren ist, in eine dritte Stellung, in der sich die Verschlusseinrichtung (12) in ihrer Schließstellung befindet in die Schließrichtung (22) verschiebbar ist, wobei sich bei der Verschiebung der Ventilstange (23) von ihrer ersten Stellung in ihre zweite Stellung die Verschlussplatte (10) und die Gegenplatte (1 1) mit der Ventilstange (23) in die Schließrichtung (22) mitbewegt werden und in der zweiten Stellung der Ventilstange (23) mindestens ein Anschlag (46) der Verschlusseinrichtung (12) an einen ventilgehäusefesten Gegenanschlag (47) anläuft, der bei der Verschiebung der Ventilstange (23) von ihrer zweiten Stellung in ihre dritte Stellung eine weitere Verschiebung der Verschlussplatte (10) und der Gegenplatte (11) in die Schließrichtung (22) blockiert, und die Spreizeinheit (16) bei der Verschiebung der Ventilstange (23) von ihrer zweiten Stellung in ihre dritte Stellung durch die Verschiebung der Spreizeinheit (16) gegenüber der Verschlussplatte (10) und der Gegen-platte (1 1) die Verschlussplatte (10) und die Gegenplatte (1 1) auseinanderspreizt und an den Sitz (8) bzw. Gegensitz (9) andrückt.

3. Vakuumventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stellung der Ventilstange (23) die Verschlussplatte (10) vom Sitz (8) und die Gegenplatte (1 1) vom Gegensitz (9) beabstandet sind.

4. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Verschlussplatte (10) und die Gegenplatte (1 1) gegen die Spreizeinheit (16) ziehendes Federelement (27) vorhanden ist.

5. Vakuumventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (27) einen ersten Arm (28), der an der Verschlussplatte (10) befestigt ist, und einen zweiten Arm (29) aufweist, der an der Gegenplatte (1 1 ) befestigt ist, wobei der erste Arm (28) und der zweite Arm (29) in, bezogen auf die Schließrichtung (22) vorne liegenden Endabschnitten miteinander verbunden sind.

6. Vakuumventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Anschlag (46) vom bezogen auf die Schließrichtung (22) vorne liegenden Ende des mindestens einen Federelements (27) gebildet wird.

7. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Spreizeinheit (16) jeweils ein die Verschlussplatte (10) und die Gegenplatte (1 1) gegen die Spreizeinheit (16) ziehendes Federelement (27) angeordnet ist.

8. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (34) durch eine Feder (37) in eine Grundstellung vorgespannt ist und beim Schließen des Vakuumventils gegen die Kraft der Feder (37) gegenüber der Spreizeinheit (16) entgegen der Schließrichtung (22) verschiebbar ist.

9. Vakuumventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Spreizfläche (17, 18) von Gleiteinsätzen (19) gebildet werden, die an einem Grundkörper (21) der Spreizeinheit (16) gehalten sind.

Description:
Vakuum ventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumventil umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Durchgang, der eine Achse aufweist, einem den Durchgang umgebenden Sitz, der in einer ersten Ebene liegt, und einem den Durchgang umgebenden Gegensitz , der in einer zweiten Ebene liegt, wobei die erste und zweite Ebene keilför- mig zueinander stehen und jeweils winkelig zur Achse des Durchgangs stehen, eine zwischen einer Offenstellung, in der der Durchgang freigegeben ist, und einer Schließstellung, in der der Durchgang abgedichtet ist, verstellbare Verschlusseinrichtung mit einer Verschlussplatte , die in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung an den Sitz angedrückt ist und hierbei parallel zur ersten Ebene liegt, und einer Gegenplatte , die in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung an den Gegensitz angedrückt ist und hierbei parallel zur zweiten Ebene liegt, und eine eine Längsachse aufweisende und die Verschlusseinrichtung tragende Ventilstange , die zum Verstellen der Verschlusseinrichtung von ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung und zurück geradlinig in eine parallel zur Längsachse der Ventilstange liegende Schließ- richtung und entgegen der Schließrichtung verschiebbar ist.

Ein derartiges Vakuumventil, welches einen Sitz und einen Gegensitz aufweist, die in keilförmig zueinander stehenden ersten und zweiten Ebenen liegen und an die im geschlossenen Zustand des Vakuumventils eine Verschlussplatte und eine Gegen- platte angedrückt sind, ist aus der US 4,301 ,993 A bekannt. Die Verschlussplatte und die Gegenplatte sind an Halteblechen montiert, die über ein gewölbtes Verbindungsblech miteinander verbunden sind, an dem die Ventilstange angreift. Beim Schließen des Vakuumventils werden die Haltebleche zunächst mit der Ventilstange mitbewegt und, wenn die Verschlussplatte und Gegenplatte dem Sitz und Gegensitz gegenüber liegen, durch Anlaufen eines Anschlags an einen ventilgehäusefesten Gegenanschlag an der weiteren Bewegung gehindert, worauf die Ventilstange das gewölbte Verbindungsblech eindrückt und dadurch die Verschlussplatte und Ge- genplatte auseinanderdrückt und hierbei etwas verschwenkt und an den Sitz und Gegensitz andrückt. Bei dieser Konstruktion ist es nur schwer möglich Fertigungstoleranzen ausreichend gering zu halten und es kann auch zu Änderungen der gegenseitigen Stellung der verschiedenen Teile im Laufe der Benutzung kommen.

Aus der US 6,056,267 A ist ein Vakuumventil bekannt, bei dem an der Ventilstange ein Andrückelement festgelegt ist, welches eine Schrägfläche aufweist, die mit einer Schrägfläche der Verschlusseinrichtung zusammenwirkt, um eine Verschlussplatte im geschlossenen Zustand des Vakuumventils an einen Sitz anzudrücken. Da die Schließkraft über die Ventilstange übertragen werden muss, ist eine sehr steife Konstruktion erforderlich, bei der die Ventilstange entsprechend massiv ausgebildet werden muss.

Ein Vakuumventil mit einem keilförmigen Verschlussglied geht aus der US 6,367,770 B1 hervor. Das Verschlussglied weist keilförmig aufeinander zulaufende Seitenflächen auf, an denen Dichtungen angeordnet sind, die im geschlossenen Zustand des Ventils an ebenfalls keilförmig zueinander liegenden Dichtflächen des Ventilsitzes anliegen. Das Schließen des Vakuumventils erfolgt mit einer nur geringen Schließkraft, wobei im Falle eines anliegenden Differenzdrucks eine der Dichtungen mit ei- ner der Dichtflächen verpresst wird. Ein anderes Vakuumventil mit einem keilförmigen Verschlussglied geht aus der US 7,011 ,294 B1 hervor. Beim Schließen des Vakuumventils wird das Verschlussglied im letzten Abschnitt seines Verschiebeweges durch am Verschlussglied angeordnete Gleitteile gegenüber dem Ventilgehäuse gleitend geführt. Ein weiteres Vakuumventil mit einem keilförmigen Verschlussglied geht aus der US 4,548,386 hervor. Das keilförmige Verschlussglied weist zwei von einer Ventilstange getragene Platten auf. Zwischen diesen befindet sich eine Ausnehmung, in welcher ein Ring angeordnet ist. Der Ring und die Wände der Ausnehmung besitzen einen keilförmigen Querschnitt. Durch den in der keilförmigen Ausnehmung angeordneten keilförmigen Ring können sich die Platten in ihrer Lage an den Sitz und Gegensitz des Ventilgehäuses anpassen. Nachteile bei den vorbekannten Vakuumventilen mit keilförmigen Verschlussgliedern bestehen u. a. darin, dass entweder eine Abdichtung des Vakuumventils erst durch einen einwirkenden Differenzdruck erreicht wird oder auf die jeweilige Dichtung relativ große Scherkräfte ausgeübt werden, die zum Verschleiß der Dichtung und zur Produktion von Partikeln führen. Aus der AT 455907 C und DE 1962121 A1 gehen Absperrschieber hervor, bei denen keilförmig zueinander stehende Verschlussplatten durch einen dazwischen liegenden Keil beim Schließen gegen entsprechend angeordnete Ventilsitze gepresst werden. Beim aus der US 4,779,649 A bekannten Schieberventil liegen die Sitze für die Verschlussplatte und die Gegenplatte in parallelen Ebenen. Die einander zugewandten Flächen der Verschlussplatte und Gegenplatte sind keilförmig zueinander ausgerichtet und wirken mit einem zwischen diesen angeordneten Keil zusammen, der die Verschlussplatte und Gegenplatte zum Schließen des Ventils gegen den Sitz und Gegensitz presst. Die Verschlussplatte und Gegenplatte sind durch Federelemente in Richtung zueinander beaufschlagt.

Bekannt sind weiters Schieberventile, die eine Verschlussplatte und eine Gegenplatte aufweisen, welche parallel zueinander liegen und zwischen denen eine Spreizein- heit angeordnet ist. Beim Schließen des Vakuumventils werden die Verschlussplatte und die Gegenplatte zunächst mit der Ventilstange in deren Längsrichtung mitgeführt und dann nach Anlaufen eines mit der Verschlussplatte und der Gegenplatte verbundenen Anschlags an einen ventilgehäusefesten Gegenanschlag durch die Spreizeinheit, an der die Ventilstange angreift, welche weiter verschoben wird, aus- einandergespreizt, um an den Sitz und den Gegensitz des Vakuumventils angedrückt zu werden. Zu diesem Zweck sind unterschiedliche Ausbildungen von Spreizeinheiten bekannt, wie sie beispielsweise aus der US 4,560,141 A und DE 3 028 786 A1 hervorgehen. Aus der letztgenannten Schrift geht auch eine Ausbildung hervor, bei der die Spreizeinheit eine keilförmige Ausbildung aufweist und über zwischen- geschaltete Rollen mit keilförmigen Flächen der Verschlussplatte und Gegenplatte zusammenwirkt, die an den aneinander zugewandten Seiten der Verschlussplatte und Gegenplatte durch Ausnehmungen ausgebildet sind. Im Hinblick auf die Ferti- gungstoleranzen muss bei diesen Konstruktionen zum Andrücken der Verschlussplatte und der Gegenplatte an den Sitz und den Gegensitz ein ausreichend großer Hub vorgesehen werden. Beim Auseinanderspreizen der Platte und der Gegenplatte werden aber über den gesamten Hub Partikel erzeugt. Um den Hub zu verringern, müsste mit sehr geringen Fertigungstoleranzen produziert werden und die Steifigkeiten hoch sein, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuumventil der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei dem bei einer kostengünstigen Ausbildung ein nur geringer Hub der Verschlussplatte und der Gegenplatte zum Andrücken der Verschlussplatte und der Gegenplatte an den Sitz und den Gegensitz durch die Spreizeinheit erreichbar ist. Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Vakuumventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Beim Vakuumventil der Erfindung liegen die Verschlussplatte und die Gegenplatte sowohl in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung als auch in deren Offenstellung parallel zur Ebene des Sitzes bzw. des Gegensitzes, wobei die Ebenen des Sitzes und Gegensitzes und somit auch die Verschlussplatte und die Gegenplatte keilförmig zueinander stehen und jeweils winklig zur Achse des Durchgangs stehen. Hierbei sind sie gegenüber der rechtwinkligen Ausrichtung zur Achse des Durchgangs um entgegengesetzte, vorzugsweise gleich große, Winkel geneigt. Vorzugsweise betragen die Winkel, welche die Ebenen des Sitzes und des Gegensitzes mit der Achse des Durchgangs einschließen, jeweils mehr als 45°, besonders bevorzugt mehr als 70°. Der Winkel, den diese beiden Ebenen miteinander einschließen, be- trägt vorzugsweise weniger als 45°, besonders bevorzugt weniger als 20°.

Die an der Ventilstange befestigte Spreizeinheit weist eine parallel zur Ebene des Sitzes liegende erste Spreizfläche und eine parallel zur Ebene des Gegensitzes liegende zweite Spreizfläche auf. Die erste und die zweite Spreizfläche liegen somit parallel zur Verschlussplatte bzw. Gegenplatte. Zum Auseinanderspreizen der Verschlussplatte und der Gegenplatte, um die Verschlussplatte an den Sitz und die Gegenplatte an den Gegensitz anzudrücken, ist die Spreizeinheit gegenüber der Ver- schlussplatte und der Gegenplatte in die parallel zur Längsachse der Ventilstange liegende Schließrichtung der Ventilstange verschiebbar.

Beim Schließen des Vakuumventils wird die Ventilstange, ausgehend von einer ers- ten Stellung, in der sich die Verschlusseinheit in ihrer Offenstellung befindet und den Durchgang freigibt, über eine zweite Stellung, in der die Verschlusseinheit in den Durchgang des Vakuumventils eingefahren ist, in eine dritte Stellung, in der sich die Verschlusseinheit in ihrer Schließstellung befindet, in die parallel zur Längsachse der Ventilstange liegende Schließrichtung verschoben. Vorteilhafterweise sind in der zweiten Stellung der Ventilstange, wenn ein Anschlag der Verschlusseinrichtung an einen ventilgehäusefesten Gegenanschlag anläuft und dadurch eine weitere Verschiebung der Verschlussplatte und der Gegenplatte in die Schließrichtung der Ventilstange blockiert ist, die Verschlussplatte vom Sitz und die Gegenplatte vom Gegensitz beabstandet. Bei der weiteren Verschiebung der Ventilstange von ihrer zwei- ten Stellung in ihre dritte Stellung wird die Spreizeinheit gegenüber der Verschlussplatte und der Gegenplatte in die Schließrichtung der Ventilstange verschoben und dadurch werden die Verschlussplatte und die Gegenplatte auseinander gespreizt und an den Sitz bzw. Gegensitz angedrückt, um den Durchgang abzudichten. Durch die keilförmige Anordnung des Sitzes und Gegensitzes sowie der Verschlussplatte und der Gegenplatte können die Abstände, die die Verschlussplatte und die Gegenplatte in der zweiten Stellung der Ventilstange vom Sitz bzw. Gegensitz aufweisen, relativ gering ausgelegt werden, vorzugsweise weniger als 2 mm betragen. Der Hub der Platte und der Gegenplatte, den diese zwischen der zweiten und der dritten Stellung der Ventilstange machen, ist dadurch entsprechend klein.

Das Auseinanderspreizen der Verschlussplatte und der Gegenplatte durch die Spreizeinheit erfolgt durch eine Parallelverschiebung der Verschlussplatte und der Gegenplatte parallel zur Achse des Durchgangs. Durch diese Parallelverschiebung wird der gegenseitige Abstand der Verschlussplatte und Gegenplatte vergrößert. Die ersten und zweiten Spreizflächen der Spreizeinheit können zum Auseinanderspreizen der Verschlussplatte und Gegenplatte unmittelbar mit der Verschlussplatte bzw. Gegenplatte zusammenwirken, indem sie an einer jeweiligen Andrückfläche der Verschlussplatte und der Gegenplatte anliegen. Die Andrückfläche der Ver- schlussplatte liegt hierbei parallel zur ersten Ebene und die Andrückfläche der Gegenplatte parallel zur zweiten Ebene. Es ist aber auch möglich zwischen den ersten und zweiten Spreizflächen und der Verschlussplatte und Gegenplatte Übertragungselemente zwischenzuschalten. Beispielsweise könnte jeweils ein Wälzlager vorgesehen sein, dessen Wälzkörper einerseits an der jeweiligen Spreizfläche, ande- rerseits an der jeweiligen Andrückfläche abrollen. Das Zusammenwirken zwischen der ersten Spreizfläche und der Verschlussplatte und/oder zwischen der zweiten Spreizfläche und der Gegenplatte zum Auseinanderspreizen der Verschlussplatte und der Gegenplatte könnte somit auch mittelbar sein. Erfindungsgemäß weist die Verschlusseinrichtung weiters mindestens ein gegenüber der Spreizeinheit in Richtung der Längsachse der Ventilstange verschiebbar geführtes Tragteil auf, das mit der Verschlussplatte und/oder der Gegenplatte bezogen auf die Richtung der Längsachse der Ventilstange unverschiebbar verbunden ist. Es wird dadurch eine vorteilhafte Führung der Verschlussplatte und Gegenplatte erreicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Schrägsicht eines erfindungsgemäßen Vakuumventils im geschlossenen Zustand;

Fig. 2 und 3 eine Ansicht und eine Seitenansicht des Vakuumventils von Fig. 1 ;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie AA von Fig. 2;

Fig. 5 ein vergrößertes Detail B von Fig. 4;

Fig. 6 eine Schrägsicht entsprechend Fig. 1 im geöffneten Zustand des Vakuumventils; Fig. 7 einen Schnitt analog Fig. 4 in geöffnetem Zustand des Vakuumventils

(der die Ventilstange gegenüber dem Ventilgehäuse abdichtende Faltenbalg ist der Einfachheit halber weggelassen);

Fig. 8 einen Schnitt analog Fig. 7 in einer Zwischenstellung der Verschlussein- richtung;

Fig. 9 ein vergrößertes Detail C von Fig. 8;

Fig. 10 und 1 1 die Verschlusseinrichtung in Ansicht und in Seitenansicht;

Fig. 12, 13, 13 Schnitte entlang der Linie DD, EE und FF von Fig. 10;

Fig. 15 die Verschlusseinrichtung in Schrägsicht, die Gegenplatte weg- gelassen;

Fig. 16 und 17 Explosionsdarstellungen der Verschlusseinrichtung aus unterschiedlichen Blickrichtungen.

Ein Ausführungsbeispiel eines Vakuumventils gemäß der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 7 dargestellt. Das Vakuumventil besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Durchgang 2, der eine Achse 3 aufweist. Zum Anschluss an andere Teile einer Vakuumanlage, beispielsweise einer (jeweiligen) Vakuumkammer und/oder Rohrleitung besitzt das Ventilgehäuse 1 erste und zweite Flansche 4, 5, die die Eintritts- und Austrittsöffnung des Durchgangs 2 bilden. Die äußeren Oberflächen der Flansche 4, 5 liegen recht- winklig zur Achse 3 des Durchgangs 2.

Der Durchgang 2 durchsetzt Fensterausnehmungen in plattenförmigen Abschnitten 6, 7 des Ventilgehäuses 1 . Auf der dem plattenförmigen Abschnitt 7 zugewandten Seite bildet der plattenförmige Abschnitt 6 im den Durchgang 2 bzw. die Fenster- Öffnung im plattenförmigen Abschnitt 6 umgebenden Bereich einen Sitz 8 für eine Verschlussplatte 10 einer Verschlusseinrichtung 12. Die dem plattenförmigen Abschnitt 6 zugewandte Seite des plattenförmigen Abschnitts 7 bildet im den Durchgang 2 bzw. die Fensteröffnung im plattenförmigen Abschnitt 7 umgebenden Bereich einen Gegensitz 9 für eine Gegenplatte 1 1 der Verschlusseinrichtung 12.

Die plattenförmigen Abschnitte 6, 7 stehen winklig zueinander, so dass der Sitz 8 und der Gegensitz 9 in ersten und zweiten Ebenen 13, 14 liegen, die keilförmig zu- einander stehen und jeweils winklig zur Achse 3 des Durchgangs 2 stehen. Die erste und die zweite Ebene 13, 14 sind hierbei um entgegengesetzte, gleich große Winkel gegenüber einer rechtwinklig zur Achse 3 stehenden Ausrichtung geneigt. Die Neigung gegenüber dieser rechtwinkligen Ausrichtung erfolgt hierbei um eine Achse, die rechtwinklig zur Längsachse 26 der weiter unten beschriebenen Ventilstange 23 steht.

Vorzugsweise liegt der Winkel 15, den die erste und zweite Ebene 13, 14 miteinander einschließen zwischen 5° und 20°, beispielsweise im Bereich von etwa 10°.

Die Verschlussplatte 10 der Verschlusseinrichtung 12 liegt parallel zur ersten Ebene 13. Die Gegenplatte 1 1 der Verschlusseinrichtung 12 liegt parallel zur zweiten Ebene 14. Die Verschlusseinrichtung 12 weist weiters eine zwischen der Verschlussplatte 10 und der Gegenplatte 1 1 liegende keilförmige Spreizeinheit 16 auf. Die Spreizeinheit 16 besitzt eine erste Spreizfläche 17, die parallel zur ersten Ebene 13 liegt und mit der Verschlussplattel O zusammenwirkt, sowie eine zweite Spreizfläche 18, die parallel zur zweiten Ebene 14 liegt und mit der Gegenplatte 1 1 zusammenwirkt. Die erste Spreizfläche 17 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von den Oberflächen von Gleiteinsätzen 19 gebildet, die in Vertiefungen eines Grundkörpers 21 der Verschlusseinrichtung 12 angeordnet sind, mit denen die zur Verschlussplatte 10 gerichteten Seite des Grundkörpers 21 versehen ist. Die zweite Spreizfläche 18 wird von Oberflächen von Gleiteinsätzen 20 gebildet, die in Vertiefungen des Grundkörpers 21 angeordnet sind, mit denen die zur Gegenplatte 1 1 gerichtete Seite des Grundkörpers 21 versehen ist.

Die Gleiteinsätze 19, 20 bestehen aus einem geeigneten Gleitmaterial, beispielsweise Teflon. Auch andere Gleitmaterialien, vorzugsweise aus Kunststoff, können eingesetzt werden. Die Spreizeinheit 16 ist am, bezogen auf die Schließrichtung 22 vorne liegenden Ende einer Ventilstange 23 befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ventilstange 23 hierzu an ein Anschlussstück 24 der Spreizeinheit 16 angeschraubt, welches seinerseits an den Grundkörper 21 der Spreizeinheit 16 angeschraubt ist.

Die Ventilstange 23 steht rechtwinklig zur Achse 3 des Durchgangs 2. Die ersten und zweiten Ebenen 13, 14 sind um entgegengesetzte, gleichgroße Winkel gegenüber einer Ausrichtung parallel zur Längsachse 26 der Ventilstange 23 geneigt, und zwar um eine rechtwinklig zur Längsachse 26 der Ventilstange 23 und rechtwinklig zur Achse 3 des Durchgangs 2 stehende Achse.

Die Ventilstange 23 ist durch einen Balg 51 (der z.B. als Faltenbalg oder Membranbalg oder Teflonbalg ausgebildet ist) gegenüber dem Ventilgehäuse 1 abgedichtet (dieser ist nur in den Fig. 4 und 5 eingezeichnet). Andere Abdichtungen der Ven- tilstange 23 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 sind ebenfalls möglich, beispielsweise durch einen zwischen der Ventilstange 23 und dem von der Ventilstange 23 durchsetzten Durchgang durch das Ventilgehäuse 1 angeordneten O-Ring

(=Schiebedurchführung). Zum Öffnen und Schließen des Vakuumventils, d. h. zum Verstellen der Verschlusseinrichtung 12 zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung dient ein Ventilantrieb 25, der im gezeigten Ausführungsbeispiel von einer Kolben-Zylinder- Einheit gebildet wird, wobei die Ventilstange 23 die Kolbenstange dieser Kolben- Zylinder-Einheit darstellt. Vom Ventilantrieb 25 ist die Ventilstange 23 in Richtung ihrer Längsachse 26 verschiebbar, zum Schließen des Vakuumventils in die Schließrichtung 22, zum Öffnen des Vakuumventils entgegen der Schließrichtung 22.

Um die Verschlussplatte 10 und die Gegenplatte 1 gegen die erste und zweite Spreizfläche 17, 18 der Spreizeinheit 16 zu ziehen und mit diesen in Anlage zu hal- ten, dienen zwei Federelemente 27, die, bezogen auf eine Richtung rechtwinklig zur Längsachse 26 der Ventilstange 23 und rechtwinklig zur Achse 3 des Durchgangs 2 beidseitig der Spreizeinheit 16 angeordnet sind. Jedes der Federelemente 27 besitzt einen nach Art einer Blattfeder ausgebildeten ersten Arm 28, der an der Verschlussplatte 10 befestigt ist, beispielsweise durch Anschweißen, und einen nach Art einer Blattfeder ausgebildeten zweiten Arm 29, der an der Gegenplattel 1 befestigt ist, beispielsweise durch Anschweißen. Der erste und der zweite Arm 28, 29 sind in, be- zogen auf die Schließrichtung 22 vorderen Endabschnitten miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschraubungen. Anschließend an ihren Verbindungsabschnitt laufen der erste und der zweite Arm 28, 29 keilförmig auseinander.

Anstelle von den beiden dargestellten Federelementen 27 könnten auch mehr oder weniger Federelemente vorgesehen sein, um die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 gegen die Spreizeinheit 16 zu ziehen und diese könnten auch in anderer Weise ausgebildet sein.

Um die gegenseitige Lage der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 zusätzlich zu stabilisieren, ist auf einer Seite der Spreizeinheit 16 ein Verbindungsstück 30 an die Verschlussplatte 10 angeschraubt und auf der gegenüberliegenden Seite der Spreizeinheit 16 ein gleich ausgebildetes Verbindungsstück an die Gegenplatte 1 1 angeschraubt. Die Verbindungsstücke 30, 31 weisen jeweils eine schlüssellochförmi- ge Ausnehmung 32 auf, in deren schmaleren Bereich ein am anderen der beiden Platten 10, 1 1 angebrachter Bolzen 33 eingreift, der einen pilzförmigen Kopf aufweist. Die Abmessungen der Verbindungsstücke 30, 31 und der Bolzen 33 sind so, dass sich zwischen dem Kopf des jeweiligen Bolzens 33 und der Ausnehmung 32 ein Freiraum ergibt, der beim weiter unten beschriebenen Schließen des Vakuumventils ein Auseinanderspreizen der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 ermöglicht.

Bei der Montage der Verschlusseinrichtung werden zunächst die Köpfe der Bolzen 33 in die vergrößerten Abschnitte der Ausnehmungen 32 eingeführt und dann in die Abschnitte der Ausnehmungen 32 mit der kleineren Schlitzbreite verschoben, wobei diese Schlitzbreite kleiner als der Durchmesser des Kopfes des Bolzens 33 ist, worauf die ersten und zweiten Arme, 28, 29 der Federelemente 27 miteinander verschraubt werden. Die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 werden von einem Tragteil 34 der Verschlusseinrichtung 12 getragen, welches gegenüber der Spreizeinheit 16 in Richtung der Längsachse 26 der Ventilstange 23 verschiebbar geführt ist. Hierzu ist das Tragteil 34 in einer Ausnehmung 35 des Grundkörpers 21 der Spreizeinheit 16 angeord- net und wird von einem am Grundkörper 21 festgelegten Führungsbolzen 36 durchsetzt. Eine auf dem Führungsbolzen 36 angeordnete, sich einerseits am Tragteil 34, andererseits am Grundkörper 21 abstützende Feder 37 spannt das Tragteil 34 gegenüber dem Grundkörper 21 in eine durch Anlage am Grundkörper 21 begrenzte Grundstellung vor. Gegen die Kraft der Feder 37 kann das Tragteil 34 entgegen der Schließrichtung 22 gegenüber dem Grundkörper 21 verschoben werden.

Die Verschlussplatte 10 und die Gegenplatte 1 1 sind mit dem Tragteil 34 in und entgegen der Schließrichtung 22 unverschiebbar verbunden. Hierzu dienen blattförmige, vorzugsweise federelastisch biegbare Verbindungselemente 38, 39. Diese sind mit dem Grundkörper 21 der Spreizeinheit 16 formschlüssig verbunden, indem Laschen 40, 41 des Grundkörpers 21 in Vertiefungen der Verbindungselemente 38, 39 eingreifen.

Die vom Grundkörper 21 beidseitig der formschlüssigen Verbindung mit diesem abstehenden federelastischen Arme der Verbindungselemente 38, 39 weisen Bohrungen 42, 43 auf, in welche an der Verschlussplatte 10 bzw. an der Gegenplatte 1 1 angeordnete Zapfen 44, 45 eingreifen.

Im geöffneten Zustand des Vakuumventils befindet sich die Verschlusseinrichtung 12 in einer Offenstellung, in welcher sie den Durchgang 2 freigibt, und die Ventilstange 23 befindet sich in einer ersten Stellung (vgl. Fig. 6 und 7).

Zum Schließen des Vakuumventils wird die Ventilstange 23 vom Ventilantrieb 25 parallel zu ihrer Längsachse 26 in die Schließrichtung 22 verschoben. Hierbei wird die Verschlusseinrichtung 12 in den Durchgang 2 eingefahren, bis sie in einer zweiten Stellung der Ventilstange 23 eine Zwischenstellung einnimmt (vgl. Fig. 8 und 9). In dieser Zwischenstellung überdecken die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 den Durchgang 2 in Richtung der Achse 3 des Durchgangs 2 gesehen, sind aber vom Sitz 8 und Gegensitz 9 noch abgehoben. In dieser zweiten Stellung der Ventilstange 23 laufen Anschläge 46, die von den, bezogen auf die Schließrichtung 22 vorne liegenden Enden der Federelemente 27 gebildet werden, an ventilgehäuse- feste Gegenanschläge 47 an. Diese Gegenanschläge 47 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel von Bereichen eines die plattenförmigen Abschnitte 6, 7 verbindenden Verbindungsabschnitts gebildet (die Anschläge 46 sind in den Fig. 7 und 12 - 15 eingezeichnet, das Bezugszeichen 47 für die Gegenanschläge ist in Fig. 7 eingetragen).

Die Anschläge 46 könnten beispielsweise auch von den, bezogen auf die Schließrichtung 22 vorderen Enden der Verschlussplatte 10 und der Gegenplatte 1 1 gebildet werden. Die Ventilstange 23 wird von ihrer zweiten Stellung weiter in die Schließrichtung 22 verschoben, wobei die weitere Verschiebung der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 in die Schließrichtung 22 nunmehr blockiert ist. Somit wird die Spreizeinheit 16 gegenüber der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 in die Schließrichtung 22 verschoben, wobei sie die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 ausei- nanderspreizt, so dass diese an den Sitz 8 und Gegensitz 9 angedrückt werden. Hierbei wird die an der Verschlussplatte 10 angeordnete elastische ringförmige Dichtung 48 an die Dichtfläche des Sitzes 8 angedrückt, wodurch die Verschlussplatte 10 gegenüber dem Sitz 8 abgedichtet wird. Weiters wird der an der Gegenplatte 1 1 angeordnete elastische Anlagering 49 an die Anlagefläche des Gegensitzes 9 angedrückt.

Der elastische Anlagering 49 kann beispielsweise aus dem gleichen Material wie die Dichtung 48 bestehen, beispielsweise aus Viton. Um zwischen der Verschlussplatte 10 und der Gegenplatte 1 1 einen definierten Druckzustand zu erreichen, ist die Gegenplatte 1 1 mit mindestens einer Durchgangsöffnung 50 versehen. Im geschlossenen Zustand des Vakuumventils nimmt die Verschlusseinrichtung 12 ihre Schließstellung ein und die Verschlussplatte 10 dichtet den Durchgang 2 ab (vgl. Fig. 1 bis 5).

Durch die, bezogen auf die Richtung der Längsachse 26 der Ventilstange 23 unverschiebbare Verbindung der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 11 mit dem Tragteil 34, wird das Trageteil 34 bei der Verschiebung der Ventilstange 23 von ihrer zweiten Stellung in ihre dritte Stellung gegenüber der Spreizeinheit 16 verschoben. Während sich die Spreizeinheit 16 weiter in die Schließrichtung 22 bewegt, ist die Bewegung des Tragteils 34 in die Schließrichtung 22 blockiert. Die Verschiebung des Tragteils 34 gegenüber der Spreizeinheit 16 erfolgt hierbei gegen die Kraft der Feder 37. Wenn das Vakuumventil wieder geöffnet wird, indem die Ventilstange 23, ausgehend von ihrer dritten Stellung entgegen der Schließrichtung 22 verschoben wird, so hält die Feder 37 den mindestens einen Anschlag 46 an den mindestens einen Gegenanschlag 47 angedrückt und die Federelemente 27 ziehen die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 vom Sitz 8 und Gegensitz 9 zurück, bis die Verschlusseinrich- tung 12 wiederum die in Fig. 8 und 9 dargestellte Zwischenstellung einnimmt. Bei der weiteren Verschiebung der Ventilstange 23 von ihrer zweiten Stellung in die erste Stellung werden die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 mit der Spreizeinheit 16 und der Ventilstange 23 entgegen der Schließrichtung 22 mitbewegt, bis die Offenstellung der Verschlusseinrichtung 12 erreicht ist.

Bei vielen Anwendungen soll das Vakuumventil nur geöffnet werden, wenn beidseitig der Verschlusseinrichtung 12 ohnehin kein oder nur ein geringer Differenzdruck vorliegt. Die von den Federelementen 27 ausübbare Kraft kann dann entsprechend niedrig dimensioniert sein.

Es könnte auch vorgesehen sein, in der Schließstellung der Verschlusseinrichtung 12 die Gegenplatte 1 1 dichtend an den Gegensitz 9 anzudrücken, wobei die Gegen- platte 1 1 ohne Durchgangsöffnung 50 ausgebildet ist. Der Raum zwischen der Verschlussplatte 10 und der Gegenplatte 1 1 könnte dann mit einer Zwischenabsaugung versehen sein, wobei die Leitung, durch welche die Absaugung erfolgt, durch ein Ventil absperrbar ist. Weiters könnte der Raum zwischen der Verschlussplatte 10 und der Gegenplatte 1 1 zusätzlich über ein absperrbares Ventil mit dem auf einer der beiden Seiten der Verschlusseinrichtung liegenden Vakuumbereich verbunden sein, um einen Druckausgleich zu ermöglichen.

Unterschiedliche Modifikationen des gezeigten Ausführungsbeispiels dieser Erfin- dung sind denkbar und möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So könnte das Tragteil 34 beispielsweise nur entweder mit der Verschlussplatte 10 oder Gegenplatte 1 1 , bezogen auf die Schließrichtung 22 unverschiebbar verbunden sein und die unverschiebbare Verbindung mit der anderen dieser beiden Platten durch die gegenseitige Verbindung dieser beiden Platten 10, 1 1 hergestellt sein. Auch se- parate Tragteile 34 für die Verschlussplatte 10 und die Gegenplatte 1 1 sind denkbar und möglich. In einer weitern modifizierten Ausführungsform könnte die Verschlussplatte 10 und/oder könnte die Gegenplatte 1 1 über ein Tragteil mit der Spreizeinheit 16 verbunden seih, welches bezogen auf die Schließrichtung 22 mit der Spreizeinheit 16 unverschiebbar und mit der Verschlussplatte 10 bzw. Gegenplatte 1 1 ver- schiebbar verbunden ist.

Die Feder 37 könnte auch entfallen und beim Öffnen des Vakuumventils könnte der Anschlag 46 über den Weg der Ventilstange von ihrer dritten Stellung in ihre zweite Stellung oder zumindest über einen Teil dieses Weges durch das mindestens eine Federelement 27 in Verbindung mit der keilförmigen Anordnung der Spreizflächen 17, 18 und der Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 1 1 in Anlage am Gegenanschlag 47 gehalten werden.

Die Dichtung 48 könnte auch am Sitz 8 angeordnet sein und die Verschlussplatte 10 mit einer mit dieser zusammenwirkenden Dichtfläche versehen sein. Der elastische Anlagering 49 könnte auch am Gegensitz 9 angeordnet sein und eine mit diesem zusammenwirkende Anlagefläche könnte an der Gegenplatte 1 1 angeordnet sein. Die Verschlussplatte 10 und Gegenplatte 11 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in Ansicht gesehen kreisförmig ausgebildet. Auch andere Ausbildungen, beispielsweise rechteckige Ausbildungen sind denkbar und möglich.

Die Gleiteinsätze 19, 20 der Verschlussplatte 10 und/oder Gegenplatte 1 1 könnten auch entfallen und die Spreizflächen 17, 18 direkt von Oberflächen des Grundkörpers 21 gebildet werden. Vorzugsweise könnten in diesem Fall Gleiteinsätze in der Verschlussplatte 10 und/oder Gegenplatte 1 1 angeordnet sein, deren Oberflächen Anlageflächen oder Andrückflächen bilden, welche mit den Spreizflächen 17, 18 zusammenwirken. Auch im Falle der Ausbildung der Spreizeinheit 16 mit Gleiteinsät- zen 19, 20 könnten zusätzlich die Verschlussplatte 10 und/oder Gegenplatte 1 1 mit Gleiteinsätzen versehen sein.

Zwischen der ersten Spreizfläche 17 und der Verschlussplatte 10 und/oder zwischen der zweiten Spreizfläche 18 und der Gegenplatte 1 1 könnten auch Übertragungs- elemente zur Übertragung der von der Spreizeinheit 16 ausgeübten Kraft auf die Verschlussplatte 10 bzw. Gegenplatte 1 1 vorgesehen sein, durch welche die Verschlussplatte 10 bzw. Gegenplatte 1 1 gegenüber der ersten Spreizfläche 17 bzw. zweiten Spreizfläche 18 parallel geführt ist. Solche Wälzkörper, beispielsweise in Form von Rollen oder Kugeln könnten in entsprechenden Wälzkörperkäfigen ange- ordnet sein. Ein jeweiliger Wälzkörperkäfig könnte an der Spreizeinheit 16 oder an der Verschlussplatte 10 bzw. Gegenplatte 1 1 gehalten sein.

Ein erfindungsgemäßes Vakuumventil zeichnet sich durch eine relativ geringe Partikelproduktion beim Schließen und Offnen des Vakuumventils aus. Bei einem erfin- dungsgemäßen Vakuumventil kann eine lange Standzeit erreicht werden, bevor ein Service, beispielsweise zum Austausch der Dichtung 48 erforderlich wird. L e g e n d e

zu den Hinweisziffern:

1 Ventilgehäuse 31 Verbindungsstück

2 Durchgang 32 Ausnehmung

3 Achse 33 Bolzen

4 Flansch 34 Tragteil

5 Flansch 35 Ausnehmung

6 plattenförmiger Abschnitt 36 Führungsbolzen

7 plattenförmiger Abschnitt 37 Feder

8 Sitz 38 Verbindungselement

9 Gegensitz 39 Verbindungselement

10 Verschlussplatte 40 Lasche

1 1 Gegenplatte 41 Lasche

12 Verschlusseinrichtung 42 Bohrung

13 erste Ebene 43 Bohrung

14 zweite Ebene 44 Zapfen

15 Winkel 45 Zapfen

16 Spreizeinheit 46 Anschlag

17 erste Spreizfläche 47 Gegenanschlag

18 zweite Spreizfläche 48 Dichtung

19 Gleiteinsatz 49 elastischer Anlagering

20 Gleiteinsatz 50 Durchgangsöffnung

21 Grundkörper 51 Balg

22 Schließrichtung

23 Ventilstange

24 Anschlussstück

25 Ventilantrieb

26 Längsachse

27 Federelement

28 erster Arm

29 zweiter Arm

30 Verbindungsstück




 
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