WO2018177695A2

WO2018177695A2 - Ventil, insbesondere vakuumventil

Info

Publication number: WO2018177695A2
Application number: PCT/EP2018/055435
Authority: WO
Inventors: Michael Zickar
Original assignee: Vat Holding Ag
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2018-10-04
Also published as: TWI761465B; CN110520636A; JP7220663B2; TW201839303A; US20200096133A1; WO2018177695A3; US11215296B2; KR102478909B1; KR20190131490A; JP2020515776A

Abstract

Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan (2) zum Verschließen einer Ventilöffnung (3) und mit zumindest einer Ventilstange (4), wobei in oder an der Ventilstange (4) zumindest ein erster Verbindungsabschnitt (5) angeordnet ist und in oder an dem Verschlussorgan (2) zumindest ein zweiter Verbindungsabschnitt (6) angeordnet ist und das Verschlussorgan (2) durch Verbinden des ersten Verbindungsabschnitts (5) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (6) an der Ventilstange (4) befestigbar oder befestigt ist, wobei der erste Verbindungsabschnitt (5) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (6) zumindest eine, von zumindest einer elastisch deformierbaren Begrenzungswand (7) begrenzte, Druckkammer (8) für ein Fluid aufweist bzw. aufweisen und die Begrenzungswand (7) zur Ausbildung einer klemmenden Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts (5) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (6) mittels des in der Druckkammer (8) angeordneten Fluids elastisch deformierbar ist.

Description

Ventil, insbesondere Vakuu mventil

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan zum Verschließen einer Ventilöffnung und mit zumindest einer Ventilstange, wobei in oder an der Ventilstange zumindest ein erster Verbindungsabschnitt angeordnet ist und in oder an dem Verschlussorgan zumindest ein zweiter Verbindungsabschnitt angeordnet ist und das Verschlussorgan durch Verbinden des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten

Verbindungsabschnitt an der Ventilstange befestigbar oder befestigt ist.

Beim Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, wie das

Verschlussorgan an der Ventilstange durch Verbinden der beiden

Verbindungsabschnitte befestigt werden kann. Die DE Ί 0 2012 007 533 A1 zeigt z.B. eine Variante, bei der das Verschlussorgan über das Zusammenwirken einer

Klemmschraube und einer Schrägfläche an der Ventilstange bzw. an dessen

Verbindungsabschnitt befestigt wird. Die EP 2 146 122 A1 offenbart eine Variante, bei der gesonderte Klemmstücke dazu verwendet werden, das Verschlussorgan an der Ventilstange zu befestigen. Die US 7, 134,642 B2 zeigt eine Lösung, bei der das Verschlussorgan an der Ventilstange mittels einer Schraube befestigt wird.

Bei Ventilen ist es, insbesondere wenn sie in der Vakuumtechnik eingesetzt werden, ein wichtiger Aspekt, dass möglichst wenig Partikel durch Abrieb im Ventil selbst erzeugt werden, da diese Partikel die Prozesse, die in Prozesskammern, welche die Ventile öffnen und schließen, durchgeführt werden, stören können. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Verschlussorgane von Ventilen gelegentlich einem Service unterzogen oder ausgetauscht werden müssen. Hierzu muss das Verschlussorgan meist von der Ventilstange gelöst werden. Der Einsatz von Schraubverbindungen hierzu hat das Problem, dass insbesondere durch Reiben von Köpfen der Schrauben an den Lagerflächen, an denen sie anliegen, Partikel produziert bzw. freigesetzt werden können. Problematisch sind auch Schrägflächen, wie in der DE 10 2012 007 533 A1 gezeigt, an welchen die Bauteile beim Offnen und Schließen der Verbindung aneinander reiben. Auch hier können durch Abrieb Partikel erzeugt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Möglichkeit für ein Ventil der oben genannten Art vorzuschlagen, wie die beiden Verbindungsabschnitte miteinander verbunden und damit das Verschlussorgan an der Ventilstange befestigt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem Ventil der oben genannten Art vor, dass der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt zumindest eine, von zumindest einer elastisch deformierbaren Begrenzungswand begrenzte, Druckkammer für ein Fluid aufweist bzw. aufweisen und die Begrenzungswand zur Ausbildung einer klemmenden Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Verbindungsabschnitt mittels des in der Druckkammer angeordneten Fluids elastisch deformierbar ist.

Ein Grundgedanke der Erfindung sieht somit vor, dass in zumindest einem der beiden Verbindungsabschnitte eine Druckkammer mit zumindest einer elastisch deformierbaren Begrenzungswand vorhanden ist, wobei die Begrenzungswand durch entsprechenden Druckaufbau mittels eines Fluids in der Druckkammer elastisch deformiert und damit so ausgelenkt werden kann, dass hierdurch eine klemmende Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten

Verbindungsabschnitt erfolgt, womit dann das Verschlussorgan an der Ventilstange befestigt ist. Die Druckkammer mit ihrer zumindest einen elastisch deformierbaren Begrenzungswand kann dabei sowohl Teil des ersten Verbindungsabschnitts und damit in oder an der Ventilstange, aber auch Teil des zweiten Verbindungsabschnitts und damit in oder an dem Verschlussorgan angeordnet sein. Es sind auch Varianten denkbar, bei denen sowohl der erste Verbindungsabschnitt als auch der zweite Verbindungsabschnitt jeweils zumindest eine Druckkammer mit zumindest einer entsprechend deformierbaren Begrenzungswand aufweist. Die elastisch

deformierbare Begrenzungswand kann somit Teil des ersten Verbindungsabschnitts aber auch Teil des zweiten Verbindungsabschnitts sein. Die Begrenzungswand, wo auch immer sie angeordnet ist, kann jedenfalls durch entsprechenden Druckaufbau in dem Fluid in der Druckkammer elastisch so deformiert werden, dass es zu einer klemmenden Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Verbindungsabschnitt kommt. Günstigerweise ist diese klemmende Verbindung eine lösbare Verbindung. In einer einfachsten Form wird die Verbindung gelöst, indem der Druck in dem Fluid in der Druckkammer so gesenkt wird, so dass die elastischen Rückstellkräfte der Begrenzungswand diese in eine Stellung bringen, in welcher die klemmende Verbindung aufgehoben ist, sodass der zweite Verbindungsabschnitt vom ersten Verbindungsabschnitt und damit das Verschlussorgan von der

Ventilstange abgenommen werden kann.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Verbindungsabschnitte der Ventilstange und des Verschlussorgans in einem Zustand, in dem die Druckkammer nicht unter entsprechend hohem Druck steht und die deformierbare Begrenzungswand in ihrer Ausgangsstellung ist, durch Aufeinanderschieben oder wie auch immer in eine relative Lage zueinander gebracht werden können, dass anschließend das eigentliche klemmende Verbinden nur noch durch eine entsprechende, mittels Fluiddruckerhöhung in der Druckkammer erzeugte, elastische Deformation der Begrenzungswand erreicht wird. Hierdurch kann ein aneinander Reiben von zwei Bauteilen, insbesondere der Verbindungsabschnitte aneinander, zumindest weitgehend vermieden werden, sodass auch keine bzw. nur in sehr geringfügigem Umfang Partikel durch Abrieb erzeugt werden. Grundsätzlich können erfindungsgemäße Ventile nur ein Verschlussorgan und auch nur eine Ventilstange sowie nur einen ersten Verbindungsabschnitt und nur einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweisen. Es sind aber auch andere

Ausführungsvarianten der Erfindung möglich, bei denen zwei oder mehr

Verschlussorgane und/oder zwei oder mehr Ventilstangen vorhanden sind.

Unabhängig von der Anzahl der Verschlussorgane und der Ventilstangen können auch mehr als ein erster Verbindungsabschnitt oder mehr als ein zweiter

Verbindungsabschnitt vorhanden sein. Das Gleiche gilt für die Druckkammer und die Begrenzungswand. Die Ventilstange kann z.B. auch mehrere erste

Verbindungsabschnitte aufweisen, genauso gut wie in oder an dem Verschlussorgan mehrere zweite Verbindungsabschnitte vorhanden sein können. Der Begriff der Ventilstange orientiert sich an einer allgemein üblichen

Bezeichnungsweise dieses Bauteils des Ventils, welches das Verschlussorgan trägt. Die Ventilstange ist oft stangenförmig ausgebildet. In anderen Worten ist die Ventilstange vorzugsweise stangenförmig, also in wiederum anderen Worten vorzugsweise als Stange ausgebildet. Die Ventilstange kann grundsätzlich aber sehr unterschiedlich ausgeformt sein. Der Begriff der Ventilstange sagt also manchmal noch nichts über ihre Form bzw. Außenkontur aus. Man könnte allgemein also auch von einem Verschlussorgantragelement sprechen. Die Ventilstange ist jedenfalls eine Verbindung zwischen dem Verschlussorgan und zumindest einem Ventilantrieb des Ventils. Ventilstange und Verschlussorgan werden oft gemeinsam vom

Ventilantrieb bewegt, um das Verschlussorgan in seine Schließstellung oder in seine Öffnungsstellung zu bringen. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass das Ventil je nachdem, in wie vielen Bewegungsrichtungen das Verschlussorgan zwischen der Schließstellung und der maximal geöffneten Stellung bewegt wird, auch eine unterschiedliche Anzahl von Ventiiantrieben aufweisen kann. Das erfindungsgemäße Ventil kann z.B. als sogenanntes L-Ventil ausgeführt sein, bei dem das

Verschlussorgan entlang zweier, gegeneinander abgewinkelter Bewegungsbahnen bewegt wird. In diesen Fällen können dann zwei Ventilantriebe vorhanden sein. Es sind aber beim Stand der Technik genauso gut Lösungen für L-Ventile bekannt, bei denen nur ein Ventilantrieb gekoppelt mit einer entsprechenden Mechanik das Verschlussorgan entlang beider Bewegungsbahnen bewegt. Bei den Ventilantrieben kann es sich um pneumatische, hydraulische, elektrische oder sonstige, beim Stand der Technik bekannte Ventilantriebe handeln. Die Erfindung in der es ja um die Frage der Verbindung des Verschlussorgans mit der Ventilstange geht, kann in unterschiedlichsten beim Stand der Technik an sich bekannten Ventiltypen eingesetzt werden. Es muss sich also nicht zwingend um ein L-Ventil handeln.

Das Verschlussorgan ist jedenfalls das Teil des Ventils, welches die zumindest eine Ventilöffnung, auch hier können mehrere vorhanden sein, verschließen und freigeben kann. Es kann sich bei dem Verschlussorgan bei entsprechend flächig ausgeführten Ventilöffnungen um einen sogenannten Ventilteller handeln. Genauso gut kann das Verschlussorgan aber auch als Ventilnadel oder dergleichen ausgeführt sein oder eine solche aufweisen, nur um weitere Beispiele zu nennen.

Das Ventil hat günstigerweise ein Ventilgehäuse, in diesem Ventilgehäuse befindet sich bevorzugt die zumindest eine, mittels des Verschlussorgans zu öffnende aber auch zu schließende Ventilöffnung. Insbesondere in diesem Fall ist die Ventilöffnung somit Teil des Ventils. Dies muss aber nicht so sein. Die Ventilöffnung kann auch an einem anderen Bauteil angeordnet sein, wie z.B. direkt an einer Prozesskammer. Um die Ventilöffnung herum verläuft in der Regel zumindest ein Ventilsitz, an den das Verschlussorgan in der Schließstellung angepresst wird. Zwischen Ventilsitz und Verschiussorgan befindet sich in der Schließstellung in der Regel zumindest eine Dichtung. Diese kann sowohl am Verschlussorgan als auch am Ventilsitz angeordnet sein. Es sind auch Varianten denkbar, bei denen sowohl am Verschlussorgan als auch am Ventilsitz zumindest eine entsprechende Dichtung vorhanden ist.

Der zweite Verbindungsabschnitt kann direkt Teil des Verschlussorgans und damit in dem Verschlussorgan angeordnet sein. Es sind aber auch erfindungsgemäße

Varianten denkbar, bei denen der zweite Verbindungsabschnitt an dem

Verschlussorgan angeordnet ist. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn das

Verschlussorgan an einem Verschlussorganträger fixiert ist und der

Verschlussorganträger den zweiten Verbindungsabschnitt aufweist, mit dem das Verschlussorgan an der Ventilstange bzw. dessen ersten Verbindungsabschnitt befestigt wird. Das Gleiche gilt auch für die Ventilstange und den ersten

Verbindungsabschnitt. Auch hier kann der erste Verbindungsabschnitt direkt in der Verbindungsstange oder aber auch an einem, an der Ventilstange befestigten bzw. fixierten Zusatzteii angeordnet sein.

Bei erfindungsgemäßen Ventilen kann es sich um sogenannte Vakuumventile handeln, welche in Vakuum- bzw. Unterdrucktechnik eingesetzt werden bzw. für diese vorgesehen sind. In der Vakuumtechnik werden solche Ventile häufig dazu eingesetzt, Prozesskammern zu öffnen und zu schließen. In den Prozesskammern können, wie an sich bekannt, spezielle, für den Prozess benötigte,

Gaszusammensetzungen und Druckverhältnisse herrschen. In der Regel spricht man von Vakuumtechnik, wenn Betriebszustände mit Drücken kleiner oder gleich 0,001 mbar (Millibar) bzw. 0, 1 Pascal erreicht werden. Vakuumventile sind Ventile, die für diese Druckbereiche und/oder entsprechende Druckdifferenzen zur Umgebung ausgelegt sind. Man kann von Vakuumventilen aber allgemein auch dann sprechen, wenn sie für Drücke unter dem Normaldruck also unter 1 bar ausgelegt sind.

Bei bevorzugten Varianten erfindungsgemäßer Ventile ist vorgesehen, dass die elastisch deformierbare Begrenzungswand und/oder der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt aus zumindest einem Metall oder zumindest einer Metalllegierung besteht bzw. bestehen. Bevorzugte Metalle bzw. Metalllegierungen sind Stähle, insbesondere Edelstähle, aber auch Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen. Grundsätzlich können natürlich aber auch andere

Materialien, insbesondere Keramiken oder auch Hartmetalle bzw. gesinterte Metal le, verwendet werden. Die genannten Bauteile können auch nur zum Teil aus Metall, Metal llegierungen, Keramik oder Hartmetall bestehen oder ganz andere geeignete Materialien aufweisen.

Bevorzugt wird einer der Verbindungsabschnitte, in den anderen der

Verbindungsabschnitte eingeschoben, bevor die klemmende Verbindung durch entsprechende elastische Deformationen der Begrenzungswand hergestellt wird. Bevorzugte Varianten sehen hierzu vor, dass einer der Verbindungsabschnitte einen Aufnahmehohlraum aufweist und der andere der Verbindungsabschnitte im klemmend verbundenen Zustand der Verbindungsabschnitte in dem

Aufnahmehohlraum angeordnet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das

Verschlussorgan oder der am Verschlussorgan fixierte Verschlussorganträger den Aufnahmehohlraum aufweist, welcher vom zweiten Verbindungsabschnitt umgeben ist. Der Verschlussorganträger kann dabei starr und fix am Verschlussorgan befestigt sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Ventilstange oder das an der Ventilstange fixierte Zusatzteil den Aufnahmehohlraum aufweist, welcher vom ersten Verbindungsabschnitt umgeben ist. Die Begrenzungswand, welche durch

entsprechenden Druckaufbau in der Druckkammer elastisch deformierbar ist, ist Teil eines der Verbindungsabschnitte und in bevorzugten Varianten an diesem so ausgerichtet, dass sie zumindest einen Teil der Außenwandung dieses

Verbindungsabschnittes bildet, welcher zur Herstellung des klemmend verbundenen Zustandes zum anderen Verbindungsabschnitt weist. Dies gilt insbesondere für die Varianten mit Aufnahmehohlraum, kann aber auch bei anderen Varianten bevorzugt so realisiert werden.

Als eine zusätzliche Maßnahme zur Partikelvermeidung kann vorgesehen sein, dass zumindest einer der Verbindungsabschnitte eine Dichtung aufweist, mit der der Aufnahmehohlraum nach außen abgedichtet ist, wenn sich die

Verbindungsabschnitte im klemmend verbundenen Zustand befinden.

Um die Druckkammer mit Fluid befüllen und gegebenenfalls auch entsprechend unter Druck setzen zu können, sehen bevorzugte Varianten erfindungsgemäßer Ventile vor, dass das Ventil ein Absperrelement zum Einsperren des Fluids in der Druckkammer aufweist. Günstigerweise handelt es sich dabei um ein lösbares, also von Hand oder mittels eines Werkzeugs, zerstörungsfrei lösbares Absperrelement, welches dazu dient, das Fluid in der Druckkammer einzusperren, aber aus dieser auch wieder ablassen zu können. Besonders bevorzugt ist das Absperrelement als ein Stellelement zur Einstellung des Druckes des Fluids in der Druckkammer ausgebildet. Das Absperrelement kann z.B. eine Schraube sein oder eine solche aufweisen. Im Falle einer Schraube handelt es sich bevorzugt um eine Schraube ohne vorstehenden Kopf, also um eine sogenannte Wurmschraube. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Absperrelement ein elastisches

Druckbegrenzerelement aufweist. Mit dem Druckbegrenzerelement können grundsätzlich verschiedenste Druckschwankungen ausgeglichen und/oder

Überdrücke ausgeglichen bzw. kompensiert werden. Dies ist möglich, solange sich das Druckbegrenzerelement in seinem elastischen Bereich befindet. Z.B. kann das Druckbegrenzerelement dafür sorgen, dass mit dem Absperrelement auch bei Fehlbedienung möglichst kein zu hoher Druck in der Druckkammer eingestellt werden kann. Mit dem Druckbegrenzerelement können aber auch temperatur- oder anderswie bedingte Druckschwankungen ausgeglichen werden. Beim

Druckbegrenzerelement kann es sich z.B. um Federelemente wie Tellerfedern, Schraubenfedern oder dergleichen aber auch um sonstige elastische Körper handeln. Das Absperrelement kann direkt im Verschlussorgan angeordnet sein. Andere Varianten können aber auch vorsehen, dass das Absperreiement in einem das Verschlussorgan mit der Ventilstange verbindenden Verschlussorganträger, wie er vorher bereits genannt wurde, angeordnet ist. Genauso gut kann das

Absperrelement aber natürlich auch in der Ventilstange angeordnet sein. Das Absperreiement kann sich in dem Bauteil befinden, in dem sich auch die

Druckkammer befindet. Im Sinne einer möglichst umfassenden Partikelvermeidung kann aber auch vorgesehen sein, dass das Absperrelement nicht direkt in der Ventilstange und auch nicht direkt im Verschlussorgan sondern an einem dazu distanzierten Ort angeordnet ist. Insbesondere bei solchen Ausgestaltungsformen ist günstigerweise vorgesehen, dass das Absperrelement in einer aus der

Ventilstange oder aus dem Versch'ussorgan herausgeführten Fluidleitung

angeordnet ist. Ein Verfahren zur Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange eines erfindungsgemäßen Ventils sieht bevorzugt vor, dass der erste

Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt klemmend miteinander verbunden werden, indem durch Erhöhung eines Druckes des Fluids in der

Druckkammer die Begrenzungswand elastisch deformiert wird. Ein Verfahren zum Lösen einer Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange eines

erfindungsgemäßen Ventils sieht bevorzugt vor, dass eine klemmende Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Verbindungsabschnitt gelöst wird, indem ein Druck des Fluids in der Druckkammer verringert wird. Zur

Klarstellung wird darauf hingewiesen, dass hierbei sowohl das Verschlussorgan als auch die Ventilstange Teile des erfindungsgemäßen Ventils sind. Der Vollständigkeit halber wird auch darauf hingewiesen, dass beim Verfahren zum Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt natürlich vorab in eine solche Lage relativ zueinander gebracht werden, dass sie entsprechend klemmend miteinander verbunden werden können. Beim Verfahren zum Lösen der Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange können die Verbindungsabschnitte und damit das Verschlussorgan und die Ventilstange nach dem entsprechenden Lösen der Klemmverbindung

voneinander getrennt und/oder entfernt werden.

Die beiliegenden, nachfolgend beschriebenen Figuren zeigen beispielhaft ausgewählte Ausführungsvarianten der Erfindung, wobei die Ventile in den nicht erfindungswesentlichen Bereichen stark schematisiert ausgeführt sind, in denen sie nach verschiedensten Möglichkeiten, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ausgeführt werden können. Dies gilt insbesondere für die Frage, wie viele Ventilantriebe vorhanden sind, wie diese ausgebildet sind und wo diese angeordnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Außenansicht eines Ventils bzw. Vakuumventils, wie sie für alle

nachfolgend geschilderten Ausführungsbeispiele möglich ist;

Fig. 2 bis 6 Darstellungen zu einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Ventils;

Fig. 7 und 8 Darstellungen zu einem zweiten erfindungsgemäßen

Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 9, 10 und 1 1 entsprechende Darstellungen zu einem dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 bis 14 Darstellungen zu einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 5 und 16 Abbildungen zu einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 17 und 18 Darstellungen zu einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Außenansicht auf ein Ventil 1 , welches

insbesondere als ein Vakuumventil ausgebildet sein kann. Erfindungsgemäße Ventile 1 können diese, aber auch andere äußere Erscheinungsformen aufweisen. Die in Fig. 1 dargestellte Variante des Ventils 1 weist jedenfalls ein Ventilgehäuse 15 auf, in dem zwei Ventilöffnungen 3 angeordnet sind, wobei in den nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispielen eine der beiden Ventilöffnungen 3 mittels des Verschlussorgans 2 verschlossen werden kann. Der bzw. die Ventilantriebe 16, welche zum Bewegen des Verschlussorgans 2 zwischen der Schließstellung und der maximalen Öffnungsstellung notwendig sind, sind in den hier dargestellten

Varianten nicht im Detail gezeigt. Dies ist auch nicht Gegenstand der Erfindung und kann in den verschiedensten, beim Stand der Technik an sich bekannten Arten und Weisen ausgeführt sein. Fig. 1 zeigt die Ventilöffnung 3 im geöffneten Zustand, in dem das Verschlussorgan 2 die Ventilöffnung 3 freigibt. Die Ventilstange 4 schaut bei den hier dargestellten Varianten in dieser Stellung ein Stück weit aus dem nur stark schematisiert dargestellten Ventilantrieb 16 heraus.

Bei allen hier gezeigten Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Ventile 1 handelt es sich um sogenannte L-Ventile, bei denen das Verschlussorgan 2 zusammen mit der Ventilstange 4 vom jeweiligen Ventilantrieb 16, ausgehend von einer maximalen Offnungsstellung entlang einer ersten Bewegungsbahn in eine Zwischenstellung gebracht wird. In dieser Zwischenstellung dichtet das Verschlussorgan 2 die

Ventilöffnung 3 zwar noch nicht ab, ist aber bereits in Deckung mit der Ventilöffnung

3 angeordnet. Erst durch Bewegung des Verschlussorgans entlang einer zur ersten Bewegungsbahn abgewinkelten zweiten Bewegungsbahn wird das Verschlussorgan 2 ausgehend von der Zwischenstellung in die Schließstellung gebracht, in der das

Verschlussorgan 2, in der Regel unter Zwischenschaltung einer Dichtung 18, an dem die Ventilöffnung 3 umgebenden Ventilsitz angedrückt ist und so die Ventilöffnung 3 abdichtet. Diese Dinge sind beim Stand der Technik an sich bekannt und müssen nicht im Detail erläutert werden. Vor allem ist aber darauf hinzuweisen, dass erfindungsgemäße Ventile 1 natürlich nicht zwingend als L-Ventil ausgeführt sein müssen. Erfindungsgemäße Verbindungen von Verschlussorgan 2 und Ventilstange

4 können auch in anderen, an sich bekannten Ventilarten eingesetzt werden.

In den Fig. 2 bis 6 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils 1 dargestellt. Gezeigt sind jeweils Längsschnitte durch das Ventil 1 im

Bereich der erfindungswesentlichen Teile, also insbesondere der Verbindung zwischen Verschlussorgan 2 und Ventilstange 4. Der Ventilantrieb 16 ist, wie bereits ausgeführt, nicht im Detail dargestellt. Es ist lediglich die Stelle gekennzeichnet, an der der Ventilantrieb 16 oder zumindest einer der Ventilantriebe 16 in der Regel angeordnet ist. Hier kann auf den Stand der Technik zurückgegriffen werden. Die Fig. 2 zeigt das Verschlussorgan 2 dieses Ausführungsbeispiels des

erfindungsgemäßen Ventils 1 in der maximalen Öffnungsstellung, in der die

Ventilöffnung 3 vollständig freigegeben ist. Fig. 3 zeigt die Zwischenstellung, bei der das Verschlussorgan 2 schon in Deckung mit der Ventilöffnung 3 gebracht ist, aber diese noch nicht verschließt. Fig. 4 zeigt die Schließstellung, in der das

Verschlussorgan 2 die Ventilöffnung 3 abdichtet. Hierzu wird das Verschlussorgan 2 vom Ventilantrieb 16 mit seiner Dichtung 18 gegen den die Ventilöffnung 3 umgebenden Ventilsitz 17 gedrückt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ventilöffnung 3 und der Ventilsitz 1 7 im Ventilgehäuse 15 angeordnet, welches Teil des Ventils 1 ist. Dies muss aber, wie eingangs bereits erläutert, nicht unbedingt so der Fall sein.

In Fig. 5 ist das Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels ohne Ventilgehäuse 1 5 dargestellt. Vor allem ist aber das Verschlussorgan 2 in Fig. 5 von der Ventilstange 4 abgenommen. Es ist in dieser Stellung gemäß Fig. 5 somit der erste

Verbindungsabschnitt 5 der Ventilstange 4 nicht mehr mit dem zweiten

Verbindungsabschnitt 6 des Verschlussorgans 2 verbunden. In dieser, von der Ventilstange 4 gelösten Stellung kann das Verschlussorgan 2 gewartet, also einem Service unterzogen oder ausgetauscht werden. In Fig. 5 ist besonders gut zu sehen, dass das Verschlussorgan 2, welches in diesem wie auch in den anderen Ausführungsbeispieien als Ventilteller ausgeführt ist, einen Aufnahmehohlraum 9 aufweist, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel vom zweiten Verbindungsabschnitt 6 des Verschlussorgans 2 umgeben ist. Zur

Verbindung des Verschlussorgans 2 mit der Ventilstange 4 wird der erste

Verbindungsabschnitt 5 der Ventilstange 4 in diesen Aufnahmehohlraum 9

eingeschoben. Die klemmende Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts 5 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 6 und damit die klemmende Befestigung des Verschlussorgans 2 an der Ventilstange 4 erfolgt dann durch ein entsprechendes Aufbringen eines erhöhten Druckes in einem Fluid in der Druckkammer 8, wodurch die die Druckkammer 8 begrenzende Begrenzungswand 7 so gegen den anderen Verbindungsabschnitt gedrückt wird, dass es zu einer klemmenden Verbindung kommt.

Fig. 6 zeigt den vergrößerten Bereich A aus Fig. 4.

Wie dies besonders gut in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, sind die Druckkammer 8 und auch deren elastisch deformierbare Begrenzungswand 7 in diesem ersten Ausführungsbeispiel Teil des ersten Verbindungsabschnitts 5 und damit der

Ventilstange 4. In diesem ersten Ausführungsbeispiel, wie auch in den meisten anderen nachfolgend geschilderten Ausführungsbeispielen ist die Druckkammer 8 als ein rohrmantelförmig ausgebildeter Hohlraum ausgestaltet, welcher nach außen hin von der elastisch deformierbaren Begrenzungswand 7 begrenzt ist. Die elastisch deformierbare Begrenzungswand 7 ist also in diesem wie auch in anderen

bevorzugten Ausführungsformen zumindest als ein Teil des einen der

Verbindungsabschnitte 5 und 6 ausgeführt, welcher in der Verbindungsstellung dem anderen der Verbindungsabschnitte 5 und 6 gegenüberliegend angeordnet ist. Um das Fluid in der Druckkammer 8 einsperren aber auch unter Druck setzen zu können, ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel ein Absperrelement 10 realisiert, welches in Fig. 6 vergrößert dargestellt ist und in einem internen Leitungsabschnitt 23, welcher mit der Druckkammer 8 verbunden ist, angeordnet ist. Das Absperrelement 10 dieses ersten Ausführungsbeispiels ist also als Stellelement ausgebildet und weist eine Wurmschraube 1 1 auf, welche in ein hier nicht im Detail dargestelltes Gewinde im internen Leitungsabschnitt 23 eingeschraubt werden kann. Der Verstellweg des Absperrelements 10 kann, wie hier auch realisiert, durch einen Anschlag 24 begrenzt sein. Der Anschlag 24 kann, wie hier in diesem Beispiel, auch für eine Begrenzung des maximal einstellbaren Drucks sorgen. An der Wurmschraube 1 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels eines Absperrelementes 10 ist ein Kolben 21 abgestützt oder angeformt, welcher in Längsrichtung des internen Leitungsabschnitts 23

verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 21 ist über die Kolbendichtung 22 gegen den internen Leitungsabschnitt 23 abgedichtet. Die Wurmschraube 1 1 und der Kolben 21 können einstückig als ein Bauteil aber auch als getrennte Bauteile ausgeführt sein.

Im ersten Ausführungsbeispiel sind das Absperrelement 10 und der interne

Leitungsabschnitt 23 in der Ventilstange 4 bzw. im ersten Verbindungsabschnitt 5 angeordnet. Über eine Durchgriffsöffnung 20 im Verschlussorgan 2 kann ein hier nicht dargestelltes Werkzeug wie z.B. ein Inbusschlüsse, Schraubenzieher oder dergleichen in die Wurmschraube 1 1 des Absperrelementes 10 eingreifen, um diese zu betätigen. Durch entsprechendes Schrauben in die eine Richtung kann der Druck des Fluids in dem internen Leitungsabschnitt 23 und in der Druckkammer 8 erhöht werden, sodass die elastisch deformierbare Begrenzungswand 7 zur Herstellung einer klemmenden Verbindung zwischen den beiden Verbindungsabschnitten 5 und 6 nach außen ausgelenkt wird. Zum Lösen der klemmenden Verbindung wird die Wurmschraube 1 1 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, womit der Druck in dem Fluid in dem internen Leitungsabschnitt 23 und in der Druckkammer 8 so weit herabgesetzt werden kann, dass die Begrenzungswand 7 elastisch wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und die klemmende Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsabschnitt 5 und 6 gelöst ist. Anschließend kann das

Verschlussorgan 2 von der Ventilstange 4 abgenommen werden, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Als Fluide können grundsätzlich alle zu einem entsprechenden Druckaufbau geeigneten Fluide eingesetzt werden. Vor allem kann man hierzu die üblichen, an sich bekannten Flüssigkeiten, insbesondere Hydraulikflüssigkeiten, verwenden. Bei dem Fluid kann es sich aber auch um ein Gas, ein Gel oder um Mischungen der genannten Fluide handeln.

Im Sinne einer optimalen Vermeidung von Partikelbildung beim Verbinden und Trennen der beiden Verbindungsabschnitte 5 und 6 ist in diesem ersten wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen eine Dichtung 19 vorgesehen, welche den

Aufnahmehohlraum 9 nach außen hin abdichtet, wenn die Verbindungsabschnitte 5 und 6 miteinander verbunden, also der erste Verbindungsabschnitt 5 der Ventilstange 4 vollständig in den Aufnahmehohlraum 9 des zweiten Verbindungsabschnitts 6, also des Verschlussorgans 2 eingeführt ist.

Nachfolgend werden nun weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele von Ventilen 1 beispielhaft erläutert, welche letztendlich Abwandlungsformen dieses ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 2 bis 6 darstellen. Es wird daher nur noch auf die Änderungen gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. einem nachfolgend beschriebenen anderen Ausführungsbeispiel eingegangen. Es wird auch nur noch die Schließstellung dargestellt. Bezüglich aller anderen

Ausgestaltungsformen und Stellungen wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 7 und 8 wird ein anderes Absperrelement 10 beispielhaft gezeigt. Fig. 8 zeigt dabei den Bereich B aus Fig. 7 vergrößert. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel eines Absperrelementes 10 ist zwischen der Wurmschraube 1 1 und dem Kolben 21 ein als eine Abfolge von zwei Tellerfedern ausgebildetes elastisches Druckbegrenzerelement 12 vorhanden. Natürlich könnte dies anstelle von Tellerfedern auch als eine oder mehrere

Schraubenfedern oder als ein anderer elastischer Körper ausgebildet sein, nur um weitere Ausgestaltungsformen anzudeuten. Das Druckbegrenzerelement 12 dient jedenfalls dazu, den in dem Fluid in der Druckkammer 8 erzeugten Druck nach oben hin zu begrenzen. Durch die entsprechende Wahl des Druckbegrenzerelements 12 bzw. dessen elastischer Eigenschaften kann dafür gesorgt werden, dass ab

Überschreitung eines gewissen Druckschwellwertes ein weiteres Anziehen der Wurmschraube 1 1 zu einer entsprechenden elastischen Deformation des

Druckbegrenzerelements 12 und damit nicht mehr zu einer weiteren Erhöhung des Druckes in dem Fluid in der Druckkammer 8 führt. Darüber hinaus kann das

Druckbegrenzerelement 12 aber auch thermisch oder anderweitig bedingte

Druckschwankungen ausgleichen. Das Betätigen der Wurmschraube 1 1 dieses Absperrelementes 10 und damit die Betätigung des Absperrelementes 10 erfolgt ansonsten wie im ersten Ausführungsbeispiel. Zu den nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungsformen der Erfindung wird darauf hingewiesen, dass bei diesen, auch wenn dies nicht mehr im Detail dargestellt ist, sowohl das Absperrelement 10 des ersten Ausführungsbeispiels als auch das Absperrelement 10 des zweiten Ausführungsbeispiels als auch andere Absperrelemente 10 zum Einsatz kommen können, soweit diese überhaupt benötigt werden.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Variante handelt es sich um eine Abwandlungsform des ersten Ausführungsbeispiels, bei der das Absperrelement 10 nicht mehr direkt in der Ventilstange 4 bzw. im ersten Verbindungsabschnitt 5 sondern in einer aus der Ventilstange 4 herausgeführten Fluidleitung 10 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Absperrelement 10 auch außerhalb des Ventilgehäuses 15 angeordnet werden kann, sodass bei dieser Variante eine Partikelerzeugung innerhalb des Ventilgehäuses 15 noch vollständiger vermieden ist. Fig. 10 ist wiederum eine Abwandlungsform der Ausführungsvariante gemäß Fig. 9. Hier ist der zweite

Verbindungsabschnitt 6 nicht direkt im Verschlussorgan 2 sondern in einem

Verschlussorganträger 13 und damit nur noch an dem Verschlussorgan 2

angeordnet. Der Verschlussorganträger 13 ist dabei vorzugsweise starr und fix am Verschlussorgan 2 befestigt.

Fig. 1 1 zeigt wiederum ein Ausführungsbeispiel bei dem ausgehend von der Variante gemäß Fig. 10 auf die herausgeführte Fluidleitung 14 wiederum verzichtet und das Absperrelement 10 wieder wie im ersten Ausführungsbeispiel direkt in der Ventilstange 4 und damit im ersten Verbindungsabschnitt 5 angeordnet wurde.

Während bei den bisher geschilderten Ausführungsbeispielen die Druckkammer 8 und auch die elastisch deformierbare Begrenzungswand 7 immer im ersten

Verbindungsabschnitt 5 und damit in der Ventilstange 4 ausgeführt waren, zeigen die nachfolgend noch geschilderten Ausführungsvarianten nun beispielhaft, dass dies nicht unbedingt der Fall sein muss. In allen nachfolgend geschilderten

Ausführungsvarianten sind die Druckkammer 8 und die Begrenzungswand 7 in oder an dem Verschlussorgan 2 ausgeführt. 5

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In der Ausführungsvariante wie sie in den Fig. 1 2 bis 14 dargestellt ist, sind die Druckkammer 8 und die Begrenzungswand 7 direkt Teil des Verschlussorgans 2. Der zweite Verbindungsabschnitt 6 ist also direkt in dem Verschlussorgan 2 ausgeführt. Fig. 1 3 zeigt den Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie CC aus Fig. 12. In Fig. 14 ist das Ventilgehäuse 1 5 entfernt und das Verschlussorgan 2 ist von der Ventilstange 4 abgenommen. In dieser Variante der Erfindung ist die elastisch deformierbare Begrenzungswand 7 als eine den Aufnahmehohlraum 9 begrenzende Innenwand bzw. ein solcher innenwandbereich des zweiten Verbindungsabschnitts 6

ausgestaltet. Die Druckkammer 8 umgibt die Begrenzungswand 7 und ist damit auch im zweiten Verbindungsabschnitt 6 angeordnet. Der Hohlraum der Druckkammer 8 hat auch in diesem Ausführungsbeispiel die Form einer Rohrmantelwandung.

In dem Schnitt CC gemäß Fig. 1 3 ist gut zu sehen, dass in dieser

Ausführungsvariante das Absperrelement 10 an einem seitlichen Rand des

Verschlussorgans 2 und damit von außen zugänglich im Verschlussorgan 2 angeordnet ist. Der interne Leitungsabschnitt 23 führt, wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen, zur Druckkammer 8. Bei dieser Ausführungsvariante wird durch entsprechende Druckerhöhung in dem Fluid in der Druckkammer 8 die Begrenzungswand 7 elastisch nach innen ausgelenkt, um so die klemmende

Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 5 und dem zweiten

Verbindungsabschnitt 6 und damit zwischen Ventilstange 4 und Verschlussorgan 2 zu erreichen. Die Ausführungsvariante gemäß der Fig. 15 und 16 zeigt eine Abwandlungsform der Variante gemäß der Fig. 12 bis 14. In Fig. 16 ist der Schnitt entlang der Schnittlinie DD aus Fig. 1 5 dargestellt. Der wesentliche Unterschied des Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 15 und 16 zum Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 12 bis 14 besteht darin, dass hier der zweite Verbindungsabschnitt 6 nicht in sondern an dem Verschlussorgan 2 angeordnet ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 6 und damit auch die Druckkammer 8 und die Begrenzungswand 7 sind hier Teil eines

Verschlussorganträgers 1 3, welcher, vorzugsweise fix und dauerhaft, am Verschlussorgan 2 befestigt ist und das Verschlussorgan 2 mit der Ventilstange 4 verbindet. Das Absperrelement 10 und der interne Leitungsabschnitt 23 befinden sich hier entsprechend im Verschlussorganträger 1 3. In Fig. 1 7 und 18 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der zwei Druckkammern 8 und zwei Begrenzungswände 7 vorgesehen und im zweiten Verbindungsabschnitt 6 und hier direkt im Verschlussorgan 2 angeordnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass die Druckkammer 8 und auch die Begrenzungswände 7 natürlich sehr unterschiedlich ausgeformt sein können und nicht, wie in den bisher gezeigten Ausführungsvarianten, immer rohrförmig ausgebildet sein müssen. Fig. 18 zeigt den Bereich E aus Fig. 17 vergrößert. Hier ist gut zu erkennen, dass der

Aufnahmehohlraum 9 des Verschlussorgans 2, in dem der erste

Verbindungsabschnitt 5 der Ventilstange 4 angeordnet ist, im Querschnitt auch eine unrunde Form haben kann. Dies kann z.B. dazu verwendet werden, dass das

Verschlussorgan 2 beim Anordnen an der Ventiistange 4 gleich automatisch richtig ausgerichtet wird. Hierzu können natürlich unterschiedlichste, von der

Kreisformabweichende Querschnittsformen realisiert werden. In Fig. 18 ist gut zu sehen, wie die beiden Begrenzungswände 7 aufeinander gegenüberliegenden abgeflachten Seiten des ersten Verbindungsabschnitts 5 der Ventilstange 4 angeordnet sind. Durch entsprechende Druckerhöhung in der Druckkammer 8 kann wiederum eine elastische Auslenkung bzw. Deformation der Begrenzungswände 7 und damit eine klemmende Verbindung der beiden Verbindungsabschnitte 5 und 6 und damit wiederum eine klemmende Befestigung des Verschlussorgans 2 an der Ventilstange 4 erreicht werden.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung insbesondere dann gut eignet, wenn ein automatisierter, also nicht von Hand betriebener Wechsel oder Service der Verschlussorgane 2 vorgesehen ist. W

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L e g e n d e zu den Hinweisziffern:

1 Ventil

2 Verschlussorgan

3 Ventilöffnung

4 Ventilstange

5 erster Verbindungsabschnitt

6 zweiter Verbindungsabschnitt

7 Begrenzungswand

8 Druckkammer

9 Aufnahmehohlraum

10 Absperrelement

1 1 Wurmschraube

12 Druckbegrenzerelement

13 Verschlussorganträger

14 Fluidleitung

1 5 Ventilgehäuse

16 Ventilantrieb

17 Ventilsitz

18 Dichtung

19 Dichtung

20 Durchgriffsöffnung

21 Kolben

22 Kolbendichtung

23 interner Leitungsabschnitt

24 Anschlag

Claims

Patentansprüche

Ventil (1 ), insbesondere Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan

(2) zum Verschließen einer Ventilöffnung

(3) und mit zumindest einer Ventilstange

(4) , wobei in oder an der Ventilstange (4) zumindest ein erster

Verbindungsabschnitt (5) angeordnet ist und in oder an dem Verschlussorgan (2) zumindest ein zweiter Verbindungsabschnitt (6) angeordnet ist und das Verschlussorgan (2) durch Verbinden des ersten Verbindungsabschnitts (5) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (6) an der Ventilstange (4) befestigbar oder befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (5) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (6) zumindest eine, von zumindest einer elastisch deformierbaren Begrenzungswand (7) begrenzte, Druckkammer (8) für ein Fluid aufweist bzw. aufweisen und die Begrenzungswand (7) zur Ausbildung einer klemmenden Verbindung des ersten Verbindungsabschnitts

(5) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (6) mittels des in der Druckkammer (8) angeordneten Fluids elastisch deformierbar ist.

Ventil (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Begrenzungswand (7) und/oder der erste Verbindungsabschnitt (5) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (6) aus zumindest einem Metall oder zumindest einer Metalllegierung besteht bzw. bestehen.

Ventil (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Verbindungsabschnitte (5, 6) einen Aufnahmehohlraum (9) aufweist und der andere der Verbindungsabschnitte (5, 6) im klemmend verbundenen Zustand der Verbindungsabschnitte (5, 6) in dem Aufnahmehohlraum (9) angeordnet ist.

Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1 ) ein Absperrelement (10) zum, vorzugsweise lösbaren, Einsperren des Fluids in der Druckkammer (8) aufweist.

5. Ventil (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (10) als ein Stellelement zur Einstellung eines Druckes des Fluids in der Druckkammer (8) ausgebildet ist.

6. Ventil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das

Absperrelement (10) eine Schraube, vorzugsweise eine Wurmschraube (1 1 ), aufweist oder ist.

7. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (10) ein elastisches Druckbegrenzerelement (12) aufweist.

8. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (10) im Verschlussorgan (2), oder in einem, das

Verschlussorgan (2) mit der Ventilstange (4) verbindenden,

Verschlussorganträger (13) oder in der Ventilstange (4) oder in einer aus der Ventilstange (4) oder aus dem Verschlussorgan (2) herausgeführten Fluidleitung (1 ) angeordnet ist.

9. Verfahren zum Befestigen des Verschlussorgans (2) an der Ventilstange (4) eines Ventils (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (5) und/oder zweite Verbindungsabschnitt (6) klemmend miteinander verbunden werden, indem durch Erhöhung eines Druckes des Fluids in der Druckkammer (8) die Begrenzungswand (7) elastisch deformiert wird.

10. Verfahren zum Lösen einer Befestigung des Verschlussorgans (2) an der

Ventilstange (4) eines Ventils (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine klemmende Verbindung des ersten

Verbindungsabschnitts (5) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (6) gelöst wird, indem ein Druck des Fluids in der Druckkammer (8) verringert wird.