專利名稱：真空閥驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器，以及一種根據(jù)權(quán)利要求13的前序部分所述的包括真空閥驅(qū)動(dòng)器的真空閥，所述真空閥驅(qū)動(dòng)器用于使閥關(guān)閉件沿著調(diào)整軸線在真空閥的打開(kāi)位置與真空閥氣密關(guān)閉的位置之間線性移位。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)的不同實(shí)施例中公知用于基本氣密關(guān)閉引導(dǎo)通過(guò)閥殼體中的開(kāi)口的流動(dòng)路徑的真空閥。真空閘閥特別用于IC及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，該制造必須在盡可能不存在污染顆粒的保護(hù)環(huán)境中進(jìn)行。例如，在半導(dǎo)體晶片或液晶基板的制造工廠中，高靈敏度的半導(dǎo)體元件或液晶元件順序地通過(guò)多個(gè)加工室，其中在各個(gè)情況下通過(guò)一個(gè)加工裝置對(duì)位于加工室內(nèi)的半導(dǎo)體元件進(jìn)行加工。在加工室內(nèi)的加工過(guò)程期間以及從加工室到加工室的輸送期間，高靈敏度的半導(dǎo)體元件必須總是位于保護(hù)環(huán)境中，特別是處于無(wú)空氣環(huán)境下。加工室例如通過(guò)連接通道彼此連接，可以通過(guò)真空閘閥打開(kāi)加工室，用以將部件從一個(gè)加工室輸送到下一個(gè)，隨后氣密關(guān)閉所述加工室，以執(zhí)行相應(yīng)的制造步驟。這些閥由于上述使用領(lǐng)域也稱為真空輸送閥，并且由于它們的矩形開(kāi)口截面而也稱為矩形閘閥。
從現(xiàn)有技術(shù)公知真空閥的完全不同的實(shí)施例，特別是它們的密封和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。根據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，特別地區(qū)分為閘閥(也稱為閥門或矩形閘門)與梭閥，現(xiàn)有技術(shù)中的關(guān)閉和打開(kāi)通常以兩個(gè)步驟進(jìn)行。在第一步驟中，例如在US 6,416,037(Geiser)或US 6,056,266(Blecha)中所公開(kāi)的那樣，在閘閥的情況下，閥關(guān)閉件(具體是關(guān)閉盤)在開(kāi)口上基本平行于閥座線性運(yùn)動(dòng)，或者例如在US 6,089,537(Olmsted)中所公開(kāi)的那樣，在梭閥的情況下，閥關(guān)閉件(具體是關(guān)閉盤)在開(kāi)口上方圍繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，從而在關(guān)閉盤與閥殼體的閥座之間不發(fā)生接觸。在第二步驟中，關(guān)閉盤通過(guò)其關(guān)閉側(cè)而被壓在閥殼的閥座上，從而氣密關(guān)閉開(kāi)口。例如可通過(guò)布置在關(guān)閉盤的關(guān)閉側(cè)上并被壓在圍繞開(kāi)口延伸的閥座上的密封環(huán)，或者通過(guò)閥座上的被關(guān)閉盤的關(guān)閉側(cè)所壓靠的密封環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)密封。
還公知這樣的閘閥，其中通過(guò)單個(gè)線性運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和密封過(guò)程。這種閥例如是來(lái)自瑞士Haag的VAT Vakuumventile AG的輸送閥，已知產(chǎn)品標(biāo)號(hào)為“MONOVAT series 02 and 03”，并設(shè)計(jì)成矩形插閥。例如在US 4,809,950(Geiser)和US 4,881,717(Geiser)中描述了這種閥的設(shè)計(jì)和操作。上述閥在其殼體內(nèi)具有密封表面，沿著閥通路的軸線方向看去，該密封表面具有多個(gè)區(qū)段，它們一個(gè)接一個(gè)地定位并且通過(guò)連續(xù)曲線成為橫向向外延伸的平整的密封表面區(qū)段，作為一個(gè)部分但具有多個(gè)區(qū)段的該密封表面的假想母線與閥通路的軸線平行。密封表面是處理過(guò)的。關(guān)閉件具有與密封表面對(duì)應(yīng)的用于周向關(guān)閉密封件的接觸表面。更詳細(xì)地說(shuō)，所謂的閥門具有門框和可以由沿其平面可移位的關(guān)閉件關(guān)閉的門通路。在門通路的區(qū)域中設(shè)置密封表面，布置在關(guān)閉件上的周向關(guān)閉密封件在所述關(guān)閉件的關(guān)閉位置座靠在該密封表面上，該密封表面的筆直的假想母線與門通路的軸線平行。周向關(guān)閉的單件密封件具有位于不同平面中的長(zhǎng)度和/或形狀不同的多個(gè)區(qū)段，周向關(guān)閉的密封件的兩個(gè)主要區(qū)段位于與門通路的軸線成直角的平面中并隔開(kāi)一距離。密封件的這兩個(gè)主要區(qū)段通過(guò)橫向區(qū)段連接。為了使殼體的密封表面連續(xù)，關(guān)閉件具有承載周向關(guān)閉密封件的對(duì)應(yīng)表面。橫向區(qū)段和周向關(guān)閉密封件是U形。在各個(gè)情況下，這些U形橫向區(qū)段的分支位于一平面中。密封表面的在沿著門通路的軸向看去時(shí)一個(gè)接一個(gè)定位的那些區(qū)段變成橫向向外延伸的平整的密封表面區(qū)段，用以與密封件的主要區(qū)段在它們具有與軸線平行的公共筆直母線的區(qū)域中接觸。這些平整的密封表面區(qū)段位于彼此平行并平行于門通路軸線的平面中。因?yàn)殛P(guān)閉件由一個(gè)部件構(gòu)成，所以它可受到高加速力，從而該閥也可用于快速緊急關(guān)閉。因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)單個(gè)線性運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和密封，所以該閥可非常快速地關(guān)閉和打開(kāi)。
在JP 6241344(Buriida Fuuberuto)中描述了對(duì)于這種可通過(guò)線性運(yùn)動(dòng)來(lái)關(guān)閉的輸送閥來(lái)說(shuō)適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器。此處所述的驅(qū)動(dòng)器具有偏心安裝的杠桿，該杠桿用于使其上安裝有關(guān)閉件的連桿線性移位。
真空閥的驅(qū)動(dòng)器的尺寸對(duì)于真空室系統(tǒng)的整體尺寸具有直接影響，因?yàn)樵谀承┣闆r下真空閥布置在靠近的加工室之間。因此期望將驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成沿流動(dòng)方向盡可能扁平，使得加工室之間的距離可減小至絕對(duì)必要的程度。因此期望將現(xiàn)有技術(shù)公知的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成用于可通過(guò)線性運(yùn)動(dòng)關(guān)閉的輸送閥，使得所述閥可更加扁平。
因?yàn)檩斔烷y特別用于高靈敏度半導(dǎo)體元件的生產(chǎn)，所以由閥的致動(dòng)引起的顆粒生成必須盡可能少。顆粒生成與運(yùn)動(dòng)部件(特別是閥關(guān)閉件)的導(dǎo)向精度和驅(qū)動(dòng)精度直接相關(guān)，這是因?yàn)轭w粒生成主要是摩擦，特別是閥關(guān)閉件、閥殼體與閥座之間的摩擦的結(jié)果。然而，還期望閥快速打開(kāi)和關(guān)閉以減少輸送次數(shù)。由于驅(qū)動(dòng)器和閥關(guān)閉件的阻尼不足，會(huì)產(chǎn)生不期望的材料接觸，從而使顆粒生成增加。由于在半導(dǎo)體工業(yè)中改進(jìn)的新制造工藝，進(jìn)一步增加了在任何情況下都已經(jīng)非常高的對(duì)于顆粒的低水平的需求。
因此，對(duì)于真空閥驅(qū)動(dòng)器的需求看上去與至今仍不能達(dá)到的目標(biāo)相沖突，該真空閥驅(qū)動(dòng)器首先設(shè)計(jì)成盡可能緊湊，特別是扁平，其次可以進(jìn)行快速閥致動(dòng)，而且特征還在于高精度、阻尼線性運(yùn)動(dòng)，以保持真空閥中的顆粒生成較低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種真空閥驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)該真空閥驅(qū)動(dòng)器使得在通過(guò)線性運(yùn)動(dòng)而打開(kāi)和關(guān)閉的真空閥中，特別是在真空輸送閥中，顆粒生成保持為盡可能低，并且該真空閥驅(qū)動(dòng)器的特征在于減小了外部尺寸，特別是沿流動(dòng)方向的外部尺寸。
該目的通過(guò)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立權(quán)利要求的特性化特征而實(shí)現(xiàn)。在從屬專利權(quán)利要求中描述了以可選或有利的方式進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明的特征。
根據(jù)本發(fā)明的真空閥驅(qū)動(dòng)器用于使閥關(guān)閉件(具體是閥盤)沿著調(diào)整軸線在所述真空閥的打開(kāi)位置與該真空閥被氣密關(guān)閉的位置之間線性移位。所述真空閥特別地采取輸送閥的形式，該輸送閥可通過(guò)線性運(yùn)動(dòng)而致動(dòng)并具有基本矩形的開(kāi)口截面，例如，如在JP 6241344(BurridaFuuberuto)中所描述或公知為“VAT MONOVAT series 02 and 03”的那樣。然而，也可以將根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于另一真空閥，該真空閥的閥關(guān)閉件將進(jìn)行線性移位。調(diào)整軸線應(yīng)被理解成表示進(jìn)行所述線性運(yùn)動(dòng)所沿或所平行的軸線。當(dāng)然，因此可以有多個(gè)平行的調(diào)整軸線。所述真空閥驅(qū)動(dòng)器具有包含基本氣密的工作空間的驅(qū)動(dòng)器殼體。在該工作空間中布置有可在該工作空間內(nèi)沿著所述調(diào)整軸線移位的活塞。該活塞以這樣的方式布置，即，其將所述工作空間分成第一壓力空間和第二壓力空間，所述壓力空間被所述活塞以基本氣密的方式分開(kāi)。為此，所述活塞和所述工作空間具有類似的截面，在所述活塞的外表面與所述工作空間的內(nèi)表面之間設(shè)置基本氣密密封橫向中間空間的至少一個(gè)活塞填密件(packing)或至少一個(gè)活塞環(huán)。所述活塞和工作空間優(yōu)選具有細(xì)長(zhǎng)截面，特別是槽狀或橢圓形截面，該截面長(zhǎng)度優(yōu)選是所述截面寬度的至少兩倍，特別是至少三倍、四倍或五倍。這樣，可以使所述真空閥驅(qū)動(dòng)器形成得非常扁平。在所述活塞上固定至少一個(gè)平行于所述調(diào)整軸線延伸的連桿。所述至少一個(gè)連桿被以氣密的方式從所述工作空間引導(dǎo)到所述驅(qū)動(dòng)器殼體的外部區(qū)域而到達(dá)所述閥關(guān)閉件，從而所述活塞與所述閥關(guān)閉件接合，并且所述活塞沿著所述調(diào)整軸線的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述閥關(guān)閉件沿著所述調(diào)整軸線進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)?？梢蕴峁┒鄠€(gè)用于將所述活塞接合到所述閥關(guān)閉件的連桿而不是一個(gè)連桿，所述連桿不僅可具有圓形截面，而且可具有適于從所述工作空間氣密引導(dǎo)至所述外部區(qū)域中的任何期望截面。在所述驅(qū)動(dòng)器殼體上設(shè)置第一連接部和第二連接部，通過(guò)所述連接部可使所述第一壓力空間和所述第二壓力空間受到氣體壓力，從而可通過(guò)在所述第一壓力空間與所述第二壓力空間之間產(chǎn)生氣體壓力差而在所述打開(kāi)位置與所述關(guān)閉位置之間調(diào)整布置在所述至少一個(gè)連桿上的所述閥關(guān)閉件。合適的氣體例如是來(lái)自氣動(dòng)循環(huán)的空氣。所述第一連接部和所述第二連接部應(yīng)抽象地理解成表示所述驅(qū)動(dòng)器的氣體接口?？梢詫⒃摎怏w接口形成為單個(gè)連接部，并且例如可以通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器殼體內(nèi)的至少一個(gè)調(diào)整閥使壓力在所述兩個(gè)壓力空間上分布。還可以將所述兩個(gè)壓力空間中的一個(gè)壓力空間連接到環(huán)境大氣并使另一壓力空間承受不同的壓力，特別是超大氣壓和減小的壓力。這些可選方案同樣落入本發(fā)明的范圍內(nèi)并被以上表述所涵蓋。本發(fā)明提供至少一個(gè)導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿靜態(tài)布置在所述工作空間內(nèi)并在所述工作空間內(nèi)平行于所述調(diào)整軸線延伸，特別是居中地延伸。所述導(dǎo)向桿通過(guò)例如布置在所述活塞中并在內(nèi)側(cè)上提供防止氣體通過(guò)的徑向密封的導(dǎo)向桿密封件而以基本氣密的方式引導(dǎo)穿過(guò)所述活塞。在所述活塞與所述導(dǎo)向桿之間布置至少一個(gè)精密線性軸承，使得所述活塞以可線性移位的方式相對(duì)于所述活塞桿無(wú)徑向游隙地安裝在所述導(dǎo)向桿上。例如可通過(guò)位于所述活塞的外表面與所述工作空間的內(nèi)表面之間的所述橫向中間空間中的活塞導(dǎo)向帶，以及/或者所述至少一個(gè)連桿來(lái)防止所述活塞圍繞所述活塞桿的旋轉(zhuǎn)。所述導(dǎo)向桿不必具有圓形截面，而是可具有適于線性引導(dǎo)的任何期望截面。
由于通過(guò)所述導(dǎo)向桿和所述精密線性軸承高精度地線性引導(dǎo)所述活塞從而引導(dǎo)接合至所述活塞的所述閥關(guān)閉件，因此即使在有較大的力作用在所述閥關(guān)閉件上的情況下，也可以使所述閥關(guān)閉件在所述真空閥中精確地移位，而不會(huì)導(dǎo)致所述閥關(guān)閉件與所述閥殼體之間的不期望的接觸，特別是不會(huì)導(dǎo)致所述閥關(guān)閉件在所述閥座上的位置歪扭。
所述精密線性軸承例如采取精密線性滑動(dòng)軸承或精密線性滾動(dòng)軸承的形式。所述精密線性滑動(dòng)軸承特別地由布置在所述活塞上并以滑動(dòng)軸承的形式無(wú)游隙地基本徑向包圍所述導(dǎo)向桿的導(dǎo)向套形成。所述精密線性滾動(dòng)軸承例如包括固定至所述活塞并包圍所述導(dǎo)向桿的導(dǎo)向套，以及將滾動(dòng)體保持在所述導(dǎo)向桿與所述導(dǎo)向套之間的套筒狀分隔件。這里，所述導(dǎo)向套以可線性移位的方式無(wú)游隙地徑向安裝在所述導(dǎo)向桿上。這樣的線性滾動(dòng)軸承通常從現(xiàn)有技術(shù)已知。所述分隔件以近似一半的速度跟隨所述導(dǎo)向套的沖程。所述滾動(dòng)體可以采取以圍繞所述導(dǎo)向桿并平行于所述調(diào)整軸線分布成多個(gè)列的多個(gè)球體的形式。當(dāng)然，也可以使用其它精密線性軸承。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)提供了兩個(gè)連桿，所述連桿平行于所述調(diào)整軸線延伸，并與特別地位于中央的所述導(dǎo)向桿相對(duì)地固定至所述活塞。所述兩個(gè)連桿從所述工作空間以氣密的方式導(dǎo)入所述驅(qū)動(dòng)器殼體的外部區(qū)域內(nèi)而到達(dá)所述閥關(guān)閉件。
在一實(shí)施例中，在所述導(dǎo)向桿內(nèi)形成通到所述第二壓力空間的通道。該通道將所述第二壓力空間連接到在所述第一壓力空間側(cè)布置在所述驅(qū)動(dòng)器殼體上的所述第二連接部。這樣可以將兩個(gè)連接部都布置在所述驅(qū)動(dòng)器殼體的相同側(cè)上而不會(huì)由于額外線路而增加所述驅(qū)動(dòng)器殼體的尺寸。可以省略用于所述第二壓力空間的其它常用的橫向連接部。這樣，因?yàn)榭蓮膯蝹?cè)制成所述氣體連接部，所以可額外節(jié)省構(gòu)造空間，并且在用于真空室系統(tǒng)中時(shí)，允許加工室進(jìn)行緊密布置。
為了改進(jìn)所述驅(qū)動(dòng)器的阻尼性能，本發(fā)明的基于上述實(shí)施例的另一改進(jìn)提供了氣動(dòng)阻尼。在所述驅(qū)動(dòng)器殼體中布置在所述驅(qū)動(dòng)器殼體的閥側(cè)上的所述第二壓力空間中形成阻尼孔。所述導(dǎo)向桿的部分區(qū)段被居中并徑向間隔地引導(dǎo)通過(guò)所述阻尼孔，從而形成朝向所述閥側(cè)關(guān)閉而朝向活塞側(cè)敞開(kāi)的套筒狀空間。在所述阻尼孔中活塞側(cè)的內(nèi)邊緣區(qū)段上布置阻尼孔密封件。另外，設(shè)置繞過(guò)所述阻尼孔密封件的流動(dòng)路徑，特別地是從所述阻尼孔通向所述第二壓力空間的附加通道。形成在所述導(dǎo)向桿內(nèi)的所述通道通到所述導(dǎo)向桿的被所述阻尼孔包圍的部分區(qū)段。在精密線性滾動(dòng)軸承的情況下，所述導(dǎo)向套、所述阻尼孔、所述阻尼孔密封件以及任選地所述分隔件的尺寸和布置在這里以這樣的方式確定，即，使得在從所述真空閥的所述打開(kāi)位置轉(zhuǎn)變至所述關(guān)閉位置時(shí)，所述導(dǎo)向套被引入所述阻尼孔，并且在所述阻尼孔密封件與所述導(dǎo)向套之間產(chǎn)生基本徑向密封的接觸，從而在轉(zhuǎn)變至所述關(guān)閉位置時(shí)通過(guò)借助于所述流動(dòng)路徑(特別是所述附加通道)的氣驅(qū)(gas displacement)而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)阻尼。在所述第一壓力空間中形成過(guò)大壓力從而所述閥向所述真空閥的所述關(guān)閉位置的調(diào)整速度較大的情況下，在穿過(guò)所述導(dǎo)向套之后從而在即將到達(dá)所述關(guān)閉位置之前在所述阻尼孔中形成反向壓力，該反向壓力抵抗所述運(yùn)動(dòng)并可以借助于所述流動(dòng)路徑(具體是所述附加通道)僅相對(duì)較慢地減小。因此，所述阻尼孔用作在即將到達(dá)所述關(guān)閉位置之前對(duì)所述閥關(guān)閉件進(jìn)行制動(dòng)并防止所述閥關(guān)閉件過(guò)于迅速地撞擊所述閥座的阻尼器。因此可省去否則為制動(dòng)所述閥關(guān)閉件所需的在所述第二壓力空間中主動(dòng)形成的反向壓力。
另外，本發(fā)明包括一種用于基本氣密關(guān)閉流動(dòng)路徑的真空閥，特別是輸送閥，如JP 6241344(Buriida Fuuberuto)或US 4,809,950(Geiser)中所述，該真空閥包括閥殼體，該閥殼體具有用于所述流動(dòng)路徑的開(kāi)口(特別是矩形開(kāi)口)以及閥座；和閥關(guān)閉件，該閥關(guān)閉件可沿著調(diào)整軸線在開(kāi)啟所述開(kāi)口的打開(kāi)位置與其中所述真空閥被氣密關(guān)閉的位置之間線性移位，并且其中所述閥關(guān)閉件在所述開(kāi)口上線性移位從而被壓在所述閥座上。根據(jù)本發(fā)明，所述真空閥包括上述用于使所述閥關(guān)閉件沿著所述調(diào)整軸線在所述打開(kāi)位置與所述真空閥被氣密關(guān)閉的位置之間線性移位的真空閥驅(qū)動(dòng)器。


下面參照附圖中示意性示出的具體工作示例僅以示例的方式更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的裝置。具體地圖1以側(cè)剖視圖表示處于打開(kāi)位置的真空閥驅(qū)動(dòng)器；圖2以側(cè)剖視圖表示處于關(guān)閉位置的真空閥驅(qū)動(dòng)器；圖3表示具有導(dǎo)向套和套筒狀分隔件的精密線性滾動(dòng)軸承的詳細(xì)視圖；圖4表示活塞的平面圖；并且圖5表示包括閥殼體、閥關(guān)閉件和處于關(guān)閉位置的真空閥驅(qū)動(dòng)器的真空閥的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，在某些情況下一起描述圖1至圖5，在各個(gè)圖中已經(jīng)預(yù)先說(shuō)明的附圖標(biāo)記不再單獨(dú)描述。圖1以橫向剖視圖表示根據(jù)本發(fā)明的真空閥驅(qū)動(dòng)器1的可能實(shí)施例，該真空閥驅(qū)動(dòng)器1處于完全打開(kāi)的位置A，在該位置安裝在真空閥驅(qū)動(dòng)器1上的閥關(guān)閉件2(參照?qǐng)D5)完全打開(kāi)。圖2表示處于關(guān)閉位置B的同一真空閥驅(qū)動(dòng)器1。示出的真空閥驅(qū)動(dòng)器1包括包含基本氣密的工作空間6的多部件驅(qū)動(dòng)器殼體5。工作空間6在沿著調(diào)整軸線3的方向的平面圖中具有槽狀截面。在工作空間6內(nèi)以這樣的方式布置可沿著調(diào)整軸線3移位的活塞7，即，使得活塞7將工作空間6分成位于連接側(cè)30的第一壓力空間6a和布置于閥側(cè)29的第二壓力空間6b。壓力空間6a和6b被活塞7基本氣密地分開(kāi)。為此，活塞7和工作空間6具有彼此對(duì)應(yīng)的截面，在活塞的外表面16與工作空間6的內(nèi)表面17之間的橫向圓周間隙通過(guò)圍繞活塞7的兩個(gè)活塞填密件26氣密封閉。在該情況下，活塞7和工作空間6具有細(xì)長(zhǎng)的槽狀截面，或者橢圓形截面，該截面的長(zhǎng)度X超過(guò)截面的寬度Y的兩倍(在本情況下超過(guò)五倍)，如圖4中的活塞7的平面圖所示。這樣可以使驅(qū)動(dòng)器殼體極其扁平，從而可以節(jié)省布置真空閥的空間。
在活塞7上固定兩個(gè)連桿8和9，它們平行于調(diào)整軸線3延伸，并通過(guò)一個(gè)連桿密封件28a和28b而以氣密方式從工作空間6的第二壓力空間6b引導(dǎo)至閥側(cè)29，連桿密封件28a和28b均進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器殼體5的外部區(qū)域中。在各個(gè)情況下，其上可安裝閥關(guān)閉件2的安裝栓23a和23b位于連桿8和9的端部處。為了在閥殼20(參照?qǐng)D5)與周圍大氣之間形成氣密密封，為各個(gè)連桿8和9分別設(shè)置波紋管導(dǎo)通件24a和24b，如從現(xiàn)有技術(shù)所公知的。
通過(guò)平行于調(diào)整軸線3延伸并位于工作空間6內(nèi)的中央且連接到驅(qū)動(dòng)器殼體5的靜態(tài)導(dǎo)向桿11而沿著調(diào)整軸線3線性引導(dǎo)活塞7。導(dǎo)向桿11具有圓形截面，但也可以具有任何其它期望的適當(dāng)截面。兩個(gè)平行于調(diào)整軸線3延伸的連桿8和9與中央導(dǎo)向桿11相對(duì)地固定至活塞7，如圖4中的平面圖所示。這樣，兩個(gè)連桿8和9、導(dǎo)向桿11和調(diào)整軸線3彼此平行，導(dǎo)向桿11在連桿8和9之間的中間延伸。中央導(dǎo)向桿11以基本氣密的方式引導(dǎo)通過(guò)活塞7，布置在活塞7上的呈O形環(huán)形式的導(dǎo)向桿密封件27基本防止了在第一壓力空間6a與第二壓力空間6b之間的氣體交換。
用于高精度線性引導(dǎo)活塞7從而還高精度線性引導(dǎo)連桿8和9以及安裝在連桿上的閥關(guān)閉件2的精密線性滾動(dòng)軸承12布置在活塞7與導(dǎo)向桿11之間。該精密線性滾動(dòng)軸承12在圖3中更詳細(xì)地示出，并包括導(dǎo)向套13和套筒狀分隔件14，導(dǎo)向套13(特別地通過(guò)粘性結(jié)合)固定至活塞7并圍繞導(dǎo)向桿11。分隔件14以這樣的方式將滾動(dòng)體15保持在導(dǎo)向桿11與導(dǎo)向套13之間，即，使得導(dǎo)向套13無(wú)游隙地徑向安裝在導(dǎo)向桿11上，從而可沿著調(diào)整軸線3線性移位。滾動(dòng)體由多個(gè)球體15形成，球體15圍繞導(dǎo)向桿11并平行于調(diào)整軸線3布置成多個(gè)列。該精密線性滾動(dòng)軸承12通常從現(xiàn)有技術(shù)已知。分隔件14以近似一半的速度執(zhí)行活塞7和導(dǎo)向套13的沖程，從而僅在位置A與B之間的半程運(yùn)動(dòng)，從圖1和2中分隔件14相對(duì)于導(dǎo)向套13的相應(yīng)位置可清楚看出。安置在工作空間6的相鄰內(nèi)表面17上并平行于活塞填密件26延伸的活塞導(dǎo)向帶18以防止活塞7圍繞導(dǎo)向桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的方式布置在活塞的外表面16上。活塞7由導(dǎo)向桿11在工作空間6中居中地高精度線性引導(dǎo)，使得接合在導(dǎo)向桿11上的閥關(guān)閉件2以高精度運(yùn)動(dòng)并被壓在閥座22(參照?qǐng)D5)上，從而避免了由于不期望摩擦而引起的顆粒生成。
在可選實(shí)施例中，使用精密線性滑動(dòng)軸承來(lái)代替精密線性滾動(dòng)軸承12。在該情況下，省略了分隔件14和滾動(dòng)體15。導(dǎo)向桿11與導(dǎo)向套13之間的距離應(yīng)該選擇成較小，即，使得布置在活塞7上的導(dǎo)向套13以滑動(dòng)軸承的方式無(wú)游隙地基本徑向包圍導(dǎo)向桿11，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)游隙的線性安裝。
驅(qū)動(dòng)器殼體5上的通向第一壓力空間6a的第一連接部10a使得可以向第一壓力空間6a施加氣體壓力，如圖1中的箭頭所示。為了向第二壓力空間6b施加壓力，在驅(qū)動(dòng)器殼體5的相同連接側(cè)30上相鄰地設(shè)置通向第二壓力空間6b的第二連接部10b(參照?qǐng)D2中的箭頭)，從而可通過(guò)在第一壓力空間6a與第二壓力空間6b之間產(chǎn)生氣體壓力差而使布置在連桿8和9上的閥關(guān)閉件2在打開(kāi)位置A與關(guān)閉位置B之間運(yùn)動(dòng)。通過(guò)通道19而形成第二連接部10b與第二壓力空間6b之間的連接，該通道19通到第二壓力空間6b并以縱向孔的形式形成在導(dǎo)向桿11內(nèi)。在圖2中通過(guò)箭頭表示穿過(guò)通道9的流動(dòng)路徑。
在布置于驅(qū)動(dòng)器殼體5的閥側(cè)29上的第二壓力空間6b中，在驅(qū)動(dòng)器殼體5中形成阻尼孔31。導(dǎo)向桿11的部分區(qū)段居中并徑向間隔開(kāi)地引導(dǎo)通過(guò)阻尼孔31，從而形成朝向閥側(cè)29關(guān)閉而朝向活塞側(cè)敞開(kāi)的套筒狀空間。在阻尼孔31中活塞側(cè)的內(nèi)邊緣區(qū)段上設(shè)置呈O形環(huán)形式的阻尼孔密封件32。在驅(qū)動(dòng)器殼體5中還設(shè)置有附加通道33，該附加通道33從阻尼孔31通向第二壓力空間6b，并形成繞過(guò)阻尼孔密封件32的流動(dòng)路徑。形成在導(dǎo)向桿11內(nèi)的通道19通到導(dǎo)向桿11的被阻尼孔31包圍的部分區(qū)段。導(dǎo)向套13、分隔件14、阻尼孔31和阻尼孔密封件32的尺寸和布置以這樣的方式確定，即，在從打開(kāi)位置A轉(zhuǎn)變至關(guān)閉位置B(參照?qǐng)D2)時(shí)，導(dǎo)向套13被引入阻尼孔31并且在阻尼孔密封件32與導(dǎo)向套13之間產(chǎn)生基本徑向密封的接觸。從而，在關(guān)閉過(guò)程期間在阻尼孔31中暫時(shí)形成過(guò)大壓力，結(jié)果使關(guān)閉中的閥關(guān)閉件2在到達(dá)關(guān)閉位置B之前由于通過(guò)附加通道33的氣驅(qū)而被制動(dòng)。這樣，上述結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)變至關(guān)閉位置B時(shí)提供了氣動(dòng)阻尼，從而即使在快速閥致動(dòng)時(shí)也可以避免對(duì)閥關(guān)閉件2的損壞和不期望的顆粒生成。
因此，通過(guò)導(dǎo)向桿11，活塞7在工作空間6中被居中地線性引導(dǎo)，并在即將到達(dá)關(guān)閉位置B之前與阻尼孔31結(jié)合而被阻尼。此外，因?yàn)閮蓚€(gè)連接部10a和10b都可布置在驅(qū)動(dòng)器殼體5的公共連接側(cè)30上，所以有利于將氣體供入第二壓力空間6b。
圖5表示用于基本氣密關(guān)閉流動(dòng)路徑F的真空閥4，該真空閥4包括具有用于流動(dòng)路徑F的開(kāi)口21和閥座22的閥殼體20，并且包括以上已經(jīng)描述的真空閥驅(qū)動(dòng)器1，其中真空閥4處于關(guān)閉位置B。閥關(guān)閉件2可沿著調(diào)整軸線3(參照?qǐng)D1和2)在開(kāi)啟開(kāi)口21的打開(kāi)位置A與真空閥4被氣密關(guān)閉的位置B之間線性移位，并且閥關(guān)閉件在開(kāi)口21上線性移位從而被壓在閥座22上，如圖5所示。已經(jīng)描述的真空閥驅(qū)動(dòng)器1用于使閥關(guān)閉件2沿著調(diào)整軸線3在打開(kāi)位置A與氣密關(guān)閉的位置B之間線性移位。通過(guò)波紋管導(dǎo)通件24a和24b，連桿8和9被以氣密方式引入閥殼體20并連接到閥殼體20內(nèi)的閥關(guān)閉件2。圖5圖示了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的真空閥驅(qū)動(dòng)器1而允許的沿著流動(dòng)路徑F的方向的真空閥4的扁平設(shè)計(jì)，特別是真空閥驅(qū)動(dòng)器1的扁平設(shè)計(jì)。因此，可以節(jié)省真空閥的布置空間并使其布置靈活。
圖1和圖5表示本發(fā)明的可能實(shí)施例。當(dāng)然，本發(fā)明不限于該實(shí)施例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)真空閥和真空閥驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行另選設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，該真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)用于使閥關(guān)閉件(2)沿著調(diào)整軸線(3)在真空閥(4)的打開(kāi)位置(A)與該真空閥被氣密關(guān)閉的位置(B)之間線性移位，該真空閥驅(qū)動(dòng)器包括·包含基本氣密的工作空間(6)的驅(qū)動(dòng)器殼體(5)；·活塞(7)，該活塞(7)可在所述工作空間(6)內(nèi)沿著所述調(diào)整軸線(3)移位，并且以這樣的方式布置，即，使該活塞(7)將所述工作空間(6)分成第一壓力空間(6a)和第二壓力空間(6b)，所述壓力空間(6a，6b)被所述活塞(7)以基本氣密的方式分開(kāi)；·用于沿著所述調(diào)整軸線(3)線性引導(dǎo)所述活塞(7)的裝置；·至少一個(gè)連桿(8；9)，所述連桿平行于所述調(diào)整軸線延伸并固定至所述活塞(7)，并且被以氣密的方式從所述工作空間(6)導(dǎo)入所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)的外部區(qū)域而到達(dá)所述閥關(guān)閉件(2)；·所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)的第一連接部(10a)，該第一連接部(10a)通向所述第一壓力空間(6a)，并且通過(guò)該第一連接部(10)可向所述第一壓力空間(6a)施加氣體壓力；·所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)中的第二連接部(10b)，該第二連接部(10b)通向所述第二壓力空間(6b)，并且通過(guò)該第二連接部(10b)可向所述第二壓力空間(6b)施加氣體壓力，從而布置在所述至少一個(gè)連桿(8；9)上的所述閥關(guān)閉件(2)可通過(guò)在所述第一壓力空間(6a)與所述第二壓力空間(6b)之間產(chǎn)生的氣體壓力差而在所述打開(kāi)位置(A)與所述關(guān)閉位置(B)之間運(yùn)動(dòng)；所述真空閥驅(qū)動(dòng)器的特征在于，用于線性引導(dǎo)所述活塞(7)的裝置采取以下形式·至少一個(gè)靜態(tài)導(dǎo)向桿(11)，該導(dǎo)向桿(11)在所述工作空間(6)內(nèi)平行于所述調(diào)整軸線(3)延伸，并以基本氣密的方式引導(dǎo)穿過(guò)所述活塞(7)；以及·至少一個(gè)精密線性軸承(12)，該精密線性軸承(12)位于所述活塞(7)與所述導(dǎo)向桿(11)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述精密線性軸承采取精密線性滑動(dòng)軸承的形式，該精密線性滑動(dòng)軸承包括布置在所述活塞(7)上并以滑動(dòng)軸承的形式無(wú)游隙地基本徑向包圍所述導(dǎo)向桿(11)的導(dǎo)向套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述精密線性軸承采取精密線性滾動(dòng)軸承(12)的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述精密線性滾動(dòng)軸承(12)采取以下形式·導(dǎo)向套(13)，該導(dǎo)向套(13)布置在所述活塞(7)上并包圍所述導(dǎo)向桿(11)，以及·套筒狀分隔件(14)，該分隔件(14)以這樣的方式將滾動(dòng)體(15)保持在所述導(dǎo)向桿(11)與所述導(dǎo)向套(13)之間，即，使得所述導(dǎo)向套(13)以可線性移位的方式無(wú)游隙地徑向安裝在所述導(dǎo)向桿(11)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述滾動(dòng)體采取圍繞所述導(dǎo)向桿(11)并平行于所述調(diào)整軸線(3)分布成多個(gè)列的多個(gè)球體(15)的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述活塞(7)和所述工作空間(6)具有細(xì)長(zhǎng)的截面，特別是槽狀或橢圓形截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，所述活塞(7)和所述工作空間(6)的所述截面的截面長(zhǎng)度(X)是截面寬度(Y)的至少兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，在所述活塞的外表面(16)上布置安置于所述工作空間(6)的相鄰內(nèi)表面(17)上的活塞導(dǎo)向帶(18)，從而防止所述活塞(7)圍繞所述導(dǎo)向桿軸線旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，設(shè)置了在所述工作空間(6)內(nèi)居中地延伸的導(dǎo)向桿(11)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，設(shè)置了兩個(gè)連桿(8，9)，所述連桿(8，9)平行于所述調(diào)整軸線(3)延伸，并與所述中央導(dǎo)向桿(11)相對(duì)地固定至所述活塞(7)，并且從所述工作空間(6)以氣密的方式導(dǎo)入所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)的外部區(qū)域內(nèi)而到達(dá)所述閥關(guān)閉件(2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于，在所述導(dǎo)向桿(11)內(nèi)形成通到所述第二壓力空間(6b)的通道(19)，該通道(19)將所述第二壓力空間(6b)連接到在所述第一壓力空間(6a)側(cè)布置在所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)上的所述第二連接部(10b)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的、涉及上述權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于·阻尼孔(31)形成在所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)內(nèi)布置在所述驅(qū)動(dòng)器殼體(5)的所述閥側(cè)(29)上的所述第二壓力空間(6b)中；·所述導(dǎo)向桿的部分區(qū)段居中并徑向間隔開(kāi)地引導(dǎo)通過(guò)所述阻尼孔(31)，從而形成朝向所述閥側(cè)(29)關(guān)閉而朝向所述活塞側(cè)敞開(kāi)的套筒狀空間；·阻尼孔密封件(32)布置在所述阻尼孔(31)中所述活塞側(cè)的內(nèi)邊緣區(qū)段上；·設(shè)置繞過(guò)所述阻尼孔密封件(32)的流動(dòng)路徑，特別地是從所述阻尼孔(31)通向所述第二壓力空間(6b)的附加通道(33)；·形成在所述導(dǎo)向桿(11)內(nèi)的所述通道(19)通到所述導(dǎo)向桿(11)的被所述阻尼孔(31)包圍的部分區(qū)段；并且·所述導(dǎo)向套(13)、所述阻尼孔(31)、所述阻尼孔密封件(32)以及特別地所述分隔件(14)尺寸和布置以這樣的方式確定，即，在從所述打開(kāi)位置(A)轉(zhuǎn)變至所述關(guān)閉位置(B)時(shí)，使所述導(dǎo)向套(13)被引入所述阻尼孔(31)并且在所述阻尼孔密封件(32)與所述導(dǎo)向套(13)之間產(chǎn)生基本徑向密封的接觸，從而在轉(zhuǎn)變至所述關(guān)閉位置(B)時(shí)通過(guò)經(jīng)由所述流動(dòng)路徑，特別是所述附加通道(33)的氣驅(qū)而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)阻尼。
13.一種真空閥(4)，該真空閥(4)用于基本氣密關(guān)閉流動(dòng)路徑(F)，該真空閥(4)包括·閥殼體(20)，該閥殼體(20)具有用于所述流動(dòng)路徑(F)的開(kāi)口(21)以及閥座(22)；和·閥關(guān)閉件(2)，該閥關(guān)閉件(2)可沿著調(diào)整軸線(3)在開(kāi)啟所述開(kāi)口(21)的打開(kāi)位置(A)與其中所述真空閥(4)被氣密關(guān)閉的位置(B)之間線性移位，并且所述閥關(guān)閉件在所述開(kāi)口(21)上線性移位從而被壓在所述閥座(22)上，所述真空閥的特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)，該真空閥驅(qū)動(dòng)器(1)用于使所述閥關(guān)閉件(2)沿著所述調(diào)整軸線(3)在所述打開(kāi)位置(A)與所述氣密關(guān)閉的位置(B)之間線性移位。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種真空閥驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器使閥關(guān)閉件沿調(diào)整軸線在真空閥的打開(kāi)位置與真空閥被氣密關(guān)閉的位置之間線性移位。還提供了一種包括該真空閥驅(qū)動(dòng)器的真空閥。真空閥驅(qū)動(dòng)器包括包含氣密工作空間的驅(qū)動(dòng)器殼體；工作空間內(nèi)的活塞，該活塞將工作空間分成第一和第二壓力空間；以及至少一個(gè)連桿，該連桿以氣密的方式從工作空間引導(dǎo)到閥關(guān)閉件。根據(jù)本發(fā)明，提供了在工作空間內(nèi)平行于調(diào)整軸線居中延伸并被引導(dǎo)穿過(guò)活塞的靜態(tài)導(dǎo)向桿以及位于活塞與導(dǎo)向桿之間的精密線性軸承。通過(guò)導(dǎo)向桿，活塞在工作空間中被居中地高精度線性引導(dǎo)，從而使接合至活塞的閥關(guān)閉件以高精度運(yùn)動(dòng)并被壓在閥座上，以此避免了金屬摩擦所引起的任何顆粒生成。
文檔編號(hào)F16K3/02GK101067463SQ20071010224
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日
發(fā)明者伯恩哈德·利喬爾, 托馬斯·布萊哈 申請(qǐng)人:Vat控股公司