(57)【要約】  本発明は、開口軸線（４）を有する第１の開口（３）と、第１の開口（３）を取り囲む弁座（５）とを備えた弁ケーシング（１）を有する、実質的に気密に流路（Ｆ）を遮断するための真空弁に関する。さらに、外側の画定部（９ａ）を備える第１のディスク部分（９）と、該外側の画定部（９ａ）の内部に、開口軸線（３）に対して平行に線形に可動に密な形式で支持されている第２のディスク部分（１１）とを備えた弁ディスク（８）が設けられている。第１のディスク部分（９）に接続されている駆動装置は、弁ディスク（８）の制御された可動性を提供している。弁座（５）は、軸方向で弁ディスクの方向に向けられたシール面（１４）を有している。第１のディスク部分（９）は、軸方向で弁座（５）の方向に向けられた第１の載着面（１５）を有している。この載着面は、閉鎖位置（Ｃ）において、第１の接触領域において、シール面（１４）との軸方向で密閉した接触が形成されるように、形成されている。外側の画定部（９ａ）は、半径方向内方に向けられた内面（１６）を有している。第２のディスク部分（１１）は、半径方向外方に向けられた外面（１７）を有している。この外面（１７）は、第２の接触領域にわたって内面（１６）との半径方向で密閉した接触が生じるように形成されている。弁ディスク（８）の中心部を中心として少なくとも所定の半径方向の角度にわたって、中心から第１の載着面に至るまでの半径方向の第１の間隔は、中心から第２の接触領域に至るまでの半径方向の第２の間隔よりも小さく形成されている。
2019506578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ケーシング（１）と、弁ディスク（８）と、少なくとも１つの駆動装置（１２）とを備えた、流路（Ｆ）を実質的に気密に遮断するための真空弁であって、
前記弁ケーシング（１）は、
幾何学的な開口軸線（４）を備えた、前記流路（Ｆ）のための第１の開口（３）と、前記弁ケーシング（１）の第１の側（２０）に設けられた、前記第１の開口（３）を取り囲む弁座（５）とを有する第１の壁（２）を備え、
前記弁ディスク（８）は、
外側の画定部（９ａ）を備えた、特に環状またはフレーム状の第１のディスク部分（９）と、
閉じている第２のディスク部分（１１）であって、前記開口軸線（３）に対して平行な方向で前記第１のディスク部分（９）に対して相対的に引込位置（Ａ）と進出位置（Ｂ）との間で線形に運動可能に密閉して前記外側の画定部（９ａ）内に支持されている、第２のディスク部分（１１）とを備え、
前記駆動装置（１２）は、前記第１のディスク部分（９）に接続されていて、かつ
前記弁ディスク（８）が前記第１の開口（３）の側方で隣に配置された滞留部分（１３）に位置決めされていて、前記第１の開口（３）と前記流路（Ｆ）とが開放されている開放位置（Ｏ）と、
前記弁ディスク（８）が前記第１の開口（３）上に位置決めされており、前記第１の開口（３）の開口横断面を覆っている中間位置（Ｉ）と
の間で、前記開口軸線（４）を実質的に横切る方向に行われる横方向運動（ｘ）によって前記弁ディスク（８）が旋回可能または移動可能に構成されており、かつ
前記中間位置（Ｉ）と、
前記第１のディスク部分（９）と前記弁座（５）との間で前記第１の開口（３）を気密に閉鎖し、前記流路（Ｆ）を遮断する気密な接触が形成されている閉鎖位置（Ｃ）と、
の間で、前記開口軸線（４）に対して平行に行われる長手方向運動（ｙ）によって前記弁ディスク（８）が移動可能に構成されており、
前記閉鎖位置（Ｃ）では、差圧が、前記弁ディスク（８）において、実質的に、可動な前記第２のディスク部分（１１）に作用し、かつ前記第２のディスク部分（１１）は、前記開口軸線（４）に対して平行な方向で、前記第１のディスク部分（９）から実質的に切り離されて、直接的または間接的に前記弁ケーシング（１）に支持されている、
真空弁において、
前記弁座（５）は、軸方向で前記弁ディスクの方向に向けられた、前記開口軸線（４）を横切る方向に延びるシール面（１４）を有しており、
前記第１のディスク部分（９）は、軸方向で前記弁座（５）の方向に向けられた、前記開口軸線（４）を横切る方向に延びる第１の載着面（１５）を有しており、該載着面（１５）は、前記閉鎖位置（Ｃ）において、該第１の載着面（１５）と前記シール面（１４）との間に位置する第１のシール（１０）を介して、第１の接触領域において前記シール面（１４）との軸方向で密閉した接触が形成されるように、配置され、かつ構成されており、
前記外側の画定部（９ａ）は、半径方向内方に向けられた、前記開口軸線（４）に対して平行に延びる内面（１６）を有しており、
前記第２のディスク部分（１１）は、半径方向外方に向けられた、前記開口軸線（４）に対して平行に延びる外面（１７）を有しており、該外面（１７）は、前記外面（１７）と前記内面（１６）との間に位置する第２のシール（１８）を介して、前記引込位置（Ａ）と前記進出位置（Ｂ）との間の第２の接触領域にわたって前記内面（１６）との半径方向で密閉した接触が形成されるように、配置され、かつ形成されており、
前記弁ディスク（８）の中心（Ｚ）の周囲の、特に中心（Ｚ）の周囲に延びる少なくとも特定の半径方向の角度のために、前記中心（Ｚ）から前記第１の載着面（１５）に至るまでの第１の半径方向の間隔（ｄ１）が、前記中心（Ｚ）から前記第２の接触領域に至るまでの第２の半径方向の間隔（ｄ２）よりも小さく形成されていることを特徴とする、流路（Ｆ）を実質的に気密に遮断するための真空弁。
【請求項２】
前記第１のディスク部分（９）は、
支持面（２２）であって、
軸方向で前記第２のディスク部分（１１）に向けられ、前記開口軸線（４）を横切る方向に延び、かつ
前記外側の画定部に隣接する
支持面（２２）を有しており、
前記閉鎖位置（Ｃ）において、前記第２のディスク部分（１１）は、前記第１の開口（３）の前記第２の側（２０）に相対的な負圧（２３）が形成されている場合に、前記引込位置（Ａ）にある状態で前記支持面（２２）に載着しているように、前記支持面（２２）と前記第２のディスク部分（１１）とが配置されている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
少なくとも前記支持面（２２）と、前記第２のディスク部分（１１）の、前記支持面（２２）に対向する下面と、特に前記内面（１６）とが、中間領域（１９）のための画定面を規定し、該中間領域（１９）の容積は、
前記第２のディスク部分（１１）の位置に応じて決定されていて、前記容積は、前記引込位置（Ａ）では最小であり、特にゼロであり、かつ前記容積は、前記進出位置（Ｂ）では最大であり、
閉鎖位置（Ｃ）では、前記第１の開口（３）に接続されている、請求項２記載の弁。
【請求項４】
前記支持面（２２）は、半径方向で前記第１のシール（１０）と前記第２のシール（１８）との間に形成されている、請求項２または３記載の弁。
【請求項５】
前記支持面（２２）と前記外側の画定部とは、互いに対して相対的に直角に配置されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の弁。
【請求項６】
前記第２のディスク部分（１１）は、軸方向で前記弁座（５）に向けられた下面に切欠き（２６）を有していて、該切欠き（２６）は、半径方向で少なくとも部分的に前記支持面（２２）に重畳し、かつ閉鎖位置（Ｃ）においても前記第１の開口（３）の前記開口横断面に重畳するように、半径方向に延びて形成されており、特に前記切欠き（２６）は、前記第２のディスク部分（１１）において環状に延びるように形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
【請求項７】
前記第１のディスク部分（９）が環状に形成されていて、前記第１のディスク部分（９）の前記外側の画定部（９ａ）の直径が、前記第１のディスク部分（９）の前記第１の載着面（１５）の直径よりも大きく形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。
【請求項８】
前記弁ケーシング（１）は、第２の側（２１）において第２の壁（６）を有しており、該第２の壁（６）は、前記第１の壁（２）および前記第１の開口（３）に対して離間した、実質的に平行な対向位置において、前記流路（Ｆ）のための第２の開口（７）を有しており、
前記第２の壁（２）は、特に前記第２の開口（７）を取り囲む第２の載着面（２４）を有しており、
前記第２の載着面（２４）と前記第２のディスク部分（１１）とは、前記第２の側（２１）および前記第２の開口（７）に向かう方向で前記第２のディスク部分（１１）の相対的な線形の可動性を制限するために、前記閉鎖位置（Ｃ）において、前記第２のディスク部分（１１）は、前記第２の開口（７）の前記第２の側（２１）に相対的な負圧（２５）が形成されている場合に、前記進出位置（Ｂ）にある状態でストッパ面（２７）により、前記第２の側（２１）に向かう方向で前記第２の載着面（２４）に載着するように、配置され、かつ形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
【請求項９】
前記弁ディスク（８）は、
前記開放位置（Ｏ）と、
前記中間位置（Ｉ）と
の間で前記横方向運動（ｘ）により旋回可能または移動可能であり、かつ
前記中間位置（Ｉ）と、
前記閉鎖位置（Ｃ）と、
初期化位置（Ｎ）であって、前記第２のディスク部分（１１）の前記ストッパ面（２７）が前記第２の載着面（２４）に載着し、完全に前記引込位置（Ａ）に移動されているように、前記第１のディスク部分（９）の、前記第２の壁（６）に対する間隔が減じられている初期化位置（Ｎ）と
の間で、前記長手方向運動（ｙ）により移動可能であり、前記中間位置（Ｉ）は、前記閉鎖位置（Ｃ）と前記初期化位置（Ｎ）との間にあるように、
前記少なくとも１つの駆動装置（１２）が構成されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１０】
前記弁ディスク（８）は、
前記流路（Ｆ）の気密な遮断のために、
前記駆動装置（１２）の前記横方向運動（ｘ）により、
前記開放位置（Ｏ）から、
前記中間位置（Ｉ）へ
と位置調節可能であり、かつ
前記駆動装置（１２）の前記長手方向運動（ｙ）により、
前記中間位置（Ｉ）から、
前記閉鎖位置（Ｃ）へ
と位置調節可能であり、かつ
前記流路（Ｆ）の完全な開放のために、
前記駆動装置（１２）の前記長手方向運動（ｙ）により、
前記閉鎖位置（Ｃ）であって、前記第２のディスク部分（１１）が前記引込位置（Ａ）と前記進出位置（Ｂ）との間の任意の位置にある、前記閉鎖位置（Ｃ）から、
前記第２のディスク部分（１１）を前記引込位置（Ｂ）に完全に移動させるための前記初期化位置（Ｎ）を介して、
前記中間位置（Ｉ）へ
と位置調節可能であり、かつ
前記駆動装置（１２）の前記横方向運動（ｘ）により、
前記中間位置（Ｉ）から
前記開放位置（Ｏ）へ
と位置調節可能に、
制御装置が構成されていて、かつ前記駆動装置（１２）に接続されている、
請求項１から９までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１１】
前記第１のシール（１０）は、前記弁座（５）の前記シール面（１４）と軸方向で密閉した接触を形成するために、前記第１のディスク部分（９）の前記第１の載着面（１５）上に位置固定されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１２】
前記第２のシール（１８）は、
前記第２のディスク部分（１１）の前記外面（１７）と半径方向で密閉した接触を形成するために前記第１のディスク部分（９）の前記内面（１６）上に位置固定されているか、または
前記第１のディスク部分（９）の前記内面（１６）と半径方向で密閉した接触を形成するために前記第２のディスク部分（１１）の前記外面（１７）上に位置固定されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１３】
前記第１のディスク部分（９）は、前記少なくとも１つの駆動装置（１２）に、前記開口軸線（４）に対して垂直方向に延びるアーム（２８）を介して接続されており、該アーム（２８）は、前記閉鎖位置（Ｃ）において、前記第１の開口（３）の、前記開口軸線（４）に沿って幾何学的に投影された開口横断面の外側に位置しているように、前記第１のディスク部分（９）に側方で配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１４】
前記第１のディスク部分（９）は、環状に形成されており、
前記第２のディスク部分（１１）は、閉じた円板形状を有しており、
前記内面（１６）および前記外面（１７）は、幾何学的な円筒周面であり、
前記シール面（１４）および前記第１の載着面（１５）は、幾何学的な環状面である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１５】
前記弁は、シャトル弁として形成されており、
前記駆動装置（１２）は、前記弁ディスク（８）が前記横方向運動（ｘ）により、実質的に平行に前記第１の開口（３）の横断面上に、かつ前記開口軸線（４）に対して垂直方向に旋回可能に、構成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、流路を実質的に気密に遮断するための弁に関する。特にシャトル弁（Pendelventil）もしくはゲート弁（Schieberventil）の形式のこのような弁は、特に真空技術において使用される。
【０００２】
概して、弁ケーシング内に形成された開口を通じてガイドされる流路、流れ経路または波線経路を実質的に気密に閉鎖するための真空弁は、先行技術に基づき種々異なる実施形態で知られている。真空ゲート弁は、特にＩＣ製造および半導体製造の分野において使用されるが、たとえば、同様に保護された雰囲気中でできるだけ汚染粒子の存在なしに行う必要のある電子顕微鏡検査の領域においても使用される。
【０００３】
たとえば、半導体ウェハまたは液晶基板のための製造装置内において、極めて繊細な半導体エレメントまたは液晶エレメントは逐次、複数のプロセスチャンバを通過し、これらのプロセスチャンバ内で、このプロセスチャンバ内にある半導体エレメントはそれぞれ１つの加工装置によって加工される。プロセスチャンバ内での加工プロセス中も、プロセスチャンバからプロセスチャンバへの搬送中も、極めて繊細な半導体エレメントは常に保護雰囲気、特に真空内に置かれる必要がある。プロセスチャンバは、たとえば接続通路を介して互いに接続されている。この場合、プロセスチャンバは、真空ゲート弁によって、１つのプロセスチャンバから次のプロセスチャンバへと部材を搬送するために開放され、次いで各製造ステップを実施するために気密に閉鎖され得る。このような弁は、上述の使用領域に基づいて真空搬送弁とも呼ばれ、かつその方形の開口横断面に基づいて、角型ゲート弁（Rechteckschieber）とも呼ばれる。
【０００４】
周辺弁（Peripherieventil）は、特に、真空チャンバと真空ポンプまたは別の真空チャンバとの間の気体流を調節または制御するために使用される。周辺弁は、たとえば管システム内で、プロセス−真空チャンバまたは搬送チャンバと、真空ポンプ、周辺雰囲気または別のプロセス−真空チャンバとの間に位置している。ポンプ弁とも呼ばれるこのような弁の開口横断面は、通常、真空搬送弁の開口横断面よりも小さい。周辺弁は、使用分野に応じて、開口の完全な開放および閉鎖のためだけではなく、完全な開放位置と気密な閉鎖位置との間で開口横断面を連続的に調節することによる流量の制御および調節のためにも使用されるので、周辺弁は制御弁とも呼ばれる。気体流を制御および調節するための可能な周辺弁はシャトル弁である。
【０００５】
たとえば米国特許第６０８９５３７号明細書（Olmsted／US6089537）から公知のような典型的なシャトル弁では、第１のステップにおいて、通常は円形の弁ディスクが、通常は同様に円形の開口上に、開口を開放する位置から開口を覆う中間位置へと回転式に旋回させられる。たとえば米国特許第６４１６０３７号明細書（Geiser／US6416037）または米国特許第６０５６２６６号明細書（Blecha／US6056266）に記載されているようなゲート弁の場合、弁ディスクも開口も大抵は方形に形成されており、この第１のステップにおいて、開口を開放する位置から開口を覆う中間位置へと線形に移動されている。この中間位置において、シャトル弁またはゲート弁の弁ディスクは、開口を取り囲む弁座に対して離間した対向位置に位置している。第２のステップにおいて、弁ディスクと弁座との間の間隔が減少させられて、これにより弁ディスクと弁座とは互いに対して均等に押し合わされ、開口は実質的に気密に閉鎖される。この第２の運動は、好適には、弁座に対して実質的に垂直方向で行われる。シールは、たとえば弁ディスクの閉鎖面に配置されて、開口を取り囲む弁座に押し当てられるシールリングを介して行われるか、または弁ディスクの閉鎖面に対して押し当てられる、弁座に設けられたシールリングを介して行われる。２つのステップにおいて行われる閉鎖過程により、弁ディスクと弁座との間のシールリングは、このシールリングを損傷し得る剪断力をほとんど受けない。なぜならば、弁座の運動が、第２のステップにおいて、実質的に直線状に、弁座に向かって垂直方向に行われるからである。
【０００６】
先行技術に基づいて、弁ディスクの、シャトル弁においては回転式の運動、ゲート弁においては開口上で平行に行われる並進的な運動と、開口に対して垂直方向に行われる実質的に並進的な運動とのこの組み合わせを達成するための種々異なる駆動システムは公知であり、たとえばシャトル弁のためには米国特許第６０８９５３７号明細書（Olmsted／US6089537）から、ゲート弁のためには米国特許第６４１６０３７号明細書（Geiser／US6416037）から公知である。
【０００７】
弁座に対する弁ディスクの押付けは、全ての圧力範囲内で要求された気密性が確保されていて、かつ過大な圧縮負荷によるシール媒体、特にＯリングの形態のシールリングまたは別の形状のシールの損傷が阻止されるように、行わなければならない。このことを保証するために、公知の弁は、両弁ディスク側の圧力差に依存して制御される、弁ディスクの押付け圧調節が予定される。しかし、特に圧力変動が大きな場合、または負圧から正圧または正圧から負圧への変化時には、シールリングの全周に沿った均一な力分配を常に保証することはできない。概して、シールリングを、弁に加えられる圧力に基づいて生じる支持力から切り離すことが目指される。このためには、米国特許第６６２９６８２号明細書（Duelli／US6629682）では、シールリングとその隣に位置する支持リングとから構成されるシール媒体を備える真空弁が提案される。これにより、シールリングは支持力から実質的に解放されている。
【０００８】
場合によっては正圧のためにも負圧のためにも要求された気密性を達成するために、第２の運動ステップに対して付加的にまたは択一的に、幾つかの公知のシャトル弁またはゲート弁は、弁ディスクに対して垂直方向に移動可能な、開口を取り囲む弁リングを設けられている。この弁リングは、弁を気密に閉鎖するために弁ディスクに対して押圧される。弁ディスクに対して相対的に能動的に移動可能な弁リングを備えるこのような弁は、たとえば独国特許登録第１２６４１９１号明細書（DE1264191B1）、独国特許登録第３４４７００８号明細書（DE3447008C2）、米国特許第３１４５９６９号明細書（Zweck／US3145969）および独国実用新案第７７３１９９３号明細書（DE7731993U）から公知である。米国特許第５５７７７０７号明細書（Brida／US5577707）には、開口を有する弁ケーシングと、開口を通る流量を制御するための、開口上に平行に旋回可能な弁ディスクとを備えたシャトル弁が記載されている。開口を取り囲む弁リングは、弁ディスクに向かう方向で垂直方向に、複数のばねおよび圧縮空気シリンダにより能動的に運動可能である。このシャトル弁の可能な発展形は、米国特許出願公開第２００５／００６７６０３号明細書（Lucas等／US2005/0067603A1）において提案される。
【０００９】
欧州特許出願公開第２５５１５６４号明細書（VAT Holding AG／EP2551564A1）に基づいて、２つの部分から成る弁ディスクを含む種々異なる実施形態の真空弁が公知である。半径方向のシールを支持する第１のディスク部分は、開口を有している。第２のディスク部分も、同様に半径方向でシールされて第１のディスク部分に対して相対的に可動に配置されている。第１のディスク部分は、アクチュエータにより弁座に押し当て可能であるので、密閉した接触が形成される。この場合、第２のディスク部分は、特に弁座側が正圧の場合、場合によっては対向する弁ケーシング面に支持される。
【００１０】
このような実施形態で不都合なことは、特に、シールすべき容積内で正圧が高められた場合に、第２のディスク部分は確かに対向する弁ケーシング面に支持されるが、第１のディスク部分は減じられたシール作用を有している。なぜならば、この第１のディスク部分は、第２のディスク部分の方向に押圧され、これにより開放位置にもたらされてしまうからである。したがって、シールの確実性は、特に差圧が大きいか、または圧力変動が強い場合に、減じられている。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、上述の問題を解決し、冒頭で述べた形式の弁を改良して、両側で作用する高い圧力負荷に耐えることができ、差圧および圧力変動が大きな場合でさえ小さなシール摩耗により優れている、できるだけ簡単かつコンパクトに構成された弁を提供することにある。
【００１２】
特に本発明の課題は、第１には構造的に簡単な構成を提供し、第２には差圧、特に圧力変動が大きな場合に改善されたシール作用を提供する真空弁を提供することにある。
【００１３】
この課題は、独立請求項の特徴部に記載の特徴を実現することにより解決される。本発明を択一的または有利な形式で変更する特徴は、従属請求項から看取される。
【００１４】
本発明は、第１の外側のディスク部分と、第２の内側のディスク部分とを備えた少なくとも２部分から成る弁ディスクを設け、第１のディスク部分を、弁座に対して軸方向で密閉して構成し、第２のディスク部分を第１の部分に対して半径方向に密閉して構成することに基づいている。第１のディスク部分は、軸方向に作用するメインシールを介して、弁ケーシングに設けられた弁座に気密に接触させることができる。第１のディスク部分の内側に配置された第２のディスク部分は、外側のディスク部分に対して相対的に、密閉式、特に気密な形式で、軸方向に可動に支持されている。この場合、これらのディスク部分の間には、半径方向に作用する補助シールが設けられている。弁の閉鎖位置では、差圧は、弁座において、実質的に、可動である内側のディスク部分に作用し、内側のディスク部分は、実質的に外側のディスク部分から切り離されて、直接的にまたは間接的に弁ケーシングにおいて支持されている。
【００１５】
さらに、メインシールは、補助シールに比べて、少なくとも部分的に大きな半径を有しているので、メインシールの該当する部分は、弁ディスクの中心から半径方向でより遠ざけられて位置している。これにより、かつディスク部分の対応する幾何学的な構成により、本発明によれば、ディスク部分の間の領域が規定されている。この領域は、弁座の側に相対的な正圧が存在している場合に、軸方向のシールに向かう方向で第１のディスク部分に対する力を生ぜしめる。この場合、第２のディスク部分は、弁ディスクの軸方向の支持を提供する。したがって、このような正圧が優勢である場合でさえも、シール作用の確実な維持が保証されていることができる。さらに、形成された差圧も、押付け圧も弁ディスクの駆動装置には作用しないので、駆動装置も、駆動装置と外側のディスク部分との間の接続部も、高い力にさらされていない。このことは、比較的に少ない構成部材を有する、弁のコンパクトかつ簡単な構造を可能にする。
【００１６】
流路を実質的に気密に遮断するための本発明に係る真空弁は、第１の壁を有する弁ケーシングを有している。第１の壁は、流路のための第１の開口を有している。第１の開口は、幾何学的な開口軸線と、弁座とを有している。弁座は、第１の開口を取り囲んでいる。別の言葉でいうと、弁座は第１の開口の周囲に延びている。第１の開口と弁座は、弁ケーシングの第１の側に位置している。たとえば、第１の側は、真空チャンバの脱気のための真空ポンプが接続されている側であるのに対して、弁ケーシングの第２の側は真空チャンバにつながっている。当然ながら、別の用途または配置も可能である。第１の開口は、たとえば円形または楕円形の横断面または丸み付けされた角部を有する方形の横断面を有している。幾何学的な開口軸線は、特に第１の開口の中心軸線であり、たとえば、開口の長手方向の形状によって、開口に配置された接続部の形状によって、弁ケーシングの任意の第２の開口との接続線によって、または弁座の面により規定される。弁座とは、概して、第１の壁の、機能的にシール面として作用する部分であると理解することができる。弁座には、シール面として作用する別の面（載着面）が載置され得る。弁ケーシングは、壁だけによって形成されてもよい。流路は、第１の開口および場合によっては第２の開口および弁を通る気体状または液状の媒体の制御された遮断可能な流れ経路である。
【００１７】
さらに、弁は、弁ディスクを有している。この弁ディスクにより、第１の開口が閉鎖され、かつ再び開放され得る。弁ディスクは、たとえば円形、楕円形または方形の横断面を有している。弁ディスクの寸法は、第１の開口およびその弁座への重畳または載置により第１の開口の閉鎖を可能にする。弁ディスクは、少なくとも２つの部分から形成されており、運動領域内で互いに相対的に軸方向に可動な２つの構成要素、すなわち外側の第１のディスク部分と内側の第２のディスク部分とに分割される。
【００１８】
本発明の枠内で、半径方向および軸方向ならびにシール作用に言及された場合、これらは概して、幾何学的な開口軸線に対して垂直方向または横方向もしくは開口軸線に対して実質的に平行な方向に関する。したがって、開口軸線が幾何学的な垂線を形成する実質的に１つの平面にある全ての方向もしくは直線は、たとえ直接的に開口軸線に向けられていないか、または開口軸線から離れるように向けられておらず、もしくは開口軸線を横切らずに、たとえばこの開口軸線に対して傾斜して延びている場合でも、半径方向もしくは半径方向の直線であると理解される。これに対して、開口軸線に対して実質的に平行に延びる全ての方向および直線は、軸方向もしくは軸方向の直線であると理解される。したがって、「半径方向」という概念は、開口または各部分を含む弁ディスクの円形の横断面だけではなく、たとえば方形の別の横断面にも関する。後者の場合、半径方向は、たとえば、内方から外方に向かって、かつ外方から内方に向かって、開口軸線に対して垂直方向または横方向に延びる方向であり、軸方向は、開口軸線に対して実質的に平行であるあらゆる方向であると理解される。可動の構成要素、特に弁ディスクでは、軸方向および半径方向は弁の閉じた状態に関する。
【００１９】
第１のディスク部分は、特に環状またはフレーム状に形成されていて、外側の画定部を有している。この画定部は、閉じて形成されている第２のディスク部分を取り囲むかまたはその周囲に延びている。閉じたディスク部分とは、第２のディスク部分が、場合によっては別の構成要素と一緒に、閉じた面を形成し、これにより第２のディスク部分は、第１のディスク部分と一緒に閉鎖面を形成することであると理解される。この閉鎖面により、第１の開口は完全に覆われかつ閉鎖され得る。
【００２０】
第２のディスク部分は、開口軸線に対して平行な方向で第１のディスク部分に対して相対的に、引込位置と進出位置との間で線形に運動可能に、密閉して、特に気密に第１のディスク部分の外側の画定部内に支持されている。別の言葉でいうと、第２の内側のディスク部分は、第１の外側のディスク部分に対して相対的に、引込位置と進出位置との間で自由に運動されてもよく、この場合、これらの位置において、かつこれらの位置の間で、内側のディスク部分と外側のディスク部分との間で気密な結合部が形成される。さらに別の言葉でいうと、内側のディスク部分は、規定された運動範囲内で、開口軸線の方向で第１のディスク部分から切り離されている。引込位置とは、概して、外側のディスク部分に対して相対的な内側のディスク部分の第１の位置であると理解される一方、進出位置とは、このような第２の相対位置であると理解される。好適には引込位置は、内側のディスク部分が、その軸方向の延在長さにおいて、十分に外側のディスク部分もしくは外側のディスク部分の外側の画定部により環状に周囲を取り囲まれている位置である一方で、内側のディスク部分は、進出位置では、その軸方向の延在長さにおいて部分的にしか外側のディスク部分もしくは外側のディスク部分の画定部により取り囲まれない。
【００２１】
第１のディスク部分の外側の画定部は、半径方向内方に向けられた、開口軸線に対して平行に延びる内面を有している。第２のディスク部分は、外側の画定部の内面に対応する、半径方向外方に向けられた、開口軸線に対して平行に延びる外面を有している。この外面とこの内面とは、以下のように配置され、かつ形成されている。すなわち、外面と内面との間に位置する第２のシールを介して、第２の接触領域にわたって、第１のディスク部分の内面と第２のディスク部分の外面との間で、半径方向で密閉した接触が形成されるようになっている。この半径方向で密閉した接触は、引込位置と進出位置との間の領域内において保証されている。概して２つの位置の間の領域について述べられる場合、これら２つの位置も概して含まれる。軸方向ならびに半径方向に延びる領域が第２の接触領域として理解される。この領域を超えて、ディスク部分間の密閉した接触が形成され得る。
【００２２】
ディスク部分間の半径方向で密閉した第２のシールは、特にＯリングまたは加硫被着されたシールとして形成されている。この第２のシールは、第２のディスク部分の外面と半径方向外側の密閉した接触を形成するために、外側の画定部の内面に配置されているか、または外側の画定部の内面と半径方向内側の密閉した接触を形成するために、第２のディスク部分の外面に位置している。しかし、このシールが純粋に機能的に形成されており、内面における外面の密閉したガイドにより形成されることも可能である。
【００２３】
第２のシールは、特に、以下のように形成されかつ配置されている。すなわち、弁の組付け位置に依存する重力を除き、弁に外部の力が作用していない場合に、特に弁に差圧が作用することなしに、内側のディスク部分が、引込位置と進出位置との間の各軸方向の位置において、外側のディスク部分内に保持されるようになっている。別の言葉で言うと、第２のシールは、好適には、内側のディスク部分が外部からの機械的な作用または圧力作用なしには位置調節されないようになっている。
【００２４】
第２のシールは機能的にも外面の対応する密閉したガイドによって内面に形成され得る。
【００２５】
さらに、弁は少なくとも１つの駆動装置を有している。駆動装置は、外側の第１のディスク部分に結合されており、駆動装置によって、この第１のディスク部分、ひいては間接的に第２のディスク部分も、横方向運動によっても、かつ長手方向運動によっても位置調節され得る。横方向運動とは、概して、開口軸線に対して実質的に垂直方向もしくは横切る方向に延びる運動のことであり、つまり開口軸線が幾何学的な垂線を形成する平面内における運動であると理解される一方で、長手方向運動は、開口軸線に対して実質的に平行な運動である。
【００２６】
駆動装置は、第１には以下のように形成されている。すなわち、弁ディスクが、開放位置と中間位置との間で、開口軸線に対して実質的に横方向に行われる横方向運動によって旋回可能または移動可能にされる。この運動は、つまり特に円軌道上での旋回運動、線形運動、または開口軸線に対して実質的に横方向に行われるその他の運動であってもよい。開放位置では、弁ディスクは、側方で第１の開口の隣に配置された滞留部分に位置決めされており、第１の開口および流路を開放する。この滞留部分は、弁ケーシング内に対応する部分であり、特に弁ディスクのための滞在部分またはその他の概念的な部分であってもよい。中間位置において、弁ディスクは、第１の開口上に位置決めされており、第１の開口の開口横断面を覆っている。この場合、弁ディスクは、弁座に対して離間した対向位置にある。別の言葉でいうと、中間位置において、開口軸線の方向で、弁ディスクと弁座との間に間隔が生じる。したがって、第１の開口は中間位置では、弁ディスクにより覆われているものの、気密には閉じられていない。
【００２７】
他方では、駆動装置は以下のように形成されている。すなわち、弁ディスクが、中間位置と、閉鎖位置との間で、開口軸線に対して平行に行われる長手方向運動により移動可能にされる。閉鎖位置では、第１の開口を密閉して、特に気密に閉鎖し、かつ流路を遮断する密閉した接触が、第１のディスク部分と弁座との間で形成される。別の言葉でいうと、弁ディスクと弁座との間の垂直方向の間隔は、閉鎖位置において減じられていて、この場合、外側のディスク部分と弁座との間で密閉した接触が形成され、第１の開口が、外側のディスク部分と面状に閉鎖された内側のディスク部分との間の密閉した接続に基づいて完全に密閉して閉鎖されるようになっている。したがって、閉鎖位置では、差圧が弁ディスクにおいて、実質的に、可動である内側の第２のディスク部分に作用する。第２のディスク部分の自由な可動性に基づいて、この第２のディスク部分は、差圧が形成されている場合に移動させられる。弁および弁ディスクは、第２のディスク部分が、開口軸線に対して平行な方向で第１のディスク部分から実質的に切り離されて、直接的にまたは間接的に弁ケーシングにおいて支持されているように、形成されている。したがって、差圧の力は、第２のディスク部分を介して実質的に弁ケーシングに作用する。
【００２８】
第２のディスク部分がこのような支持位置を占めることにより、第１のディスク部分と第２のディスク部分との間で軸方向に拡張された領域が開放される。この領域は、第１の開口の容積に接続されている。この中間領域は、特に少なくとも第１のディスク部分の支持面と、特に外側の画定部の内面とにより規定されている。この場合、ディスク部分の間のシールは、引き続き形成されている。相対的な正圧が存在し、したがって第２のディスク部分の支持が行われている場合に、解放された領域により、弁座に向かう方向で、第１のディスク部分の支持面に対する軸方向の力が形成される。この力は、中間領域内に形成された相対的な正圧に基づいて生じ、この正圧は、これにより第１のディスク部分を軸方向で第１の側もしくは第１の開口に向かう方向で押圧する。
【００２９】
したがって本発明は、弁座が、軸方向で弁座の方向に向けられた、開口軸線に対して横方向に延びるシール面を有していることをさらに規定している。第１のディスク部分は、軸方向で弁座の方向に向けられた、開口軸線に対して横方向に延びる第１の載着面を有している。この第１の載着面とこのシール面とは、以下のように配置されかつ形成されている。すなわち、閉鎖位置において、第１の載着面とシール面との間に位置する第１のシールを介して、第１の載着面とシール面との間の軸方向で密閉した接触が形成されるようになっている。第１のディスク部分と弁座との間の軸方向で密閉したこの接触により、気密な閉鎖は、専ら第１のディスク部分の第１の載着面を弁座のシール面に対して移動することにより行われる。
【００３０】
したがって、気密な接触は、第１の載着面、シール面および第１のシールが接触されている限りは保証されている。
【００３１】
本発明によれば弁ディスクの構造的な構成により、差圧力が存在する場合に、第１のディスク部分、ひいてはその第１の載着面が弁座に向かって押圧されるので、シール作用を保持するため、駆動装置および保持部により別の力が加えられる、または受け止められる必要はない。
【００３２】
この作用は、弁ディスクの中心、特に第１または第２のディスク部分の中心または中心点を中心とした特定の半径方向の角度のために、中心から第１の載着面（軸方向のシール）に至るまでの第１の半径方向の間隔が、中心から第２の接触領域（半径方向のシール）にいたるまでの第２の半径方向の間隔に比べて小さく形成されていることにより、生じる。別の言葉でいうと、半径方向で構成されたシール装置は、軸方向で構成されたシール装置よりも、特に閉鎖位置において開口軸線により規定された、弁ディスクにより規定された中心点に対して、少なくとも部分的に大きな半径方向の間隔を有している。したがって、弁の閉鎖した状態または開放した状態では、中心から第１の接触領域までの間隔の動径成分が、中心部から第２の接触領域までの間隔の動径成分よりも小さい。
【００３３】
これによって初めて、ディスク部分の相応する形成により、第１のディスク部分の側で、相対的な正圧により発生する力が軸方向で作用する面が生じるので、これにより第１のディスク部分は弁座に対して押圧される。同時に、弁ケーシングに対する弁ディスクの軸方向の支持が、両軸方向で提供される。さらに、ディスクは確かに二部分から形成されているが、この場合比較的に簡単に、つまり少ない個数の部材で構成され得る。
【００３４】
この構成により、さらに弁座および弁の開口も同様に簡単に形成され得る。つまり、概して弁ケーシングの側において特別な形状は不要である。したがって、提案された解決手段により、流路の制御または閉鎖も有利な形式で可能なままである。
【００３５】
特に、第１のディスク部分は、少なくとも１つの駆動装置に、開口軸線に対して垂直方向に延びるアームを介して接続されていて、このアームは、閉鎖位置において、第１の開口の、開口軸線に沿って幾何学的に投影された開口横断面の外側に位置しているように、側方で外側のディスク部分に配置されている。別の言葉でいうと、先行技術においては必要であるような、外側のディスク部分を駆動装置に、第１の開口の中心軸線の近傍に位置する中心領域において接続する、弁ディスクに背面側で配置された、特に放射状の補強部が省略され得る。なぜならば、駆動アームによって大きな力を受ける必要がないからである。本発明は、駆動アームが単に側方で外側のディスク部分に配置されていることを規定している。
【００３６】
好適には、第１のシールが、弁座のシール面と軸方向で密閉した接触を形成するために、第１のディスク部分の第１の載着面上に位置固定されている。このことは、第１のシールが、弁が完全に開放されている場合に、流れ領域の外側に位置しており、したがって弁を通流する媒体により発生する汚染に対して十分に保護されているという利点を有している。しかし択一的には、第１のシールが、第１のディスク部分の第１の載着面と軸方向で密閉した接触を形成するために、弁座のシール面上に位置固定されている可能性も生じる。さらに、第１のシールが、両方の部分に配置されていることも可能である。第１のシールは、特にＯリング、またはたとえば溝内に保持される別の形状のシール、または加硫被着されたシールにより形成される。
【００３７】
第１の外側のディスク部分は、本発明のある態様では、環状に形成されている。この場合、第２の内側のディスク部分は、特に外面が配置される円筒周面形状の側面を有する閉じられた円板の形状を有している。好適には、この実施形態または一般的な実施形態では、シール面および第１の載着面は幾何学的に円環状面であり、かつ／または内面および外面は、幾何学的に円筒周面である。択一的には、（内面または外面は）、開口軸線に対して平行に延びる一般的な筒形周面であってもよく、この場合、底辺は円形の変わりに楕円、多角形または別の形状を有していてもよい。
【００３８】
第１のディスク部分は特に環状に形成されていてもよく、第１のディスク部分の外側の画定部の直径は、第１のディスク部分の第１の載着面の直径よりも大きく形成されている。
【００３９】
特に弁はシャトル弁であってもよく、駆動装置は、好適には、弁ディスクが横方向運動により、第１の開口の横断面上に実質的に平行に、かつ開口軸線に対して垂直方向に旋回可能に、構成されている。しかし、弁はゲート弁もしくはＬ字形の切換弁であってもよい。
【００４０】
説明したように、閉鎖位置では、差圧が、弁ディスクにおいて実質的に、可動である第２の内側のディスク部分に作用する。この場合、第２のディスク部分は、開口軸線に対して平行な方向で、第１の外側のディスク部分から実質的に切り離されて、直接または間接的に弁ケーシングに支持されている。
【００４１】
本発明のある態様によれば、第１のディスク部分が、軸方向で第２のディスク部分の方向に向けられた（つまり、弁座から離れる方向で弁ケーシングの第２の側に向けられた）、開口軸線に対して横方向に延び、かつ外側の画定部に隣接する支持面を有している。この場合、支持面と第２のディスク部分とは、以下のように形成され、かつ配置されている。すなわち、閉鎖位置において、内側のディスク部分が、第１の開口の第１の側に相対的な負圧が形成されている場合に、引込位置にある状態で支持面に載着するようになっている。
【００４２】
第２のディスク部分の載着により、第１の側に負圧が形成されている場合に、第１のディスク部分も、弁座の方向に向かって押圧され、これにより軸方向のシールのシール作用が強化される。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、少なくとも支持面と、第２のディスク部分の、支持面に対向する下面と、特に内面とが、中間領域のための画定面を規定する。この中間領域の容積は、第２のディスク部分の位置に応じて規定されている。この場合、この容積は、引込位置において最小限、特にゼロであり、かつ容積は進出位置において最大である。容積は、閉鎖位置において、第１の開口に接続されている。これにより、第１の側に相対的な正圧が存在している場合に、中間領域は相応して開き、正圧の作用は、この中間領域でも提供される。結果として、圧力は中間領域で軸方向に力を発揮する。この力は、支持面に作用し、第１のディスク部分を弁座の方向に押圧する。
【００４４】
支持面は、特に半径方向で第１のシールと第２のシールとの間に形成されているので、弁座における第１のディスク部分の対応する押付けが提供されている。
【００４５】
特に、支持面および第１の載着面は半径方向で一致している。
【００４６】
第１のディスク部分および第２のディスク部分は、好適には、中間領域の容積が、半径方向の主な部分において、第１のシールよりも、中心部に対して半径方向でさらに離間しているように形成されている。
【００４７】
支持面は、さらに特に外側の画定部に対して直角に配置されている。この場合、外側の画定部は、少なくとも進出位置において、中間領域の半径方向の画定部を形成する。
【００４８】
弁ディスクの本発明による実施形態では、第２のディスク部分は、軸方向で弁座に向けられた下面において、切欠きを有している。さらに切欠きは、半径方向で以下のように延びて構成されている。すなわち、切欠きは、半径方向で少なくとも部分的に支持面に重畳し、かつ閉鎖位置においても、第１の開口の開口横断面に重畳するようになっていて、特にこの場合、切欠きは、第２のディスク部分において環状に延びるように形成されている。なお、切欠きは択一的な形状、寸法設計および／または配置を有していてもよい。
【００４９】
このような配置により、既に閉鎖位置で、かつ第２のディスク部分の引込位置で、支持面と第１の開口との間で接続部が形成されている。したがって、場合によっては発生する圧力変動が、直接に指示面にも作用し、−第１の側に正圧が形成されている場合−、同様に直接に第１のディスク部分に対する相応する押付け力が、軸方向で（弁座に向かう方向で）形成される。このことは、圧力変動が強い場合にも、第１のシールのシール作用が保証されたままであることにつながる。
【００５０】
本発明の別の形態によれば、弁ケーシングは、第１の側に離間して対向する第２の側に、第２の壁を有している。この第２の壁には、第１の壁および第１の開口に対して離間した実質的に平行な対向位置において、流路のための第２の開口が形成されている。この第２の開口は、第２の開口軸線を有しており、この第２の開口軸線は、好適には第１の開口の開口軸線に一致する。第２の壁には、第２の載着面が位置しており、この第２の載着面は、特に第２の開口を取り囲み、かつ特にシール面に平行に離間して対向している。
【００５１】
第２の載着面と第２のディスク部分とは、第２の側および第２の開口に向かう方向で第２のディスク部分の相対的な線形の可動性を制限するために、以下のように配置され、かつ形成されている。すなわち、閉鎖位置において、第２の（内側の）ディスク部分が、第２の開口の第２の側に相対的な負圧が形成されている場合に、進出位置にある状態でストッパ面により、第２の側に向かう方向で、第２の載着面に載着するようになっている。
【００５２】
別の言葉でいうと、第２の壁に設けられた第２の載着面と、第２のディスク部分に設けられたストッパ面との間隔および位置は、第２のディスク部分のストッパ面が、弁ディスクの閉鎖位置において第２の開口の第２の側に相対的な負圧が形成されるや否や、第２の側に向かう方向で第２の載着面に支持されるようになっている。第２の載着面への載着時に第２のディスク部分が位置しているこの位置は、第２のディスク部分の進出位置である。
【００５３】
半導体のための製造プロセスにおいて使用される真空弁への主な要求は、摩擦粒子を阻止することである。弁の使用分野に応じて、弁の開放および閉鎖時に金属対金属の接触が生じないことが重要となり得る。したがって、進出位置において第２の載着面に載着する第２のディスク部分は、弁ディスクの、中間位置から開放位置へと横方向で行われる位置調節の前に、再び引込位置にもたらされるべきである。これにより、中間位置と開放位置との間での弁ディスクの横方向移動時の、第２の壁の第２の載着面に対する第２のディスク部分の摩擦が生じる接触は阻止される。このことは、たとえば、ばねの使用により行うことができる。ばねは、第１のディスク部分と第２のディスク部分との間で作用し、第２のディスク部分を、負荷が取り除かれた状態において引込位置に保持する。このようなばね配置は、先行技術から公知である。このようなばね配置の欠点は、弁ディスクの構造の複雑さがさらに増し、ばねが弁のクリーニングを困難にすることにある。さらに、ばねの使用は、粒子発生のリスクを高める。したがって本発明によれば、ばねの代わりに、第２のディスク部分と第１のディスク部分との間で作用し、力を引込位置に向かう方向で作用させる別の弾性的に作用するエレメントを使用することができる。
【００５４】
しかし好適には、ディスク部分間でのこのような弾性的なエレメントの使用は完全に回避される。このためには、本発明は、特に、閉鎖位置から開放位置への弁ディスクの位置調節前に、第１の開口の第１の側の相対的な負圧が弁に加えられ、これにより、第２の（内側の）ディスク部分を、場合によっては占められている進出位置または進出位置と引込位置との間にある位置から、引込位置へと運動させることを規定している。択一的には、第２の側に相対的な正圧が加えられる。しかし、弁の開放前にこのような圧力状態を形成することが不可能である場合、本発明は択一的には、弁ケーシングにガイドが設けられていて、このガイドは、弁ディスクの、中間位置から開放位置へと横方向で行われる旋回時に、第２のディスク部分が引込位置へガイドされるように、弁ケーシング内に配置されていることを規定している。
【００５５】
本発明の好適で有利な形態では、駆動装置が、第２のディスク部分を引込位置へと戻すために使用される。このためには、少なくとも１つの駆動装置が以下のように構成されている。すなわち、弁ディスクが、開放位置と中間位置との間で横方向運動により旋回可能または移動可能であり、かつ中間位置、閉鎖位置および初期化位置の間で長手方向運動により移動可能にされる。初期化位置において、第２の壁に対する第１のディスク部分の間隔は、第２のディスク部分のストッパ面が第２の載着面に載着し、特に完全に引込位置へと移動されているように、減じられている。中間位置は、閉鎖位置と初期化位置との間にあり、初期化位置は、第２の側、つまり第２の開口の側に、かつ閉鎖位置は第１の側、つまり第１の開口の側にある。
【００５６】
衝突のない閉鎖および開放プロセスを自動化するために、本発明は、弁が制御装置を有していることを規定している。この制御装置は、弁ディスクが流路を気密に遮断するために駆動装置の横方向運動により開放位置から中間位置へと位置調節可能であり、かつ駆動装置の長手方向運動により中間位置から閉鎖位置へと位置調節可能に、構成され、かつ駆動装置に接続、特に制御接続されている。さらに、制御装置は、弁ディスクが流路を完全に開放するために駆動装置の長手方向運動により閉鎖位置から初期化位置に、かつ次いで中間位置へと位置調節可能であり、かつ駆動装置の横方向運動により中間位置から開放位置へと位置調節可能に、構成され、かつ駆動装置に接続、特に制御接続されている。
【００５７】
したがって、弁の開放前に、第２のディスク部分が、引込位置と進出位置との間の任意の位置に位置することができる。なぜならば、閉鎖位置から初期化位置への弁ディスクの位置調節により、第２のディスク部分は、特に完全に、引込位置へと移動されるからである。したがって、内側のディスク部分と、弁ケーシング、特に第２の載着面との間の摩擦が生じる接触または衝突およびこれにより生じる粒子発生が阻止される。制御装置は、使用される駆動装置に応じて、電子的、電気的、機械的、ニューマチック式、ハイドロリック式またはその他の制御装置であってもよく、この場合、適切な伝動装置も制御装置として理解され得る。特に、制御装置は電子的な制御装置であり、電気的な駆動装置に相応して電気的に信号接続している。
【００５８】
本発明の特別な態様によれば、第１のシールは、弁座のシール面と軸方向で密閉した接触を形成するために、第１のディスク部分の第１の載着面上に位置固定されている。
【００５９】
第２のシールは、たとえば、第２のディスク部分の外面との半径方向で密閉した接触を形成するために、第１のディスク部分の内面（もしくは外側の画定部）上に位置固定されているか、または第１のディスク部分の内面と半径方向で密閉した接触を形成するために第２のディスク部分の外面上に位置固定されていてもよい。
【００６０】
本発明の別の実施形態では、第１のディスク部分が、少なくとも１つの駆動装置に、第１のディスク部分に側方で配置された、開口軸線に対して垂直方向に延びるアームを介して接続されていて、アームは、閉鎖位置において、第１の開口の、開口軸線に沿って幾何学的に投影された開口横断面の外側に位置しているようにされる。
【００６１】
このようなアームは、特に、固定軸受により、第１のディスク部分に結合されていてもよい。これにより、相対的な並進運動を十分に阻止し、弁は、特に、弁の閉鎖または開放時に、この箇所において可動の部材を有しない。好適には、半径方向で第１のディスク部分において対向する２つの固定軸受が設けられる。
【００６２】
弁ディスクの構成に関して、ある実施形態によれば、第１のディスク部分は環状に形成されていてもよく、第２のディスク部分は、閉じた円板の形状を有していて、内面および外面は幾何学的な円筒周面であってもよい。第１の載着面およびシール面は、環状面として形成されていてもよい。
【００６３】
真空弁は、特にシャトル弁として形成されており、駆動装置は、弁ディスクが横方向運動により、第１の開口の横断面上に実質的に平行に、かつ開口軸線に対して垂直方向に旋回可能に、構成されている。
【００６４】
本発明に係る弁システムを以下に図面に概略的に図示した具体的な実施例につき純粋に例示的に詳しく説明する。この場合、本発明の別の利点に言及する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１ａ】本発明に係る弁を、内側のディスク部分が引込位置にある中間位置で示す側方の横断面図である。
【図１ｂ】本発明に係る弁を、内側のディスク部分が引込位置にある閉鎖位置で示す側方の横断面図である。
【図１ｃ】本発明に係る弁を、内側のディスク部分が進出位置にある閉鎖位置で示す側方の横断面図である。
【図１ｄ】本発明に係る弁を、内側のディスク部分が引込位置にある初期化位置で示す側方の横断面図である。
【図２ａ】図１ａの詳細図である。
【図２ｂ】図１ｂの詳細図である。
【図２ｃ】図１ｃの詳細図である。
【図２ｄ】図１ｄの詳細図である。
【図３】本発明に係るシャトル弁を弁座に対して平行に断面して示す断面図である。
【図４】本発明に係る弁を開放位置で示す側方の横断面図である。
【００６６】
図１ａ〜図４は、本発明に係る弁の１つの共通する例示的な実施形態を種々異なる状態、種々異なる観点かつ種々異なる詳細度で示している。したがって、これらの図面は一緒に説明される。この場合、先行する図面において既に説明された参照符号および特徴の一部は改めて言及されない。
【００６７】
図１ａ〜図４には、シャトル弁として形成された本発明に係る弁の可能な実施形態が図示されている。図４において矢印で象徴的に示されている流路Ｆを実質的に気密に遮断するための弁は、弁ケーシング１を有している。この弁ケーシング１は、第１の開口３と、反対の側に位置する第２の開口７とを有している。両開口３，７は、円形の横断面を有しているが、他の形状も可能である。図１ｂ、図１ｃ、図２ｂおよび図２ｃに示された弁ディスク８の閉鎖位置Ｃにおいて、両開口３，７は、弁ディスク８により互いに対して気密に分離されている一方で、両開口３，７は、弁ディスク８の開放位置Ｏ（図３および図４）では互いに接続されている。
【００６８】
弁ケーシング１は特に、第１の開口３が形成されている第１の壁２と、第１の壁２に対して平行に位置し、第２の開口７が形成されている第２の壁６とから構成されている。第１の壁２は、弁ケーシング１の第１の側２０に位置していて、第２の壁６は弁ケーシング１の第２の側２１に位置している。図１ａ〜図２ｄおよび図４に示されているように、第２の壁６は、第１の壁２に対して、かつ第１の開口３に対して離間した実質的に平行な対向位置において、流路Ｆのための第２の開口７を有している。
【００６９】
両開口３，７は、幾何学的に直線状の１つの共通する開口軸線４を有している。この開口軸線４は、図１ａ〜図２ｄおよび図４に示されているように、円形の開口３，７の幾何学的な中心点を通って延びている。
【００７０】
第１の開口３は、弁座５により取り囲まれている。この弁座５は、軸方向で弁ディスク８の方向に向けられた、開口軸線４に対して直交する横方向に延びるシール面１４により形成されている。シール面１４は、円環の形状を有していて、弁ケーシング１内に形成されている。
【００７１】
さらに弁は、図１ａ〜図２ｄおよび図４に示されているように、環状の第１のディスク部分９と、閉じた円板形状の第２のディスク部分１１とを備える弁ディスク８を有している。
【００７２】
第１の（外側）のディスク部分９は、軸方向で弁座５の方向に向けられた、開口軸線４に対して横方向に延びる第１の載着面１５を有している。この第１の載着面１５は円環形状を有している。この第１の載着面１５は、弁座５のシール面１４に対応する形状を有しており、したがって、弁ディスク８の第１のディスク部分９の閉鎖位置Ｃにおいて、第１のシール１０により、シール面１４との軸方向で密閉した接触が形成されるように、配置されかつ形成されている。第１のシール１０は、図示されているように、円形の横断面を備えるＯリングの形状で、第１のディスク部分９を巡って延びる溝内に、弁座５のシール面１４との軸方向で密閉した接触を形成するために、第１のディスク部分９の第１の載着面１５上に位置固定されている。
【００７３】
第１のディスク部分９は、さらに構造的な外側の画定部９ａを有している。この画定部９ａは、当該画定部９ａ内での第２のディスク部分１１の支持を可能にする。この場合、第２のディスク部分１１の、特に開口軸線４に対して平行な軸方向の可動性が提供されている。
【００７４】
この外側の画定部９ａは、内面１６を有している（図１ｃおよび図２ｃ）。この内面１６は、ここでは幾何学的な円筒周面の形状を有している。
【００７５】
第２のディスク部分１１は、第１のディスク部分９の外側の画定部９ａ内で、開口軸線４に対して平行な方向で第１のディスク部分９に対して相対的に、引込位置Ａと進出位置Ｂとの間で線形に可動に密閉して支持されている。このためには、環状の外側の画定部９ａが、半径方向内方に向けられた、開口軸線４に対して平行に延びる内面１６を有している。外側のディスク部分９のこの内面１６と第１の載着面１５とは、特に互いに対して同心的に延びている。第２のディスク部分１１は、半径方向外方に向けられた、開口軸線４に対して平行に延びる外面１７を有している。この外面１７は、内面１６に対応し、同様に幾何学的な円筒周面の形状を有している。この外面１７と内面１６との間で、これらの面の間に位置する第２のシール１８を介して、引込位置Ａと進出位置Ｂとの間の領域（接触領域）における半径方向で密閉した接触が形成される。この第２のシール１８は、円形の横断面を備えるＯリングとして形成されている。図示された実施例では、第２のシール１８は、第２のディスク部分１１の外面１７に設けられた溝内に、第１のディスク部分９の内面１６との半径方向で密閉した接触を形成するために、位置固定されている。
【００７６】
第１のディスク部分９は、第１のディスク部分９に側方で配置された、開口軸線４に対して垂直方向に延びるアーム２８を介して、電気的な駆動装置１２（モータ）に接続されている。このアーム２８は、図１ａ，図１ｂ、図３および図４において確認可能であるように、弁ディスク８の閉鎖位置Ｃにおいて、第１の開口３の、開口軸線４に沿って幾何学的に投影された開口横断面の外側に位置している。
【００７７】
電気的な駆動装置１２は、相応する伝動装置を使用することによって、弁ディスク８が、シャトル弁において通常であるように、開口軸線４に対して横方向に、かつ第１の開口３の横断面上で実質的に平行に、かつ開口軸線４に対して垂直方向に行われる駆動装置１２の横方向運動ｘによって、旋回軸線３０を中心とした旋回運動の形式で、開放位置Ｏと中間位置Ｉとの間で、図３に示されているように旋回可能であり、かつ駆動装置１２の、開口軸線４に対して平行に行われる長手方向運動ｙによって、図１ａ〜図２ｄに示されているように線形に移動可能に形成されている。開放位置Ｏでは、弁ディスク８が第１の開口３の側方で隣に配置された滞留部分１３に位置決めされていて、これにより第１の開口３と流路Ｆとが開放されている（図４）。図１ａおよび図２ａに示す中間位置Ｉでは、弁ディスク８が、第１の開口３上に位置決めされていて、第１の開口３の開口横断面を覆っている。図１ｂ、図１ｃ、図２ｂおよび図２ｃに示す閉鎖位置Ｃでは、第１のディスク部分９の第１の載着面１５と、弁座５のシール面１４との間で気密な接触が形成されることにより、第１の開口３は気密に閉鎖されていて、流路Ｆは遮断されている。
【００７８】
駆動装置１２にアーム２８を介して連結された、弁座５と気密に接触させることができる第１のディスク部分９と、この第１のディスク部分９に対して相対的に開口軸線４に対して平行な方向で実質的に自由に運動可能である第２のディスク部分１１とに、弁ディスク８を２分割することに基づいて、閉鎖位置Ｃでは、差圧が、弁ディスク８において、実質的に、運動可能な第２のディスク部分１１に作用する。第２のディスク部分１１は、開口軸線４に対して平行な方向で、第１のディスク部分９から実質的に切り離されていて、直接または間接的に弁ケーシング１に支持されている。
【００７９】
第１の壁２には、第１の開口３を取り囲むシール面１４が弁ケーシング１に形成されている。このシール面１４は、開口軸線４に対して実質的に垂直方向もしくは半径方向に延びる段部により、第１の開口３内に形成される。この段部１４は、第１の開口３を取り囲んで環状に配置されており、実質的に、開口軸線４が幾何学的な垂線となる幾何学的な平面に沿って延びている。したがって、この段部は、第１のディスク部分９の第１の載着面１５のための、第１のディスク部分９の方向に向けられたシール面１４を成す。したがって、シール面１４および第１のディスク部分９は、閉鎖位置Ｃにおいて、図１ｂ、図１ｃ、図２ｂおよび図２ｃに示されていように、第１のディスク部分９の第１の載着面１５が、第１の側２０に向かう方向でシール面１４に載着するように、配置されかつ形成されている。したがって、第１の壁２のシール面１４は、図１ａおよび図２ａに示す中間位置Ｉから図１ｂおよび図２ｂに示す閉鎖位置Ｃへの、開口軸線４に沿ったこの外側のディスク部分９の線形の移動時に、第１のディスク部分９のための移動制限部を形成し、したがって第１のディスク部分９の閉鎖位置Ｃを規定する。
【００８０】
出発位置では、第２のディスク部分１１は、図１ａ、図１ｂ、図２ａおよび図２ｂに示されているような、第１のディスク部分９内にある引込位置Ａに位置している。第１の側２０および第１の開口３に向かう方向での第２の（内側の）ディスク部分１１の相対的な線形の可動性を制限するためには、第１のディスク部分と一緒に成形された支持面２２（図１ｃ）が働く。この支持面２２に、第２のディスク部分１１が、特に第２の開口７の側が相対的に正圧である場合に、載着することができる。このことは、相応して、第２のディスク部分１１が、第１のディスク部分９の閉鎖位置Ｃにおいて、第１の開口３の第１の側２０に相対的な負圧２３が形成されている場合に、図１ｂおよび図２ｂに示されているように、引込位置Ａで第１のディスク部分９に載着することを生ぜしめる。したがって、支持面２２は、図１ｂおよび図２ｂに示されているように、引込位置Ａを規定する。図１ｂおよび図２ｂに示されているように第１のディスク部分９の第１の載着面１５がシール面１４に載着している閉鎖位置Ｃにおいて、第１の開口３の第１の側２０に相対的な負圧が形成されていて、したがって第２の開口７の第２の側２１に相対的な正圧が発生している場合、これにより、第２のディスク部分１１は、第１の側２０および第１の開口３に向かう方向に押圧される。第２のディスク部分１１が第１のディスク部分９の支持面２２に支持されることにより、第２のディスク部分１１は、引込位置Ａでは第１のディスク部分９に載着する。したがって、第２のディスク部分１１は間接的に、つまり第１のディスク部分９を介して、図１ｂおよび図２ｂに示されているように、弁ケーシング５の第１の壁２のシール面１４に支持されている。弁ディスク８全体を弁ケーシング１上にこのように支持することにより、駆動装置１２のアーム２８ならびに駆動装置１２自体には、形成された負圧２３により負荷が加えられない。なぜならば、実質的に差圧全体が弁ケーシング１に作用するからである。
【００８１】
閉鎖位置Ｃにおいて差圧の反転が生じ、これにより第２の開口７の第２の側２１に相対的な負圧２５が形成され、したがって第１の開口３の第１の側２０に相対的な正圧が形成されていると、弁ディスク８に第２の開口７および第２の側２１に向かう方向で力が作用する。したがって、可動な第２の（内側）のディスク部分１１は、その引込位置Ａから進出位置Ｂへと、第２の側２１に向かう方向で運動する。この状態においても弁ケーシング１における第２のディスク部分１１の支持を形成するために、第２の壁６には、第２の開口７を環状に取り囲む第２の載着面２４が成形されている。この第２の載着面２４は、第２のディスク部分１１のための載着面として働く。この第２の載着面２４は、開口軸線４に対して垂直方向もしくは半径方向に延びており、かつ開口軸線４が垂線を形成する幾何学的な平面に沿って延びている。
【００８２】
第２のディスク部分１１と第２の載着面２４とは、第２のディスク部分１１の、第２の側２１に向けられたストッパ面２７が第２の載着面２４に載着することができるように、対応する寸法設計を有し、かつ配置され、かつ形成されている。したがって、この配置は、第２のディスク部分１１の、第２の側２１および第２の開口７に向かう方向での相対的な線形の可動性を制限するために働く。図１ｃおよび図２ｃに示されているように、第１のディスク部分９が閉鎖位置Ｃに位置していて、かつ第２の開口７の第２の側２１に相対的な負圧２５が形成されている場合、内側のディスク部分１１は、進出位置Ｂに走行し、かつ前述のストッパ面２７で第２の側２１に向かう方向で第２の載着面２４に載着する。したがって、第２のディスク部分１１は、直接に弁ケーシング１の第２の壁７の第２の載着面２４に支持されているので、この圧力状態においても、駆動装置１２ならびに駆動装置１２のアーム２８は、負圧２５に基づいて第２の側２１に形成された弁ディスク８に加わっている力から実質的に解放されている。
【００８３】
第２のディスク部分１１が進出位置Ｂに位置決めされているか、もしくは既に引込位置Ａから出ている場合に、第１のディスク部分９と第２のディスク部分１１との間で、中間領域１９（図１ｃおよび図２ｃ）が開放される。この中間領域１９は、少なくとも第１のディスク部分９の支持面２２と、その対向位置にある第２のディスク部分の下面と、特に画定部９ａの内面１６とにより規定されかつ画定されている。
【００８４】
この中間領域１９は、弁１の第１の側２０に相対的な正圧が加わっている場合に、この正圧が第２のディスク部分１１に作用して、第２の壁６におけるこの部分１１の支持をもたらすだけではなく、軸方向で第１の側２０に向かう方向で第１のディスク部分９に対する圧力が形成されることをさらにもたらす。支持面２２に対して、正圧に対応する圧力が発生する。これにより、第１の側２０に向かう方向で軸方向の力ＦＡが発生し、これにより、弁座５に対する第１のディスク部分９の押付けが引き起こされる。したがって、本発明によって、差圧の存在時に弁ディスク８の軸方向の支持が達成されるだけではなく、このような差圧が存在する場合に、正圧または負圧のどちらが存在しているかにかかわらず、シール作用の強化が達成される。
【００８５】
この場合、支持面２２が、第１のディスク部分１１の、圧力に基づく力成分ＦＡを軸方向で提供する最大の面積を成し、この支持面２２は特に開口軸線に対して垂直方向に延びているので、第１の側２０の正圧に基づいて軸方向で第１のディスク部分９に向かって形成される力は、常に第１の側に向かう方向で最大であり、かつ弁座５における第１のディスク部分９の押付けをもたらす一方で、第２のディスク部分１１は、第１の壁６において支持されている。
【００８６】
本発明は、両ディスク部分９，１１の互いに対する構造的な構成および設けられた両方のシール１０，１８の相対的な配置に基づいている。第２のシール１８は、説明された実施形態では、第１のシール１０よりも大きな直径を有しており、つまり、第１のディスク部分９のそれぞれ対応配置された面（第１の載着面および内面）は、相応して互いに異なる直径もしくは弁ディスクの中心点Ｚに対する（閉鎖位置では第１の開口の中心点に対しても）互いに異なる間隔を有している。半径方向のシールは、少なくとも部分的に、軸方向のシールよりも、半径方向でこの中心点Ｚから遠ざけられている（間隔ｄ１およびｄ２は図１ｃに示されている）。
【００８７】
第１のディスク部分９と第２のディスク部分１１との間の半径方向のシールの、第１のディスク部分９と弁ケーシング１との間の軸方向のシールに比べて拡大されたこの直径により、ディスク部分９，１１は、上述の支持面２２が形成され、第１の側２０に相対的な正圧が形成されている場合にも改善されたシール作用が生じるように、形成されかつ配置されている。同時に、弁ディスクは、優勢な圧力に応じて両方の軸方向で軸方向の支持を提供する。
【００８８】
さらに、第２のディスク部分１は、切欠き２６を有している。この切欠き２６は、引込位置Ａにおいても、支持面２２と、第１の側２０に存在する容積との接続部を提供する。これにより、既にこの位置Ａにおいて、部分間の一種の通路が形成され、この第１の側２０で発生した正圧が、第１のディスク部分９に軸方向でも直接に作用する。これにより、特に強い圧力変動時のシール作用の損失の恐れが減じられるか、もしくは回避される。
【００８９】
図１ｃおよび図２ｃに示されているように、閉鎖位置Ｃにおいて、第２の開口７の第２の側２１において相対的な負圧が形成され、第２のディスク部分１１が進出位置Ｂに位置している場合、第２のディスク部分１１は、弁ディスク８の、中間位置Ｉ（図１ａ）から開放位置Ｏ（図４）への旋回前に再び引込位置Ａへともたらされなければならない。これにより、横方向運動ｘ（図３）の実施時に内側のディスク部分１１と第２の壁６との間の、摩耗粒子を発生させる摩擦が生じる接触を回避することができる。このためには、本発明によればこの実施形態において、駆動装置１２、特に駆動装置１２の伝動装置は、弁ディスク８が開放位置Ｏと中間位置Ｉとの間で旋回軸線３０を中心とした横方向運動ｘにより旋回可能であり、中間位置Ｉおよび閉鎖位置Ｃ（図１ｂ、図１ｃ、図２ｂおよび図２ｃ）と、初期化位置Ｎ（図１ｄおよび図２ｄ）との間で開口軸線４に沿った長手方向運動ｙにより線形に移動可能に、構成されている。中間位置Ｉは、閉鎖位置Ｃと、初期化位置Ｎとの間にある。
【００９０】
初期化位置Ｎでは、第２の壁６に対する外側のディスク部分９の間隔が減じられていて、この場合、第２のディスク部分１１が第２の載着面２４上に載着し、完全に引込位置Ａへと移動させられているようになっている。この初期化位置Ｎを起点として、弁ディスク８は、引込位置Ａにある第２のディスク部分１１を伴って、弁を完全に開放するために、駆動装置１２により線形に中間位置Ｉへと位置調節させられ、かつこの中間位置Ｉから、旋回する横方向運動ｘにより開放位置Ｏへと旋回させられてもよく、この場合に、第２のディスク部分１１と弁ケーシング１との衝突が生じることはない。
【００９１】
弁の自動的な開放および閉鎖を可能にするために、弁は、電子的な制御装置を有している。制御装置は、弁ディスク８が流路Ｆを気密に遮断し、かつ流路Ｆを完全に開放するために、相応して位置調節可能に、構成されていて、かつ駆動装置１２および伝動装置に接続されている。流路Ｆの気密な遮断のためには、弁ディスク８は、制御装置により、駆動装置１２の横方向運動ｘにより開放位置Ｏから中間位置Ｉへ、かつ駆動装置１２の長手方向運動ｙにより中間位置Ｉから閉鎖位置Ｃへと位置調節可能である。流路Ｆの完全な開放のためには、弁ディスク８は、制御装置２９により、駆動装置１２の長手方向運動ｙによって、第２のディスク部分１１が引込位置Ａと進出位置Ｂとの間の任意の位置にある閉鎖位置Ｃから、引込位置Ｂへの内側のディスク部分１１の完全な移動のための初期化位置Ｎを介して中間位置Ｉへ、かつ中間位置Ｉから駆動装置１２の横方向運動ｘにより、中間位置Ｉから開放位置Ｏへと位置調節可能である。
【００９２】
択一的には、弁の閉鎖時にも、弁ディスク８が初期化位置Ｉにもたらされる可能性が生じる。特に、電子的な制御装置ではない場合、このことは制御装置の構造を簡略化するために有利である。この場合、弁ディスク８の閉鎖時の運動シークエンスは、開放時の運動シークエンスに一致する。
【００９３】
本実施例では、駆動装置１２は、電動モータとして構成されている。この場合、伝動装置は、駆動装置１２の駆動が横方向運動ｘまたは長手方向運動ｙを生ぜしめるように切換可能である。駆動装置１２および伝動装置は、制御装置により電子的に制御される。したがって、位置調節方向、つまり開放または閉鎖を設定する、制御装置に供給される入力信号により、弁ディスク８の運動シークエンスを自動的に実施させることが可能である。択一的には、制御装置が伝動装置により構成される可能性も生じる。この場合、特に駆動装置１２の位置調節方向に応じて、個別の位置に弁ディスク８がもたらされ得る。特にゲート切換を有するこのような伝動装置は、先行技術から公知である。さらに、横方向運動ｘおよび長手方向運動ｙを行うために複数の駆動装置を使用することも可能であり、この場合、制御装置は、駆動装置の制御を引き受ける。
【００９４】
上述のシャトル弁は、特に制御弁として使用するために適している。この場合、流量の正確な制御は、横方向運動ｘによる開放位置Ｏと中間位置Ｉとの間での弁ディスク８の旋回式の位置調節だけではなく、特に長手方向運動ｙによる中間位置Ｉ、閉鎖位置Ｃおよび初期化位置Ｎ間での、開口軸線４に沿った弁ディスク８の線形の位置調節によっても可能である。したがって、上述のシャトル弁は、正確な制御タスクのために使用することができる。層流の代わりに分子流の場合、弁ディスク８に制御運転時に加わる力は、第２のディスク部分１１が第２のシール１８により固持されて、ずれないように小さい。特に弾性的なシール１０，１８による弁ディスク８の緩衝に基づいて、内側のディスク部分１１の振動またはばたつきは阻止され得る。
【００９５】
なお、図示の図面は可能な実施例を概略的に示しただけのものである。種々異なる態様が、本発明により、互いに対して組み合わされ、かつ先行技術の、真空条件において容積を閉鎖するための方法および装置と組み合され得る。
【図１ａ】
2019506578.tif 000003
【図１ｂ】
2019506578.tif 000004
【図１ｃ】
2019506578.tif 000005
【図１ｄ】
2019506578.tif 000006
【図２ａ】
2019506578.tif 000007
【図２ｂ】
2019506578.tif 000008
【図２ｃ】
2019506578.tif 000009
【図２ｄ】
2019506578.tif 000010
【図３】
2019506578.tif 000011
【図４】
2019506578.tif 000012
【国際調査報告】
2019506578.tif 000013
2019506578.tif 000014
2019506578.tif 000015
2019506578.tif 000016