Dokumentenidentifikation |
DE102005037410A1 22.02.2007 |
Titel |
Ventilkonstruktion |
Anmelder |
G-Light Display Corp., Hsinchu, TW |
Erfinder |
Chen, Hwa-Fu, Hsinchu, TW |
Vertreter |
PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München |
DE-Anmeldedatum |
08.08.2005 |
DE-Aktenzeichen |
102005037410 |
Offenlegungstag |
22.02.2007 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
22.02.2007 |
IPC-Hauptklasse |
F16K 31/44(2006.01)A, F, I, 20061124, B, H, DE
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IPC-Nebenklasse |
F16K 31/122(2006.01)A, L, I, 20061124, B, H, DE
F16K 51/02(2006.01)A, L, I, 20061124, B, H, DE
F16K 3/10(2006.01)A, L, I, 20061124, B, H, DE
F16K 3/18(2006.01)A, L, I, 20061124, B, H, DE
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Zusammenfassung |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilkonstruktion, insbesondere eine Ventilkonstruktion zum gasdichten Isolieren und Koppeln von zwei Vakuumkammern, bei welcher Ventilkonstruktion eine Lenkerkonstruktion versehen ist, um lineare Triebkraft entlang der vertikalen Richtung in eine für das Auf- und Zuschließen des Ventils benötigte horizontale Kraft umsetzen und damit eine Kraft gegen die horizontale Kraft wegen der Druckdifferenz zwischen den beiden Vakuumkammern zureichend zu liefern, den Schleifkontakt des Dichtrings vom Ventil während des Auf- und Zuschließens zu vermeiden, sowie das gasdichte Isolieren zwischen den beiden Vakuumkammern beim zugeschlossenen Ventil auch ohne den Antrieb zu sichern. Weiterhin wird bei der Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung ein preiswertes flexibles gasdichtes Rohr verwendet, so dass die Kosten zur Vakuumdurchführung gesenkt werden können.
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Beschreibung[de] |
Technik der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilkonstruktion, insbesondere
eine Ventilkonstruktion zum gasdichten Isolieren und Koppeln von zwei Vakuumkammern.
Ventilkonstruktion spielt eine wichtige Rolle in verschiedensten Anwendungsgebieten
der Vakuumtechnik, zum Beilspiel bei Herstellungsanlagen für dünne Filme
organischer, metallischer oder halbleitender Materialien, und bei Anlagen der Hoch-
oder Ultrahochvakuumsysteme zum Kontrollieren und Manipulieren von oberflächlichen
Eigenschaften des Materials. Eine Ventilkonstruktion bietet hauptsächlich zwischen
zwei Vakuumkammern ein Gasdichtes Ventil an. Wenn das Ventil geöffnet ist,
sind Objekte zwischen den beiden über die Ventilkonstruktion in einer Reihe
geschalteten Vakuumkammern zu fördern. Nach Bedarf des Herstellungsverfahrens
oder des Vakuumsystems kann der Druck in verschiedenen Vakuumkammern unterschiedlich
sein, so dass ein Druckunterschied zwischen Vakuumkammern entsteht. Solcher Druckunterschied
kann üblich so groß wie eine Atmosphäre sein. Die mit dem Druckunterschied
zusammenhängende Kraft auf dem Ventil ist proportional zu der effektiven Fläche
des Ventils und kann zum Beispiel bei einem Ventil der effektiven Fläche von
1 m2 über 10000 kg werden. Deswegen existiert eine gewaltige Druckkraft
auf dem Ventil, wenn das Ventil geschlossen ist und ein Druckunterschied zwischen
Vakuumkammern besteht. Außerdem wird normalerweise die Ventilkonstruktion im
Zusammenhang mit einem Ventilgehäuse zur Verbindung mit zwei Vakuumkammern
verwendet, wobei durch einen sich zwischen dem Ventil und der innere Kopplungsfläche
des Ventilgehäuses befindenden Dichtring das Ventil und das Ventilgehäuse
gasdicht gekoppelt sind. Beim Öffnen des Ventils muss sich das Ventil zuerst
entlang einer horizontalen Richtung bewegen bis zum Entkoppeln von der inneren Kopplungsfläche
des Ventilgehäuses. Dann darf sich das Ventil entlang einer vertikalen Richtung
bewegen, um den Prozess des Öffnens zu beenden, so dass ein Schleifkontakt
des Dichtrings mit dem Ventilgehäuse während der vertikalen Bewegung vermieden
wird. Beim Schließen des Ventils muss sich das Ventil zuerst eine vertikale
Bewegung ausführen, bis das Ventil zu einer an das Ventilgehäuse passenden
Position kommt. Dann darf das Ventil mit der inneren Kopplungsfläche des Ventilgehäuses
gasdicht gekoppelt werden, um den Prozess des Schließens zu beenden. Im Folgenden
werden die konventionellen Realisierungen der oben beschriebenen Bewegung des Ventils
gezeigt.
<Keilförmige Ventilkonstruktion>
In 1A wird die keilförmige Ventilkonstruktion
gezeigt. In 1B wird das Ventil der keilförmigen
Ventilkonstruktion gezeigt. Wie in 1A und
1B gezeigt, besteht die keilförmige Ventilkonstruktion
aus einem ersten Zylinder 1, einem zweiten Zylinder 2, einem dritten
Zylinder 3, und einem mit den drei Zylindern gekoppelten Ventil
4, das weiterhin aus einem keilförmigen Schubbrett 5 und
einer Klappe 6 besteht. Beim Schließen des Ventils, wie in
1A und 1B gezeigt, übt
zuerst der erste Zylinder 1 eine auf das Ventil 4 gerichtete Kraft,
bis das Ventil zu einer vorbestimmten Position kommt. Zu dieser Zeit wird die Klappe
6 noch nicht vom keilförmigen Schubbrett 5 fortgestoßen.
Dann üben das zweite Zylinder 2 und das dritte Zylinder
3 in die Richtung weg vom Ventil 4 eine Gegenkraft, wobei das
keilförmige Schubbrett 5 die Klappe 6 fortstoßt, und
das Schließen des Ventils beendet wird. Beim Öffnen des Ventils werden
die oben beschriebenen Bewegungen des Ventils in einer umgekehrten Reihenfolge durchgeführt.
Solche keilförmige Ventilkonstruktion hat den Nachteil, dass die vom keilförmigen
Schubbrett auf die Klappe geübte Kraft nicht ausreichend ist, um das Ventil
mit der Kopplungsseite der Vakuumkammer gasdicht zu koppeln. Weiterhin kann das
Ventil nach dem Zuschließen nicht ohne Triebkraft in einer gesicherten und
gasdichten Lage gehalten werden.
<Ventilkonstruktion des Parallelogramms>
2A zeigt schematisch die Ventilkonstruktion des Parallelogramms.
2B zeigt schematisch das Ventil der Ventilkonstruktion
des Parallelogramms. Wie in 2A und 2B
gezeigt, die Ventilkonstruktion des Parallelogramms aus einem Zylinder
7, einer Mulde 8 und einem mit dem Zylinder 7 verkoppelten
Ventil 9 besteht. Das Ventil 9 besteht weiterhin aus einer Klappe
10, einer Schubplatte 11, Kopplungsstangen 12,
13 und Führungsrädern 14, 15. Wie in
2A und 2B gezeigt, übt
der Zylinder 7 beim Schließen des Ventils in der vertikalen Richtung eine auf
das Ventil 9 gerichtete Kraft, wobei die Klappe 10 und die Schubplatte
11 wegen den Federn zwischen den beiden in Berührung miteinander kommen.
Während der Bewegung des Ventils 9 in der vertikalen Richtung kommt
zuerst die Klappe 10 zu einem Ende der Mulde 8. Der Zylinder
7 übt die Kraft weiter, bis die an der Schubplatte 11 versehenen
Führungsräder 14, 15 zu einer vorbestimmten Position
der Mulde 8 kommen. Inzwischen verformt sich das vorher beschriebene Parallelogramm
zu einem Recheck, wobei die Schubplatte 11 durch die Kopplungsstangen
12, 13 die Klappe 10 in die horizontale Richtung fortstoßt
und damit das zuschließen des Ventils beendet wird. Beim Öffnen des Ventils
werden die oben beschriebenen Bewegungen des Ventils in einer umgekehrten Reihenfolge
durchgeführt. Solche Ventilkonstruktion des Parallelogramms
hat den üblichen Nachteil, dass die Federkraft nicht ausreichen ist, um beim
Öffnen des Ventils die Schubplatte und die Klappe in der miteinander berührenden
Lage zurück in die Mulde kommen zu lassen, so dass der Dichtring während
der vertikalen Bewegung des Ventils verschliefen wird. Weiterhin kann das Ventil
nach dem Zuschließen nicht ohne Triebkraft in einer gesicherten und gasdichten
Lage gehalten werden.
<VAT-Ventilkonstruktion>
3 zeigt schematisch die VAT-Ventilkonstruktion. Wie
in 3 gezeigt, besteht die VAT-Ventilkonstruktion aus
einem Ventilkörper 16, zwei ausdehnbaren Metallbalgen 17,
18, und einem an ihren einen Ende versehenen Ventil 19.
3 zeigt auch den am Ventilkörper versehenen Aktionsmechanismus
der VAT-Ventilkonstruktion, welcher Aktionsmechanismus aus einer komplexen Kombination
von Zahnrädern, sägeförmigen Bänden und Kopplungsstangen besteht.
Im geöffneten Zustand des Ventils, werden die mit den Kopplungsstangen mit
Zahnrädern zentral verkoppelten Gestängen durch die Halbkreis-Mulde auf
dem sägeförmigen Band festgehalten, um das Unterfallen des Ventils zu
vermeiden. Inzwischen befinden sich die ausdehnbaren Metallbalgen 17,
18 in einem verkürzten Zustand. Im geschlossenen Zustand des Ventils,
wie in 3 gezeigt, befinden sich die ausdehnbaren Metallbalgen
17, 18 in einem verlängerten Zustand. Durch die Halbkreis-Mulden
auf den an den beiden inneren Seiten des Ventilkörpers versehenen sägeförmigen
Band werden die mit den Kopplungsstangen mit Zahnrädern zentral verkoppelten
Gestängen festgehalten, um das Öffnen des Ventils 19 nach oben
zu verhindern. Inzwischen stellt das Getriebe mit Zahnrädern eine ziemlich
stabile Konstruktion dar, und dadurch wird der gasdichte geschlossene Zustand des
Ventils gesichert. Wie oben erzählt, wird der Antrieb des Zylinders, nach dem
Schließen/Öffnen des Ventils, nicht zum Verhindern des Öffnens/Schließens
des Ventils gebraucht, indem die Sicherung des Zustands des Schließens/Öffnens
durch die Zahnradkonstruktion realisiert ist. Aber bei der VAT-Ventilkonstruktion
sind mehrere spezifische Auslegungen angewendet. Der Dichtring, zum Beispiel, ist
nicht ein üblicher Dichtring, sondern ein VAT-spezifischer Dichtring mit einer
dreidimensionalen Form, so dass das Ventilgehäuse eine darauf anpassende innere
Kopplungsfläche haben muss. Außerdem sind ausdehnbare Metallbalgen in
die VAT-Ventilkonstruktion als die Vakuumdurchführung eingebaut. Die ausdehnbare
Metallbalgen, die den Vorteil des kleinen Leckluftstroms haben, sind aber sehr teuer.
Wie oben erläutert, ist die Anwendbarkeit der VAT-Ventilkonstruktion wegen
des spezifischen Dichtrings mit dam darauf anpassenden Ventilgehäuse sehr eingeschränkt,
und die Kosten der VAT-Ventilkonstruktion sind durch den Einbau von den ausdehnbaren
Metallbalgen sehr hoch.
Vorteile der Erfindung
Im Bezug auf die Nachteilen der konventionellen Ventilkonstruktion,
bietet die vorliegende 1 Erfindung eine Ventilkonstruktion, bei der die beim Auf-
und Zuschließen des Ventils benötigte Kraft in der horizontalen Richtung
durch eine einfache Lenkerkonstruktion geübt wird und ein Schleifkontakt zwischen
dem Dichtring und der inneren Kopplungsfläche des Ventilgehäuses während
der Bewegung des Ventils in der vertikalen Richtung vermieden werden kann. Weiterhin
wird bei der vorliegenden Erfindung ein Ventil mit einem üblichen Dichtring
verwendet, welcher Dichtring der konventionellen inneren Kopplungsfläche üblicher
Ventilgehäuse passt, so dass die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung nicht
eingeschränkt ist, Des weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung die Funktion
der teueren ausdehnbaren Metallbalgen durch preiswerte flexible gasdichte Röhre
realisiert, so dass das Problem hoher Kosten der konventionellen Erfindung zu beseitigen
ist.
Eine Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung besteht aus: einem
Ventilkörper, der ein Ende zum Verbinden mit einem Ventilgehäuse hat,
und an welchem Ventilkörper eine dynamische Einheit versehen ist; einer Lenkergetriebe
mit zwei mit dem Ventilkörper zentral verkoppelten Enden, welche Lenkergetriebe
mit der dynamischen Einheit zentral verkoppelt ist; einer Baueinheit des Antriebs,
die aus einem flexiblen gasdichten Rohr und einem Gestänge besteht, welches
flexible gasdichte Rohr den Teil des Gestänges zwischen einem dynamischen Ende
und einem Ende des Gestänges als Ventilstütze umschließt, welches
dynamische Ende des Gestänges über ein freies Ende des flexiblen gasdichten
Rohrs herausragt und mit der Lenkergetriebe verbunden ist, wobei das andere Ende
des flexiblen gasdichten Rohrs als ein festes Ende des flexiblen gasdichten Rohrs
an dem Ende des Ventilkörpers zur Verbindung mit dem Ventilgehäuse fest
angebracht ist, so dass das Ende des Gestänges als Ventilstütze über
ein an dem Ventilkörper versehenes Loch als Drehpunkt in das Ventilgehäuse
hineinragt; und ein Ventil, das im Ventilgehäuse am Ende des Gestänges
als Ventilstütze angebracht ist, und an einer zu einer Ventilseite des Ventilkörpers
zugewandten Seite des Ventils ein Flansch auf einer flachen Ebene versehen ist.
Liste der Zeichnungen
1A Schematische Darstellung der keilförmigen Ventilkonstruktion
1B Schematische Darstellung des Ventils der keilförmigen
Ventilkonstruktion
2A Schematische Darstellung der Ventilkonstruktion
des Parallelogramms
2B Schematische Darstellung des Ventils der Ventilkonstruktion
des Parallelogramms
3 Schematische Darstellung der VAT-Ventilkonstruktion
4 Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung
der Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung.
5 Schematische Darstellung der bevorzugten Ausführung
mit zerlegten Komponenten
6 Schematische Darstellung der bevorzugten Ausführung
im Querschnitt
7A Stereographische Darstellung einer Anwendung der
vorliegenden Erfindung
7B Schematische Darstellung der Anwendung der vorliegenden
Erfindung in der Seitenansicht
7C Schematische Darstellung der Anwendung der vorliegenden
Erfindung in der Seitenansicht
8A Stereographische Darstellung der vorliegenden Erfindung
bei der Anwendung mit einem breiteren Ventil (größer als 1.2 Meter)
8B Schematische Darstellung der Seitenansicht der vorliegenden
Erfindung bei der Anwendung mit einem breiteren Ventil (größer als 1.2
Meter)
Ausführungsbeispiele der Erfindung
4 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführung
der Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung. 5
zeigt diese bevorzugte Ausführung mit zerlegten Komponenten. 6
zeigt schematisch einen Querschnitt der bevorzugten Ausführung. Um die Komponenten
in den Figuren klar darzustellen, wird eine gestrichelte Linie als eine Spiegelungsachse
in 4-6 eingezeichnet und
nur die Komponenten an irgend einer Seite der Spiegelungsachse werden zur Erklärung
markiert. Wie in 4-6 gezeigt,
besteht eine Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung aus: einem Ventilkörper
20 mit einem Ventilkörper, der ein Ende zum Verbinden mit einem Ventilgehäuse
21 hat, und an welchem Ventilkörper 20 ein Zylinder
23 mit einer Kolbenstange 22 als eine dynamische Einheit, eine
entlang der vertikalen Richtung erstreckte erste Führungsmulde 24
sowie eine entlang der horizontalen Richtung erstreckte zweite Führungsmulde
25 versehen sind, wobei die erste Führungsmulde 24 am Ende
des Ventilkörpers 20 nahe des Ventilgehäuses 21 ein
gekrümmtes Ende 26 hat, welches gekrümmte Ende 26 in
die Gegenrichtung der Ventilseite des Ventilkörpers zugewandten Seite des Ventilkörper
20 gebeugt ist, und am Ventilkörper 20 an der Ventilseite
ein Führungsbrett 28 (nicht gezeigt in 4)
versehen ist, und innerhalb des Ventilgehäuses 21 eine Öffnung
29 versehen ist, welche Öffnung 29 an ihrer einen Seite eine
innere Kopplungsfläche hat, und welches Ventilgehäuse 21 an seinen
beiden Seiten jeweils eine Kopplungsfläche der Vakuumkammer 30 und
31 hat; eine Lenkergetriebe, die aus einem Schubbrett 32 mit seinen
zwei am Ventilkörper 20 zentral verkoppelt Enden und einem Lenkerbrett
33 besteht, wobei sich das Lenkerbrett 33 an der dem Ventilgehäuse
21 zugewandten Seite des Schubbretts 32 befindet, und an welchem
Schubbrett 32 ein erster Drehpunktteil 34 und ein zweiter Drehpunktteil
35 versehen sind, wobei sich der erste Drehpunktteil 34 an der
Achse des Schubbretts 32 befindet und sich der zweit Drehpunktteil
35 am Schubbrett 34 an einer Seite der Achse des Schubbretts
32 befindet, und welcher erste Drehpunktteil 34 mit einem Ende
der Kolbenstange 22 des Zylinders 23 zentral verkoppelt ist, und
welcher zweite Drehpunktteil 35 durch das Pivot des zweiten Drehpunktteils
36 mit einer Seite des Lenkerbretts 33 zentral verkoppelt ist,
an beiden Enden des Schubbretts 32 und des Lenkerbretts 33 jeweils
ein Führungsrad des Schubbretts 37 und ein Führungsrad des Lenkerbretts
38 versehen sind, wobei das Führungsrad des Schubbretts
37 und das Führungsrad des Lenkerbretts 38 in die erste Führungsmulde
24 des Ventilkörpers 20 eingelegt sind, und an der Achse
des Schubbrett 32 zu mindest ein Führungsrad der Gegenkraft
39 versehen ist, welches Führungsrad der Gegenkraft 39 mit
dem Führungsbrett 28 in Berührung kommt und darauf rollen kann;
einer Baueinheit des Antriebs, die aus einem flexiblen gasdichten Rohr
40 und einem Gestänge 41 besteht, wobei das flexible gasdichte
Rohr 40 ein metallisches flexibles Rohr ist und den Teil des Gestänges
41 zwischen einem dynamischen Ende 42 und einem Ende des Gestänges
41 als Ventilstütze umschließt, welches dynamische Ende
42 des Gestänges über ein freies Ende 43 des flexiblen
gasdichten Rohrs 40 herausragt und mit dem Lenkerbrett 33 der
Lenkergetriebe verbunden ist, wobei das andere Ende des flexiblen gasdichten Rohrs
40 als ein festes Ende 44 des flexiblen gasdichten Rohrs
40 an dem Ende des Ventilkörpers 20 zur
Verbindung mit dem Ventilgehäuse 21 fest angebracht ist, so dass das
Ende des Gestänges 41 als Ventilstütze über ein an dem Ventilkörper
20 versehenes Loch als Drehpunkt 45 in das Ventilgehäuse
21 hineinragt, und am freien Ende 43 des flexiblen gasdichten
Rohr 40 ein am Ventilkörper 20 zentral verkoppelter Schaukelteil
46 versehen ist, welcher Schaukelteil 46 sich zwischen der Lenkergetriebe
und dem freien Ende 43 des flexiblen gasdichten Rohrs 40, wobei
das dynamische Ende 42 des Gestänges 41. durch ein Loch im
Schaukelteil 46 am Lenkerbrett 33 angebracht ist, und an zwei
Enden des Schaukelteils 46 jeweils ein Führungsrad des Schaukelteils
47 versehen ist, welches Führungsrad des Schaukelteils 47
in die zweite Führungsmulde 25 eingelegt ist; sowie ein Ventil
48, welches Ventil 48 sich im Ventilgehäuse 21 befindet
und am Ende des Gestänges 41 als Ventilstütze angebracht ist,
wobei an einer der Ventilseite des Ventilkörpers zugewandten Seite des Ventils
48 eine ringförmige Mulde auf einer flachen Ebene versehen ist, um
einen Flansch mit der ringförmigen Mulde und einem in sie eingelegten Dichtring
zu realisieren, so dass beim Zuschließen das Ventil die innere Kopplungsfläche
auf der Öffnung 29 des Ventilgehäuses 21 gasdicht kontaktiert.
7A zeigt stereographisch eine Anwendung der vorliegenden
Erfindung in der oben beschriebenen Realisierungsform. 7B
zeigt eine Seitenansicht der Anwendung der vorliegenden Erfindung in der oben beschriebenen
Realisierungsform, wobei entlang einer Richtung senkrecht auf der Kopplungsrichtung
der Vakuumkammer beobachtet wird. 7C zeigt eine andere
Seitenansicht der Anwendung der vorliegenden Erfindung in der oben beschriebenen
Realisierungsform, wobei der Kopplungsrichtung der Vakuumkammer beobachtet wird.
Wie in 7A, 7B und
7C gezeigt, die zwei Kopplungsflächen der Vakuumkammer
30 und 31 des Ventilgehäuse 21 dieser Ventilkonstruktion
jeweils mit den zwei Vakuumkammer 49, 50 gasdicht gekoppelt sind,
so dass bei geöffnetem Ventil zwischen den Vakuumkammern 49,
50 Objekte durch die Öffnung 29 gefördert werden können
und bei zugeschlossenem Ventil die Vakuumkammer 49, 50 gasdicht
voneinander isoliert sind.
Wie in 4-6
gezeigt, der Aktionsmechanismus einer Ventilkonstruktion der vorliegenden Erfindung
funktioniert in der folgenden bevorzugten Weise. Beim geöffneten Zustand ist
die Öffnung 29 innerhalb des Ventilgehäuses 21 nicht
vom Ventil 48 bedeckt. Zum Schließen des Ventils, übt der Zylinder
23 durch die Kolbenstange 22 eine Kraft auf den ersten Drehpunktteil
34 des Schubbretts 32, so dass das Schubbrett 32 und
das Lenkerbrett 33 mit dem Führungsrad des Lenkerbretts
38 entlang der ersten Führungsmulde 24 zur Richtung des Ventilgehäuses
21 eine vertikale Bewegung ausführen, wobei das Schubbrett
32 und das Lenkerbrett 33 einen Wickel von etwa 60 Grad einschließen,
bis das Führungsrad des Lenkerbretts 38 an die Krümmungsstelle
der ersten Führungsmulde 24 kommt und somit das Ventil 48
auf die gleiche Höhe wie die Öffnung 29 im Ventilgehäuse
21 kommt. Inzwischen berührt das Ventil 48 aber noch nicht
die innere Kopplungsfläche des Ventilgehäuse 21. Die Kolbenstange
22 des Zylinders 23 übt weiter eine Kraft in Richtung zum
Ventilgehäuse 21 auf dem ersten Drehpunktteil 34 des Schubbrett
32 Das Schubbrett 32 ist der vom Führungsbrett
28 auf das Führungsrad der Gegenkraft 39 geübten horizontalen
Kraft und der von der ersten Führungsmulde auf dem Führungsrad des Schubbretts
37 geübten Kraft ausgesetzt. Hierdurch übt der zweite Drehpunktteil
35 des Schubbretts 32 eine horizontale Kraft auf das Pivot des
zweiten Drehpunktteils 36 des Lenkerbretts 33, so dass das Führungsrad
des Lenkerbretts 38 des Lenkerbretts 33 entlang der horizontalen
Richtung in das gekrümmtes Ende 26 hinein rollt. Zu dieser Zeit führt
das dynamisches Ende 42 des am Lenkerbrett 33 angebrachten Gestänges
41 eine horizontale Bewegung in Richtung zur Ventilseite des Ventilkörpers
20 aus, wobei das Führungsrad des Schaukelteils 47 des Schaukelteils
45 entlang der zweiten Führungsmulde 25 in der horizontalen
Richtung rollt, so dass sich das flexible gasdichte Rohr 40 mit dem mit
dem Schaukelteil 46 versehenen freien Ende 43 in Gegenrichtung
der Richtung zur Ventilseite des Ventilkörpers 20 etwa 2 Grad beugt.
Hierdurch führt das Gestänge 41 mit dem am Ventilkörper
20 versehenen Loch als einem Drehpunkt 45 eine Lenkerbewegung,
wobei sich das am Ende des Gestänges 41 als Ventilstütze versehene
Ventil 48 in Richtung der Ventilseite des Ventilkörpers
20 bewegt und die innere Kopplungsfläche der Öffnung
29 gasdicht überdeckt und damit den Prozess des Zuschließens
der Ventilkonstruktion beendet. Wenn im oben beschriebenen Prozess des Zuschließens
der Ventilkonstruktion das Führungsrad 33 des Lenkerbretts
38 in das gekrümmte Ende hinein rollt, dreht sich das Schubbrett
32 mit dem zweiten Drehpunktteil 35 als einer Achse, wobei sich
der zwischen dem Schubbrett 32 und dem Lenkerbrett 33 eingeschlossen
Winkel von etwa 60 Grad über 0 Grad zu etwa –5 Grad ändert. Die
nun stabile Konstruktion mit dem Ventilkörper 20, dem Schubbrett
32, dem Lenkerbrett 33 und dem Loch als Drehpunkt 45
hält das dynamisches Ende 42 des Gestänges 41 fest,
wobei sich die Lenkergetriebe in einer stabilen abgesperrten Lage befindet und hierdurch
das gasdichte Schließen der Ventilkonstruktion ohne den Antrieb des Zylinders
23 zu sichern ist. Zum Öffnen des Ventils übt die Kolbenstange
22 des Zylinders 23 eine Kraft auf den ersten Drehpunktteil
34 des Schubbretts 32 in Richtung weg vom Ventilgehäuse
21, wobei sich das Schubbrett 32 mit seinem zweiten Drehpunktteil
35 als einer Achse dreht, bis sich der zwischen dem Schubbrett
32 und dem Lenkerbrett 33 eingeschlossene Winkel von etwa –5
Grad über 0 Grad zu etwa 60 Grad ändert und der abgesperrte
Zustand der Lenkergetriebe aufgelöst wird. Inzwischen geht Führungsrad
38 des Lenkerbretts 33 in der horizontalen Richtung aus dem gekrümmten
Ende 26 aus, wobei das dynamische Ende 42 des am Lenkerbrett
33 versehenen Gestänges 41 in Richtung zur Ventilseite des
Ventilkörpers 20 eine horizontale Bewegung ausführt, während
das Führungsrad des Schaukelteils 47 des Schaukelteils 46
in der zweiten Führungsmulde 25 eine horizontale Bewegung ausführt.
Inzwischen beugt sich das flexible gasdichte Rohr 40 mit seinem mit dem
Schaukelteil 46 versehenen freien Ende 43 etwa 2 Grad in Richtung
zur Ventilseite des Ventilkörpers 20, wobei das Gestänge
41 mit dem am Ventilkörper 20 versehenen Loch als Drehpunkt
45 eine Lenkerbewegung ausführt. Dabei führt das am Ende des
Gestänges 41 als Ventilstütze versehene Ventil 48 in
die Gegenrichtung der Richtung zur Ventilseite des Ventilkörpers
20 eine horizontale Bewegung aus und sich von der inneren Kopplungsfläche
entkoppelt. Dann übt weiter die Kolbenstange 22 eine Kraft auf den
ersten Drehpunktteil 34 des Schubbretts 32 in Richtung weg vom
Ventilgehäuse 21, so dass das Schubbrett 32 und das Lenkerbrett
33 mit dem ersten Führungsrad des Lenkerbretts 38 entlang
der ersten Führungsmulde 24 in Richtung weg vom Ventilgehäuse
21 eine vertikale Bewegung ausführen, bis das Gestänge
41 das Ventil 48 zurück zur Stelle zieht, wo das Ventil
48 die Öffnung 29 nicht überdeckt, und hiermit der Prozess
des Öffnens der Ventilkonstruktion beendet wird. Zu beachten ist, dass das
in der vorliegenden Erfindung verwendete flexible gasdichte Rohr nur etwa 2 Grad
gebeugt werden muss und nicht dehnbar sein muss. Daher ist die Verwendung von teueren
gasdichten dehnbaren Röhren zu vermeiden.
8A zeigt stereographisch die vorliegende Erfindung
bei einem Beispiel der Anwendung mit einem breiteren Ventil (größer als
1.2 Meter). Wenn die vorliegende Erfindung für große Vakuumkamme angewandt
wird, wie in 8A gezeigt, werden eine erste Ventilkonstruktion
51 und eine zweite Ventilkonstruktion 52 kombiniert, um eine gasdichte
Isolierung zu realisieren. 8B zeigt die Seitenansicht
des oben genannten Beispiels der Anwendung mit einem breiteren Ventil (größer
als 1.2 Meter).
Liste der auf die Zeichnungen bezogenen Kennziffern
- 1
- erster Zylinder
- 2
- zweiter Zylinder
- 3
- dritter Zylinder
- 4
- Ventil
- 5
- keilförmiges Schubbrett
- 6
- Klappe
- 7
- Zylinder
- 8
- Mulde
- 9
- Ventil
- 10
- Klappe
- 11
- Schubplatte
- 12
- Kopplungsstange
- 13
- Kopplungsstange
- 14
- Führungsrad
- 15
- Führungsrad
- 16
- Ventilkörper
- 17
- ausdehnbarer Metallbalg
- 18
- ausdehnbarer Metallbalg
- 20
- Ventilkörper
- 19
- Ventil
- 21
- Ventilgehäuse
- 22
- Kolbenstange
- 23
- Zylinder
- 24
- erste Führungsmulde
- 25
- zweite Führungsmulde
- 26
- gekrümmtes Ende
- 27
- Rückseite des Ventilkörpers gegenüber der Ventilseite des Ventilkörpers
- 28
- Führungsbrett
- 29
- Öffnung
- 30
- Kopplungsfläche der Vakuumkammer
- 31
- Kopplungsfläche der Vakuumkammer
- 32
- Schubbrett
- 33
- Lenkerbrett
- 34
- erster Drehpunktteil
- 35
- zweiter Drehpunktteil
- 36
- Pivot des zweiten Drehpunktteils
- 37
- Führungsrad des Schubbretts
- 38
- Führungsrad des Lenkerbretts
- 39
- Führungsrad der Gegenkraft
- 40
- flexibles gasdichtes Rohr
- 41
- Gestänge
- 42
- dynamisches Ende des Gestänges
- 43
- freies Ende
- 44
- festes Ende
- 45
- Loch als Drehpunkt
- 46
- Schaukelteil
- 47
- Führungsrad des Schaukelteils
- 48
- Ventil
- 49
- Vakuumkammer
- 50
- Vakuumkammer
- 51
- erste Ventilkonstruktion
- 52
- zweite Ventilkonstruktion
|
Anspruch[de] |
Ventilkonstruktion mit:
– einem Ventilkörper, der ein Ende zum Verbinden mit einem Ventilgehäuse
hat, und an welchem Ventilkörper eine dynamische Einheit versehen ist;
– einer Lenkergetriebe mit zwei mit dem Ventilkörper zentral verkoppelten
Enden, welche Lenkergetriebe mit der dynamischen Einheit zentral verkoppelt ist;
– einer Baueinheit des Antriebs, die aus einem flexiblen gasdichten Rohr
und einem Gestänge besteht, welches flexible gasdichte Rohr den Teil des Gestänges
zwischen einem dynamischen Ende und einem Ende des Gestänges
als Ventilstütze umschließt, welches dynamische Ende des Gestänges
über ein freies Ende des flexiblen gasdichten Rohrs herausragt und mit der
Lenkergetriebe verbunden ist, wobei das andere Ende des flexiblen gasdichten Rohrs
als ein festes Ende des flexiblen gasdichten Rohrs an dem Ende des Ventilkörpers
zur Verbindung mit dem Ventilgehäuse fest angebracht ist, so dass das Ende
des Gestänges als Ventilstütze über ein an dem Ventilkörper
versehenes Loch als Drehpunkt in das Ventilgehäuse hineinragt; und
– einem Ventil, das im Ventilgehäuse am Ende des Gestänges als
Ventilstütze angebracht ist, und an einer zu einer Ventilseite des Ventilkörpers
zugewandten Seite des Ventils ein Flansch auf einer flachen Ebene versehen ist.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, bei der die Lenkergetriebe weiterhin
aus einem Schubbrett und einem Lenkerbrett besteht, welches Schubbrett an seinen
zwei Enden mit dem Ventilkörper zentral verkoppelt ist, und welches Lenkerbrett
sich an der zum Ventilgehäuse zugewandten Seite des Schubbretts befindet, und
an dem Schubbrett ein erster Drehpunktteil und ein zweiter Drehpunktteil versehen
sind, welcher erste Drehpunktteil sich auf einer Achse des Schubbretts zum Verkoppeln
mit dem Ventilkörper befindet und mit der dynamischen Einheit zentral verkoppelt
ist, und welcher zweite Drehpunktteil sich am Schubbrett an einer Seite der Achse
des Schubbretts befindet und mit einer Seite des Lenkerbretts zentral verkoppelt
ist, wobei ein am freien Ende des flexiblen gasdichten Rohrs versehener Schaukelteil
mit dem Ventilkörper zentral verkoppelt ist, und wobei das dynamische Ende
des Gestänges am Lenkerbrett angebracht ist.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 2, bei der an zwei Enden des Schubbretts
und zwei Enden des Lenkerbretts jeweils ein Führungsrad des Schubbretts und
ein Führungsrad des Lenkerbretts versehen ist, welches Führungsrad des
Schubbretts und welches Führungsrad des Lenkerbretts in eine erste Führungsmulde
eingelegt sind, weiche Führungsmulde jeweils an zwei Seiten des Ventilkörpers
versehen ist, so dass das Schubbrett und das Lenkerbrett entlang einer vertikalen
Richtung zu oder weg vom Ventilgehäuse sich bewegen können, und bei welcher
Ventilkonstruktion am Schaukelteil ein Führungsrad des Schaukelteils versehen
ist, welches Führungsrad des Schaukelteils in eine zweite Führungsmulde
eingelegt ist, welche zweite Führungsmulde jeweils an den zwei Seiten des Ventilkörpers
versehen ist, so dass sich der Schaukelteil entlang einer horizontalen Richtung
senkrecht auf der Ventilseite des Ventilkörpers bewegen kann.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 3, bei der an dem zum Ventilgehäuse
zugewandten Ende der ersten Führungsmulde ein gekrümmtes Ende versehen
ist, wobei das Lenkerbrett eine horizontale Bewegung entlang der horizontalen Richtung
senkrecht auf der Ventilseite des Ventilkörpers ausführen kann, so dass
das Führungsrad des Lenkerbretts in das gekrümmte Ende hinein rollen kann,
um die Lenkergetriebe in eine stabile abgesperrte Lage zu bringen.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, bei der an der dynamischen Einheit
ein Zylinder versehen ist, welcher Zylinder eine Kolbenstange hat, welche Kolbenstange
an ihrem einen Ende mit der Lenkergetriebe zentral verkoppelt ist.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, bei der innerhalb des Ventilgehäuses
eine Öffnung versehen ist, welche Öffnung an ihrem Rand und der einen
zur Ventilseite des Ventilkörpers zugewandten Seite der Öffnung eine innere
Kopplungsfläche hat, und bei der Ventilkonstruktion das Ventilgehäuse
an seiner der Ventilseite des Ventilkörpers zugewandten Seite und der gegenüberliegenden
Seite des Ventilgehäuses jeweils eine Kopplungsfläche der Vakuumkammer
hat.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 2, bei der am Ventilkörper an
seiner Ventilseite ein Führungsbrett versehen ist und an der Achse des Schubbretts
zu mindesten ein Führungsrad der Gegenkraft versehen ist, welches Führungsrad
der Gegenkraft das Führungsbrett berührt und darauf rollen kann.
Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, bei der am Ventil eine ringförmige
Mulde und ein in die ringförmige Mulde eingelegter Dichtring versehen sind,
um den Flansch zu realisieren.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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