(57)【要約】  本発明は、クリーンガスキャビン（１０）の開口（２３）、特にエアロックを開閉するための切換弁（８０）であって、前記開口（２３）は、閉鎖位置では当該切換弁（８０）の閉鎖部材（３０）により閉じられており、かつ開放位置では開放されている。この場合、少なくとも、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータが間接的または直接に前記閉鎖部材（３０）と結合されており、前記第１のアクチュエータは前記閉鎖部材（３０）に、前記第１のアクチュエータが前記閉鎖部材（３０）を前記開口（２３）から持ち上げて前記開口（２３）を開きかつ／または前記開口（２３）に当て付けて前記開口を閉じるように結合されており、前記第２のアクチュエータは前記閉鎖部材（３０）に、前記第２のアクチュエータが前記閉鎖部材（３０）を前記開口に対して横方向に摺動させるように結合されている。この切換弁（８０）は小さな所要スペースで、クリーンガスキャビンの開口の開閉を可能にする。
2018515727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンガスキャビン（１０）の開口（２３）、特にエアロックを開閉するための切換弁（８０）であって、前記開口（２３）は、閉鎖位置では当該切換弁（８０）の閉鎖部材（３０）により閉じられており、かつ開放位置では開放されているものにおいて、
少なくとも、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータが間接的または直接に前記閉鎖部材（３０）と結合されており、前記第１のアクチュエータは前記閉鎖部材（３０）に、前記第１のアクチュエータが前記閉鎖部材（３０）を前記開口（２３）から持ち上げて前記開口（２３）を開きかつ／または前記開口（２３）に当て付けて前記開口（２３）を閉じるように結合されており、前記第２のアクチュエータは前記閉鎖部材（３０）に、前記第２のアクチュエータが前記閉鎖部材（３０）を前記開口に対して横方向に摺動させるように結合されていることを特徴とする、切換弁（８０）。
【請求項２】
少なくとも１つのばね（４２）が、間接的または直接に前記閉鎖部材（３０）に結合されており、前記ばね（４２）は、前記閉鎖部材（３０）を前記閉鎖位置へ押圧しているまたは引っ張っている、請求項１記載の切換弁（８０）。
【請求項３】
前記開口（２３）を包囲するようにシール（２６）が配置されており、前記閉鎖部材（３０）は、前記閉鎖位置において前記シール（２６）に当て付けられている、請求項１または２記載の切換弁（８０）。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータと前記閉鎖部材（３０）とは、移動ユニット（５０）に配置されており、前記第２のアクチュエータが前記移動ユニット（５０）を、該移動ユニット（５０）に配置された前記第１のアクチュエータと前記閉鎖部材（３０）と一緒に、前記開口（２３）に対して横方向に移動させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の切換弁（８０）。
【請求項５】
前記移動ユニット（５０）は、少なくとも１つのガイドレール（７７）上で直線運動するように支持されており、かつ前記移動ユニット（５０）は、前記第２のアクチュエータにより前記ガイドレール（７７）に沿って移動可能である、請求項４記載の切換弁（８０）。
【請求項６】
前記第２のアクチュエータは少なくとも、ガイド管（７６）と、該ガイド管（７６）に直線運動可能に支持されたキャリッジ（７３）とから形成されており、前記ガイド管（７６）内には直線運動可能な磁石が配置されており、前記磁石は前記キャリッジ（７３）と磁気的に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の切換弁（８０）。
【請求項７】
当該切換弁（８０）には、接続板（２１）を備えた接続部材（２０）が対応配置されており、前記開口（２３）は、前記接続板（２１）に設けられた貫通開口として形成されており、前記第１のアクチュエータおよび／または前記ガイドレール（７７）は、間接的または直接に前記接続部材（２０）に取り付けられている、請求項５または６記載の切換弁（８０）。
【請求項８】
前記閉鎖部材（３０）および／または前記接続板（２１）および／または前記移動ユニット（５０）は、少なくとも部分的に構造コア板、特にアルミニウムハニカムコア板から形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の切換弁（８０）。
【請求項９】
前記移動ユニット（５０）には、可動に支持された支持体（５１）が対応配置されており、該支持体（５１）は、少なくとも１つの帯材（５１．１，５１．２）と、該帯材（５１．１，５１．２）と所定の角度で結合されたウェブ（５１．３）とを有しており、前記閉鎖部材（３０）は、前記帯材（５１．１，５１．２）または前記ウェブ（５１．３）に結合されている、請求項４から８までのいずれか１項記載の切換弁（８０）。
【請求項１０】
前記閉鎖部材（３０）と前記移動ユニット（５０）の質量は、合わせて８０ｋｇ未満の質量を有しており、かつ／または前記閉鎖部材（３０）が前記開口（２３）を覆う面積は、０．２ｍ２〜１０ｍ２、好適には０．２ｍ２〜５ｍ２の範囲内である、請求項９までのいずれか１項記載の切換弁（８０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンガスキャビンの開口、特にエアロックを開閉するための切換弁であって、開口は、閉鎖位置では切換弁の閉鎖部材により閉じられており、かつ開放位置では開放されているものに関する。
【０００２】
製造や、研究および開発における多数の製造プロセスおよび作業ステップは、通常の環境条件下で実施することはできず、別個の雰囲気を必要とする。このような製造プロセスは、例えば半導体製造におけるコーティング過程、ＬＣＤまたはＯＬＥＤ製造における密封ステップ、または例えば医療・製薬技術における高純度の原材料の製造プロセスであり得る。これらのプロセスは、例えばクリーンルーム条件、低湿度、不活性ガス雰囲気、またはこれらの様々な条件と別の条件との組合せを必要とする場合がある。
【０００３】
前記のような製造プロセスまたは作業ステップを、内部で所要条件に応じて雰囲気を発生させることのできる閉鎖空間内で実行することは周知である。この閉鎖空間はエアロックを有しており、エアロックを介して所要材料を閉鎖空間内へ導入すると共に、製品を取り出すことができるようになっている。この場合、エアロックは外部に向けられていてよい、あるいはエアロックは、間で材料または製品を交換する必要のある２つの閉鎖空間をつないでいてよい。
【０００４】
知られているのは、フード設計されたクリーンガスキャビン（例えば不活性ガスケーシング）である。フードは、底板と共に包囲空間を形成しており、その中で所要の雰囲気を生ぜしめることができるようになっている。予め組み立てられたフードは、上方から底板に設置されかつ密閉される。必要とされるポート、エアロック、上流側に接続される室、およびその他の所要ユニットや構成群は、好適には既にフードに取り付けられていて、テスト済みである。よってこのクリーンガスキャビンは、作業もしくは製造予定スペースに迅速に設置され得る。フード設計された取付け部材は、任意の設備または設備部分を、要求に応じて雰囲気を発生させることができる閉鎖空間内で作動させる手段を提供する。このためにはフードのサイズが、その時々の設備に適合させられる。クリーンガスキャビンの形成に用いられる材料は、その内部で例えば汚染またはガス放出により雰囲気を変化させないように設定されている。さらにこのケーシングは、クリーンガスキャビンの内部空間と周辺環境との間でガス交換が行われないように形成されている。知られているのは特殊鋼製またはアルミニウム製のクリーンガスキャビンである。
【０００５】
材料をクリーンガスキャビン内に導入可能またはクリーンガスキャビンから導出可能な開口は、切換弁を介して開閉され得る。この場合、エアロックは２つのクリーンガスキャビン間に配置されていてよいか、または外部に対するクリーンガスキャビンの接続部を成していてよい。エアロックは、クリーンガスキャビンと、真空室、別のエアロックまたは別のプロセス機械との接続部としても使用可能である。周知の切換弁は、シールされた扉を有しており、この扉は、相応のヒンジを中心としてクリーンガスキャビンの内部空間内へ旋回させられて、開けられる。これは手動で、または好適にはアクチュエータを介して行われてよい。この場合の欠点は、切換弁の扉を開けることができるようにするために、クリーンガスキャビンの内部空間内に大きな所要スペースを空けておかねばならない、という点にある。別の欠点は、扉および切換弁の周知の構成形式に基づき生じる。扉および切換弁は、好適には金属、例えば特殊鋼またはアルミニウムから製造されている。このような金属により、クリーンガスキャビンの内部空間内の雰囲気に対して不活性の、気密で機械的安定性の高い扉が提供され得る。この場合の欠点は、このように製造された扉および切換弁の高い重量が、大抵はやはり金属、特にアルミニウムまたは特殊鋼から製造されるクリーンガスキャビンの重量に加わって、クリーンガスキャビンの設置箇所の高い面荷重を生ぜしめるため、結果的に建屋に対する荷重要求が高まることになる、という点にある。さらに、クリーンガスキャビンの高い重量は、クリーンガスキャビンの組立もしくは使用時の手間を増大させる。それというのも、相応の荷重に耐えることのできるクレーンまたはリフト装置を使用せねばならないからである。
【０００６】
よって本発明の課題は、開放用の小さな所要スペースならびに小さな自重を有する、クリーンガスキャビン用の気密閉鎖式の切換弁を提供することにある。
【０００７】
本発明の課題は、少なくとも、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータが間接的または直接に閉鎖部材と結合されており、第１のアクチュエータは閉鎖部材に、第１のアクチュエータが閉鎖部材を開口から持ち上げて開口を開きかつ／または開口に当て付けて開口を閉じるように結合されており、第２のアクチュエータは閉鎖部材に、第２のアクチュエータが閉鎖部材を開口に対して横方向に摺動させるように結合されていることにより、解決される。この場合、第２のアクチュエータは、好適には、第２のアクチュエータが閉鎖部材を少なくとも、第１のアクチュエータの運動方向に対してほぼ垂直に摺動させるように配置されていてよい。第２のアクチュエータにより生ぜしめられる摺動は、例えば開口に対して水平方向、鉛直方向、または対角線方向に行われてよい。行程運動と摺動運動とを組み合わせることにより、切換弁を省スペース式に開放することができる。クリーンガスキャビンの内部空間内に、開放のために扉を旋回させることのできるスペースを空けておかずに済む。これにより、クリーンガスキャビン内に、大幅に大きな作業面積が供与されることになる。択一的に、クリーンガスキャビンを同一の床面積において、その時々の装置用に、より小型に構成することもできる。これにより、クリーンガスキャビンの所要ガスひいては運転コストを大幅に削減することができる。独立して行われる行程運動に基づき、閉鎖部材は開口、特に開口に対して均一に押し当てられる。これにより、開口の気密な閉鎖を確実に達成することができる。
【０００８】
第１のアクチュエータは、少なくとも１つのばねが、間接的または直接に閉鎖部材に結合されており、このばねが、閉鎖部材を閉鎖位置へ押圧するまたは引っ張ることにより簡単、軽量かつ廉価に形成され得る。このようにして、第１のアクチュエータがばね力に抗して閉鎖部材の行程運動を生ぜしめる一方で、ばねは、第１のアクチュエータがもはや制御されなくなってから、閉鎖部材を再び逆方向に移動させる。つまり第１のアクチュエータは、１方向にしか作用する必要がない。これに相応して第１のアクチュエータは簡単に、例えば負圧、圧縮空気または圧媒液により駆動されるように、形成されていてよい。第１のアクチュエータは、電気的、磁気的、または機械的に駆動されるように形成されていてもよい。この場合、負圧の使用は、不純物、例えば空気または圧媒液が誤ってクリーンガスキャビン内にもたらされる恐れがない、という利点を有している。好適には、少なくとも１つのばねは、閉鎖部材を閉鎖位置に押圧するまたは引っ張るように設計されている。これにより、切換弁は故障時、例えば第１のアクチュエータを制御するためのエネルギ切れの際には常に、閉鎖されひいては安全な位置に移動させられて保持されるようになっている。１つの択一的な構成では、第１のアクチュエータは２方向に、つまりばね力に抗して作用すると共に、ばね力と共に作用することができるようになっている。これにより付加的に、第１のアクチュエータにより、ばね力の作用方向での閉鎖過程を支援することが可能になる。
【０００９】
切換弁の簡単かつ廉価なシールは、開口を包囲するようにシールが配置されており、かつ閉鎖部材が閉鎖位置においてシールに当て付けられていることにより、達成され得る。
【００１０】
閉鎖部材の別個に制御および実施可能な各運動、つまり行程運動と摺動運動とは、第１のアクチュエータと閉鎖部材とが移動ユニットに配置されており、第２のアクチュエータが移動ユニットを、この移動ユニットに配置された第１のアクチュエータと閉鎖部材と一緒に、開口に対して横方向に移動させることにより達成され得る。好適にはリニアアクチュエータを用いると、より簡単で、機械的により安定した構造が生ぜしめられる。開口を閉じるためには、第２のアクチュエータが移動ユニットを移動させることにより、閉鎖部材を開口に面した位置にもたらしてから、第１のアクチュエータが閉鎖部材を行程運動させることにより、開口を閉じる。開口を開くためには、第１のアクチュエータが閉鎖部材を開口から持ち上げる。その後、第２のアクチュエータが移動ユニットを閉鎖部材と共に、開口に対して横方向に摺動させる。
【００１１】
移動ユニットが、少なくとも１つのガイドレール上で直線運動するように支持されており、かつ移動ユニットは、第２のアクチュエータによりガイドレールに沿って移動可能である、ということが想定されている場合には、移動ユニットの確実な支持が保証され得る。これにより、閉鎖部材の押当てによりもたらされる横方向力をも受け止めることができるようになっているので、開口の確実で気密な閉鎖が可能になる。ガイドレールに代えてまたは加えて、横方向力を受け止めるためには、カウンタホルダが設けられていてもよい。
【００１２】
本発明の１つの好適な構成では、第２のアクチュエータが少なくとも、ガイド管と、このガイド管に直線運動可能に支持されたキャリッジとから形成されており、ガイド管内には直線運動可能な磁石が配置されており、磁石はキャリッジと磁気的に結合されている、ということが想定されていてよい。この場合、ガイド管は円形、四角形の横断面を有していてよいが、別のあらゆる横断面を有することもできる。好適には、ガイド管は閉じられた円筒を形成しており、この円筒の内部空間には、可動に支持されたピストンが配置されている。ピストンは、シリンダを２つのシリンダ室に分けている。各シリンダ室には圧縮空気接続部が対応配置されている。圧縮空気により、シリンダ内のピストンを、ガイド管の長手方向延在部に沿って動かすことができる。ピストンには磁石が取り付けられている、またはピストン自体が磁性に形成されているので、キャリッジに対する磁気的な結合が可能である。磁気的な力伝達に基づき、例えば潤滑剤、液圧油または圧縮空気等の不純物がクリーンガスキャビン内にもたらされることは、確実に回避され得る。キャリッジは、好適には移動ユニットに結合されている。ガイド管内の直線運動可能な磁石の移動に基づいて、キャリッジひいては移動ユニットを、その所望の位置に移動させることができるようになっている。ピストンおよび／または磁石は、電気的なスピンドル駆動装置、ガススプリング、バランスウェイトを備えたケーブル、またはピストンロッドを有する空圧シリンダによっても駆動され得る。
【００１３】
本発明の１つの別の好適な構成では、切換弁には、接続板を備えた接続部材が対応配置されており、開口は、接続板に設けられた貫通開口として形成されており、第１のアクチュエータおよび／またはガイドレールは、間接的または直接に接続部材に取り付けられている、ということが想定されていてよい。つまり切換弁は、クリーンガスキャビンの側壁に形成された貫通開口に、ユニットとして取付け可能な構成群を形成している。このために接続板は、側壁と結合される。予め組み立てられた切換弁に基づき、クリーンガスキャビンの組立時間を大幅に短縮することができる。種々様々なタイプおよび構成のクリーンガスキャビンに使用可能な、規格化された切換弁が想定されていてもよい。
【００１４】
切換弁ひいてはクリーンガスキャビン全体の重量は、閉鎖部材および／または接続板および／または移動ユニットが、少なくとも部分的に構造コア板、特にアルミニウムハニカムコア板から形成されていることにより、削減され得る。構造コア板から成る構成部材は、比較可能な機械的耐荷重を有する中実に形成された構成部材に比べ、はるかに小さな重量を有している。間隔をあけて配置され、構造コアを介して互いに結合された２つの被覆板を有する構造コア板の構成に基づき、各構成部材の極めて高度な曲げ剛性が生ぜしめられる。これにより、例えば構造コア板から製造された閉鎖部材は、開口に押し当てられても、全くまたは極僅かにしか曲げられない。このことは、シール全長に沿った開口の気密な閉鎖を可能にする。構造コア板は、両側に配置された被覆板に基づき、使用される被覆板の透過特性に相応して、構造コア板の面法線の方向において気密である。構造コアは、有利には、ガスが構造コア板内で、その面法線に対して横方向には流れることができないように形成されていてよい。これにより、例えば構造コア板の縁部を介して、または各被覆板にずらして形成された開口部を介して、ガスが閉鎖部材または閉鎖板を通ってクリーンガスキャビン内に流入することは一切ない、ということが保証されている。好適には、構造コア板としてアルミニウムハニカムコア板が使用され得る。
【００１５】
本発明では、移動ユニットに可動に支持された支持体が対応配置されており、支持体は、少なくとも１つの帯材と、この帯材と所定の角度で結合されたウェブとを有しており、閉鎖部材は、帯材またはウェブに結合されている、ということが想定されていてよい。支持体は、その賦形に基づき、閉鎖部材が開口に押し当てられても、全くまたは極僅かにしか曲がらないので、確実なシールが保証されている。重量削減のためには、支持体が、好適には構造コア板から製造されていてよい。
【００１６】
本発明の特に好適な変化態様に相応して、閉鎖部材と移動ユニットの質量は、合わせて８０ｋｇ未満の質量を有しており、かつ／または閉鎖部材が開口を覆う面積は、０．２ｍ２〜１０ｍ２、好適には０．２ｍ２〜５ｍ２の範囲内である、ということが想定されていてよい。比較的小さな前記質量は、構造コア板の使用により達成可能である。小さな質量は、いくつかの利点をもたらす。例えば、閉鎖部材および移動ユニットの取付け部の耐荷重をより低くひいてはより廉価に形成することができる。クリーンガスキャビンの総質量は、以下に挙げる各利点を伴って削減することができる。開閉過程のためには、比較的小さな質量だけを移動させれば済むので、開閉過程をより迅速に、より小さな力で行うことができる。開口の面積を適合させることにより、種々様々な用途にクリーンガスキャビンを使用することができる。例えば１０ｍ２が覆われる開口は、例えば溶接作業を実施するための、航空機タービンの導入を可能にする。これに対して５ｍ２が覆われる開口は、ディスプレイ製造における現行の寸法に適合されている。
【００１７】
以下に、本発明を図示の１つの実施例に基づき、より詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】クリーンガスキャビンの斜視外観図である。
【図２】クリーンガスキャビンの切換弁の接続部材の外観図である。
【図３】図２に示した切換弁を裏から見た斜視図である。
【図４】切換弁の一部を断面して示す斜視分解図である。
【図５】図４に示した図の一部を閉鎖ユニットと共に拡大して示す図である。
【図６】切換弁の側方断面図である。
【００１９】
図１には、クリーンガスキャビン１０が斜視外観図で示されている。
【００２０】
クリーンガスキャビン１０は、多角形の輪郭を有している。図示の実施例では、輪郭は６角形である。相応して６角形の底部１１には、複数の側壁１２が設置されている。クリーンガスキャビン１０は上側を、柵１６で囲まれたキャビン蓋１５によって覆われている。
【００２１】
クリーンガスキャビン１０の側方には、２つの循環用導管１４．１，１４．２が矩形の通路の形態で取り付けられている。循環用導管１４．１，１４．２は、供給部と取出し箇所とを介してクリーンガスキャビン１０の内部空間に接続されている。このためには相応の開口部が、各側壁１２に設けられている。
【００２２】
正面の側壁１２．１には、図２により詳しく示されているように、切換弁８０により閉じられた切抜き部１３が設けられている。開口２３は、切換弁８０の構成部分である。
【００２３】
クリーンガスキャビン１０は、その周辺環境に対して密閉されたケーシングを成している。クリーンガスキャビン１０内には、製造設備または実験室設備等を配置することができる。さらに、クリーンガスキャビン１０内で所定の雰囲気を調整することもできる。このため、所定の組成を有する特定のガスまたはガス混合物が、クリーンガスキャビン１０の内部空間に存在していてよい。前記ガスまたはガス混合物は、不活性ガスであってよい。さらに、ガスまたはガス混合物の湿度を調整することができる。付加的な要求として、クリーンガスキャビン１０に必要とされるクリーンルームクラスが予め設定されている場合がある。複数の要求が個々に当てはまることもあるし、組み合わさって当てはまることもある。付加的に、別の雰囲気パラメータ、例えば温度が調整され得る。本発明に相応するクリーンガスは、求められる要求に対応した雰囲気であると解される。
【００２４】
所要雰囲気に応じて、クリーンガスキャビン１０にはこの雰囲気を供給するもしくは発生させるための相応のユニットが装備されている。本実施例では、クリーンガスキャビン１０は、２つの循環用導管１４．１，１４．２を有している。これらの循環用導管１４．１，１４．２を介して、取出し箇所においてガスがクリーンガスキャビン１０から取り出され、供給部を介して再びクリーンガスキャビン１０に供給される。このときガスは、ガス調製ユニットに供給される。ガス調製ユニットは、クリーンガスキャビン１０の内部空間に接続されている。ガス調製には、クリーンガスキャビン１０の内部空間に必要とされる雰囲気を発生させることも含まれる。
【００２５】
図示の実施例では、各側壁１２は構造コア板から形成されている。この場合、側壁１２はハニカムコア板として、好適にはアルミニウムハニカムコア板として形成されていてよい。構造コア板は、多層構造を有している。この場合は、間隔をあけて配置された少なくとも２つの被覆板が、構造コアと面状に結合されている。各被覆板と構造コアとは、本実施形態ではアルミニウムから製造されている。構造コアは、ハニカムコアとして形成されている。このようにして、高い曲げ剛性と同時に低い重量を有する板が形成される。つまりクリーンガスキャビン１０は、中実のアルミニウム壁または特殊鋼壁を用いて製造されたクリーンガスキャビンよりも大幅に低い重量を有している。これにより、移された設備部分およびクリーンガスキャビン１０の重量に基づき生じる底部荷重が、大幅に減少させられる。よってクリーンガスキャビン１０は、底部耐荷重の小さな建屋においても使用可能である。さらに、比較的低い重量は、使用箇所におけるクリーンガスキャビン１０の設置を容易にする。それというのも、このためにはリフト装置を一切必要としないか、または耐荷重が小さなリフト装置だけを必要とするに過ぎないからである。
【００２６】
クリーンガスキャビン１０の重量をさらに減少させるためには、キャビン蓋１５の蓋板ならびに底部１１も構造コア板から、本実施例ではアルミニウムハニカムコア板から形成されている。
【００２７】
１つの択一的な実施形態では、クリーンガスキャビン１０の各側壁１２、キャビン蓋１５および底部１１は、中実材料、例えばアルミニウムまたは特殊鋼から製造されていてもよい。
【００２８】
クリーンガスキャビン１０は、特別な雰囲気を必要とする製造プロセスまたは作業ステップの実施を可能にする。このような製造ステップは、例えば製薬分野における高純度物質のコーティングプロセス、密閉プロセス、または処理、または製造であってよい。所要材料および物質の供給は、設けられた複数のエアロックを介して行われる。このようなエアロックを介して、例えば２つ以上のクリーンガスキャビン１０が互いに接続され得る。接続された各クリーンガスキャビン１０内には、それぞれ異なる雰囲気が存在していてよい、または各雰囲気が同一である場合には、各雰囲気中での、それぞれ異なる作業プロセスが確立されていてよい。さらにクリーンガスキャビン１０は、１つ以上のエアロックを介して外部環境と接続されていてよい。したがってクリーンガスキャビン１０は、例えば生産ラインに組み込まれてよい。
【００２９】
クリーンガスキャビン１０内で所望の雰囲気を維持するためには、クリーンガスキャビン１０の装入または取出し後に、エアロックを気密に閉じる必要がある。このためには、各エアロックの開口２３を適宜に閉鎖する切換弁８０が、それぞれ設けられている。
【００３０】
図２には、クリーンガスキャビン１０用の切換弁８０の接続部材２０が外観図で示されている。接続板２１は、接続フレーム２２によって囲まれている。開口２３は、閉鎖部材３０により閉じられている。図４および図５により詳しく示されているように、閉鎖部材３０には、複数のプラグ３３がずらされて配置されている。接続板２１により部分的に覆い隠されるようにして、第２の取付け用接続管片７１．２をそれぞれ備えた２つのガイド管７６ならびに２つのガイドレール７７が配置されている。ガイド管７６は、空圧シリンダの一部であり、図３および図４に示す２つの摺動アクチュエータ７０に対応配置されている。切換弁８０のエネルギ供給には、２つのエネルギチェーン７５が用いられる。さらに、切換弁８０には、エネルギ供給部８１を介してエネルギ、本実施例では圧縮空気が供給される。
【００３１】
接続板２１と閉鎖部材３０とは、図示の実施例では構造コア板、好適にはアルミニウムハニカムコア板から製造されている。構造コア板の使用により、中実材料に比べて切換弁８０の重量を大幅に低下させることができる。構造コア板は、好適には本発明の用途のために気密に構成されていてよい。このようにして、軽量であるにもかかわらず密な切換弁８０が形成される。
【００３２】
接続部材２０は、その接続フレーム２２でもって、クリーンガスキャビン１０の側壁１２，１２．１に設けられた切抜き部１３（図１に図示）に取り付けられてよく、これにより切抜き部１３は、切換弁８０によって気密に閉鎖されていることになる。開口２３は、閉鎖部材３０の行程運動と摺動運動との組合せに基づき開閉可能である。このために必要なエネルギは、エネルギ供給部８１とエネルギチェーン７５とを介して切換弁８０に供給される。
【００３３】
切換弁８０は、構成群として予め組み立てられてよい。次いでこの構成群を、クリーンガスキャビン１０に取り付けることができる。このためには接続フレーム２２と、ガイドレール７７の突出領域と、第２の取付け用接続管片７１．２とが、クリーンガスキャビン１０の側壁１２，１２．１に結合される。予め組み立てられた切換弁８０を使用することにより、クリーンガスキャビン１０の組立時間を大幅に短縮することができる。さらに、クリーンガスキャビン１０に取り付ける前に、切換弁８０のシール性を検査することができる。
【００３４】
図３には、図２に示した切換弁８０を裏から見た斜視図が示されている。
【００３５】
ガイドレール７７は、切換弁８０の接続板２１にねじ締結されており、片側が、接続板２１および接続板２１の接続フレーム２２から突出している。摺動アクチュエータ７０のガイド管７６もやはり、片側で接続板２１に取り付けられている。このためには接続板２１の、互いに反対の側に位置する２つの側方領域に、各１つの第１の取付け用接続管片７１．１が取り付けられており、第１の取付け用接続管片７１．１には各１つの第１の管保持体７２．１が取り付けられている。側壁１２，１２．１に取り付けられる第２の取付け用接続管片７１．２にもやはり、第２の管保持体７２．２が設けられている。ガイド管７６は、その各端部において、管保持体７２．１，７２．２により保持されている。ガイド管７６には各１つのキャリッジ７３が、ガイド管７６に沿って直線運動可能に支持されている。
【００３６】
ガイド管７６は、それぞれ空圧シリンダの一部であり、気密に閉じられている。ガイド管７６内には、各ガイド管７６に沿って可動のピストンが、磁石と共に覆い隠されて配置されている。磁石は、好適には永久磁石であり、ピストンに取り付けられていてよいか、またはピストン自体が磁性に形成されていてもよい。キャリッジ７３にも、やはり磁石、好適には永久磁石が配置されている。ガイド管７６内の磁石は、対応配置されたキャリッジ７３の磁石と、磁気的に結合されている。よって、ガイド管７６内のピストンひいては磁石の移動に基づき、キャリッジ７３は、ガイド管７６に沿って直線的に移動することができるようになっている。ピストンは、空圧シリンダを各２つのシリンダ室に分けている。これらのシリンダ室のうちの一方はそれぞれ、圧縮空気供給部として形成されたエネルギ供給部８１に接続されている。圧縮空気を適宜に制御することにより、シリンダ内のピストンを、ガイド管７６に沿って移動させることができる。磁石を永久磁石として形成することにより、ガイド管７６内の磁石と、キャリッジ７３の磁石との間の磁気的な結合は、電源故障時にも維持され続ける。
【００３７】
各ガイド管７６の間には、移動ユニット５０が配置されている。移動ユニット５０は、支持体５１を基体として有している。図示の実施例では、２つの帯材５１．１，５１．２と、これらの帯材５１．１，５１．２を結合するウェブ５１．３とを備えたＵ字形成形部材が、支持体５１として設けられている。各帯材５１．１，５１．２の間には複数の横方向支柱５２が互いに間隔をあけて配置されており、これらの横方向支柱５２は、取付け用アングル部材５３を介して帯材５１．１，５１．２とウェブ５１．３とに結合されている。横方向支柱５２を、複数の貫通開口５２．１が貫通している。
【００３８】
支持体５１、特に帯材５１．１，５１．２およびウェブ５１．３も、図示の実施例では構造コア板、好適にはアルミニウムハニカムコア板から製造されている。これにより、支持体５１ひいては切換弁８０の重量を、低く抑えることができる。
【００３９】
支持体５１は、側方に取り付けられたアングル部材７４を介してキャリッジ７３に結合されている。さらに支持体５１は、滑り部材７８．１，７８．２を介して直線運動可能に、ガイドレール７７に支持されている。支持体５１の作動距離は、摺動アクチュエータ７０の終端位置によって制限されている。開口２３の開閉過程は、ライトバリア７９が監視している。
【００４０】
支持体５１のウェブ５１．３には、本実施例では４つの行程アクチュエータ６０が取り付けられている。各行程アクチュエータ６０には、図示の実施例では圧縮空気の形態の所要エネルギを供給するための接続部６２が対応配置されている。行程アクチュエータ６０の両脇には、閉鎖ユニット４０（図４および図５に図示）のカバーキャップ４５が配置されている。行程アクチュエータ６０は、閉鎖部材３０と作用接続している。
【００４１】
閉鎖部材３０は、閉鎖位置において間接的または直接的に、接続板２１に当て付けられている。これにより、開口２３は気密に閉じられることになる。有利には、このためにシール２６（図４に図示）が、開口２３を包囲するようにして、接続板２１と閉鎖部材３０との間に配置されている。開口２３を開けるには、閉鎖部材３０が行程アクチュエータ６０により接続板２１から持ち上げられてよい。次いで移動ユニット５０全体が、摺動アクチュエータ７０により、開口２３に対して横方向に摺動させられる。これにより、閉鎖部材３０は開口２３を開放する。行程運動と摺動運動との組合せに基づき、弁部材、例えばエアロックドアをクリーンガスキャビン１０の内部空間内へ大きく旋回させる必要なしに、開口２３を完全に開放することができる。よってクリーンガスキャビン１０内に、製造設備又は実験設備用のスペースがより多く提供されることになる、または同じ床面積において、より小さな外寸を有するクリーンガスキャビン１０を使用することができる。
【００４２】
使用する、キャリッジ７３に対する磁気的な力伝達手段を備えた摺動アクチュエータ７０に基づき、別のアクチュエータの場合には必要とされる、例えば潤滑剤、圧縮空気または液圧油等の不純物がクリーンガスキャビン１０に流入することは、確実に回避され得る。構造コア板から成る支持体５１と閉鎖部材３０とを使用することにより、極めて軽量の移動ユニット５０が達成され、この移動ユニット５０は、摺動アクチュエータ７０により容易に移動させることができる。移動ユニット５０は、移動時にガイドレール７７上でガイドされる。摺動アクチュエータ７０のガイドレール７７およびガイド管７６は、接続板２１を越えて突出しているため、閉鎖部材３０を、開口２３が完全に開放されるように大きく摺動させることができるようになっている。
【００４３】
ウェブ５１．３と、このウェブ５１．３に対して角度を成して配置された帯材５１．１，５１．２とを備える支持体５１を使用することにより、曲げ剛性を有する移動ユニット５０が得られる。このことと、支持体５１の両側支持とが相まって、接続板２１に閉鎖部材３０が押し当てられる際に移動ユニット５０が曲がることが回避され得る。このことは、開口２３の確実で気密な閉鎖を保証する。
【００４４】
取付け用アングル部材５３を用いると、支持体５１を構造コア板から簡単に構成することができる。この場合、横方向支柱５２は、支持体５１のさらなる補強をもたらす。行程アクチュエータ６０に通じる、例えば所要エネルギ供給用の供給導管（図示せず）を、横方向支柱５２の貫通開口５２．１を通して案内することができるようになっている。
【００４５】
これにより、クリーンガスキャビン１０の側壁１２，１２．１に設けられた、対応する切抜き部１３に構成ユニットとして組み込むことのできる、コンパクトな切換弁８０が達成されることになる。
【００４６】
図４には、切換弁８０の一部が断面された分解斜視図が示されている。
【００４７】
接続フレーム２２と、この接続フレーム２２が周囲に係合している接続板２１とを貫通して設けられた複数の孔を介して、接続ねじ２２．１を用いて、接続板２１をクリーンガスキャビン１０の側壁１２，１２．１にねじ締結することができる。接続板２１の内側には調整レール２７が取り付けられており、調整レール２７にガイドレール７７が載置されて接続板２１と結合、好適にはねじ締結される。調整レール２７は高さ調整に用いられ、ガイドレール７７を接続フレーム２２を越えて案内することができると同時に、相応のねじ締結に基づいて、ガイドレール７７の確実で固い結合を可能にする。開口２３の周方向に延びるように、シール２６、好適には丸形コードシールが配置されている。シール２６は、２つのシールフレーム２５．１，２５．２間に保持されている。これらのシールフレーム２５．１，２５．２は、取付け孔２４において接続板２１にねじ締結されている。
【００４８】
開口２３に面して、閉鎖部材３０が配置されている。閉鎖部材３０は、構造コア板、好適にはアルミニウムハニカムコア板から製造されていて、２つの取付け孔３１と、１つの別の孔３２とを有している。取付け孔３１は、構造コア板の一方の被覆板と構造コアだけを貫通して案内されているに過ぎず、開口２３に面した側の被覆板を貫通してはいない。これにより閉鎖部材３０は、取付け孔３１の領域でも気密性を保っている。孔３２は、閉鎖部材３０を完全に貫通していて、移動ユニット５０に面した側の被覆板に向かって広がっているので、図２に示されているように、プラグ３３を開口２３の側から孔３２に挿入することができるようになっている。プラグ３３は、孔３２を気密に閉鎖し、さらに結合部材５６のねじ締結にも用いられる。プラグ３３のストッパ面により、高い力を形状接続（形状による束縛、例えば係合）的に伝達することができるようになっている。
【００４９】
閉鎖部材３０と、移動ユニット５０の支持体５１との間には、閉鎖ユニット４０が配置されている。閉鎖ユニット４０は、図５に拡大して示されているように、一部は分解図で、かつ一部は部分的に組み立てられて図示されている。閉鎖部材３０に配置される閉鎖ユニット４０の部品ユニットには、各１つの保持ブシュ４１、ばね４２、ガイドピン４３、ガイドブシュ４４およびカバーキャップ４５が割り当てられている。
【００５０】
図５に示すように、保持ブシュ４１は、保持部分４１．２とフランジ４１．１とから形成されている。保持部分４１．２にはねじ受容部４１．３が軸方向に挿入されており、ねじ受容部４１．３はフランジ４１．１の側で、ばね受容部４１．４に取り囲まれている。保持ブシュ４１は、閉鎖部材３０の取付け孔３１に挿入され、そこで保持部分４１．２でもって固定、特に接着されてよい。好適には、保持ブシュ４１は金属、特に特殊鋼から製造されている。
【００５１】
ばね４２は、圧縮ばねとして形成されている。ガイドピン４３は、ガイド部分４３．２の保持ブシュ４１に面した端部側に、ねじ山４３．１を有している。ガイド部分４３．２の、ねじ山４３．１とは反対の側は、ヘッドプレート４３．３で終わっている。
【００５２】
ガイドブシュ４４は、ガイド孔４４．３が貫通している第２のストッパ４４．１と第２の保持部分４４．２とから形成されている。ガイドブシュ４４も、好適には金属、特に特殊鋼から製造されている。
【００５３】
このようなガイドブシュ４４は、その第２の保持部分４４．２でもって、支持体５１のウェブ５１．３に形成されたブシュ受容部５４に取り付けて固定することができる。ガイドピン４３は、ガイドブシュ４４のガイド孔４４．３を貫通して案内されている。この場合、ガイドピン４３のヘッドプレート４３．３は、支持体５１の両帯材５１．１，５１．２間の領域に突出しており、そこでカバーキャップ４５によりカバーされている（図３に図示）。ウェブ５１．３の反対の側では、ガイドピン４３がばね４２を貫通して案内されており、ばね４２は、ガイドブシュ４４と保持ブシュ４１との間に配置されかつばね受容部４１．４内に保持されている。
【００５４】
ガイドピン４３は、そのねじ山４３．１でもって保持ブシュ４１のねじ受容部４１．３にねじ込むことができる。これにより閉鎖部材３０は、ガイドピン４３のガイドブシュ４４内への変位距離に相応して可動に、支持体５１ひいては移動ユニット５０と結合されていることになる。ばね４２は、圧縮して予荷重をかけられた状態で支持体５１と閉鎖部材３０との間に保持されていて、支持体５１と閉鎖部材３０とを互いに押し離している。
【００５５】
支持体５１のウェブ５１．３に設けられた相応の窪みには挿入体５５が挿入されていて、ウェブ５１．３と結合されている。挿入体５５は、好適には金属から製造されている。挿入体５５には、切欠き５５．１と孔５５．２とが設けられている。
【００５６】
短行程空圧シリンダとして形成された行程アクチュエータ６０は、挿入体５５の範囲で支持体５１のウェブ５１．３に結合されている。行程アクチュエータ６０の内部では、短行程空圧シリンダのシリンダ内に自由体積６１が形成されている。行程アクチュエータ６０の、付加部として形成された取付け部分６３が、挿入体５５の孔５５．２に挿入されている。取付け部分６３には、ねじ山付き孔が配置されている。
【００５７】
結合部材５６は、支持体５１と閉鎖部材３０との間に配置されている。結合部材５６を貫通して、ねじ５６．１が案内されている。結合部材５６の羽根には貫通部５６．２が形成されている。結合部材５６は、選択図の断面に対して鏡像対称的に形成されており、組立のために挿入体５５の切欠き５５．１に挿入され、ねじ５６．１でもって行程アクチュエータ６０の取付け部分６３に結合される。この場合、結合部材５６の貫通部５６．２は、閉鎖部材３０の孔３２と整合することになる。行程アクチュエータ６０の自由体積６１は、覆い隠されて配置された開口と、貫通部５６．２と、孔３２とを介して、プラグ３３に接続されている。
【００５８】
図４に示すように、支持体５１はウェブ５１．３とは反対の側を、背壁５７で覆われている。
【００５９】
図６には、切換弁８０が側方断面図で示されている。この場合、切換弁８０の閉鎖部材３０は、開放位置と閉鎖位置との間の中間位置を占めている。
【００６０】
支持体５１ひいては閉鎖部材３０は、両側に配置された摺動アクチュエータ７０により、閉鎖位置へ移動させられている。これにより、閉鎖部材３０は開口２３を覆うことになる。行程アクチュエータ６０は、圧縮空気を用いて作動させる。圧縮空気は、接続部６２（図３に図示）を介して行程アクチュエータ６０に供給される。第１の圧縮空気供給位置において閉鎖部材３０は、行程アクチュエータ６０により、ばね４２のばね力に抗して、開口２３と、この開口２３を取り囲むシール２６とから持ち上げられている。これに相応して、ばね４２が圧縮されると共に、ガイドピン４３がカバーキャップ４５内に進入した状態になる。第２の圧縮空気供給位置において、ばね４２は、閉鎖部材３０を接続板２１もしくはシール２６に向かって押圧し、これにより開口２３が気密に閉鎖されることになる。行程アクチュエータ６０を、２方向に作用する空圧シリンダとして適宜に形成した場合には、第２の圧縮空気供給位置における閉鎖過程が、行程アクチュエータ６０により支援される。有利には、閉鎖部材３０は、ばね４２によって閉鎖位置へ押圧される。これにより、切換弁８０の固有安全性が達成されることになる。それというのも、切換弁８０は、圧縮空気供給部が故障した場合には、その閉鎖位置に戻るようになっているからである。
【００６１】
閉鎖部材３０が行程アクチュエータ６０により持ち上げられた後で、摺動アクチュエータ７０を制御することにより、支持体５１をガイドレール７７に沿って摺動させることができる。これにより、開口２３が開放されることになる。切換弁８０を閉じるには、閉鎖部材３０が開口２３に面して位置決めされるまで、支持体５１が再びガイドレール７７に沿って摺動させられる。次いで行程アクチュエータ６０により、かつばね４２に支援されて、閉鎖部材３０が開口２３もしくは開口２３を取り囲むシール２６に押し当てられる。
【００６２】
行程運動と摺動運動とを組み合わせることで、開口２３を開閉することができるようになっている。このためには、クリーンガスキャビン１０内の小さな所要スペースしか必要とされていない。切換弁８０の構成に構造コア板を適用することにより、切換弁８０の重量を低く抑えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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