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Title:
VACUUM VALVE FOR A VACUUM CONVEYING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/122585
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a vacuum valve (10) for substantially gas-tightly sealing a first valve port (31), comprising a valve seat (30), a sealing element (20) for substantially gas-tightly sealing the first valve port (31), and a drive unit (40) for imparting a movement to the sealing element (20, 120) relative to the valve seat (30, 130). The sealing element (20) is flexibly designed in such a way that in the sealing position, a three-dimensional expansion of the sealing element (20) is variable in a direction running parallel to the opening axis (A) according to the prevailing difference in pressure.

Inventors:
FREHNER HANSPETER (CH)
NETZER MARTIN (AT)
Application Number:
PCT/EP2021/084180
Publication Date:
June 16, 2022
Filing Date:
December 03, 2021
Export Citation:
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Assignee:
VAT HOLDING AG (CH)
International Classes:
F16K3/316; F16K3/02; F16K3/18; F16K3/20; F16K51/02
Domestic Patent References:
WO2007012783A22007-02-01
WO2010099748A12010-09-10
WO2016126507A12016-08-11
Foreign References:
US2964036A1960-12-13
CN209430787U2019-09-24
US4163458A1979-08-07
US3504883A1970-04-07
US20120061605A12012-03-15
US6325096B12001-12-04
Attorney, Agent or Firm:
KAMINSKI HARMANN PATENTANWÄLTE AG (LI)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vakuumventil (10,100,200) zum gasdichten Verschliessen einer ersten Ventilöffnung (31,131) , insbesondere für ein Vakuumtransportsystem mit einer Transportröhre (1) zum Transport eines Objekts (4) im Inneren entlang der Transportröhre (1) , aufweisend

• einen Ventilsitz (30,130) , der die eine Öffnungsachse (A) definierende erste Ventilöffnung (31,131) und eine erste Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) aufweist,

• ein Verschlusselement (20,120,220) zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der ersten Ventilöffnung (31,131) mit einer zweiten zu der ersten Dichtfläche korrespondierenden Dichtfläche ( 22 , 122 , 122 ’ , 222 ) und

• eine Antriebseinheit (40) zur Bereitstellung einer Bewegung des Verschlusselements (20,120,220) relativ zum Ventilsitz (30,130) derart, dass das Verschlusselement (20,120,220) von einer Offenposition, in welcher das Verschlusselement (20,120,220) die erste Ventilöffnung (31,131) zumindest teilweise freigibt, in eine Schliessposition, in welcher das Verschlusselement (20,120,220) die erste Ventilöffnung (31,131) vollständig überdeckt, und zurück verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) derart flexibel ausgebildet ist, dass eine räumliche Ausdehnung des Verschlusselements (20,120,220) in der Schliessposition in eine Richtung parallel zur Öffnungsachse (A) in Abhängigkeit eines anliegenden Differenzdrucks variabel ist . Vakuumventil (10,100,200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsachse (A) derart vorliegt, dass die erste Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) in eine Richtung parallel zur Öffnungsachse (A) weist und die erste Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) sich orthogonal zur Öffnungsachse (A) erstreckt. Vakuumventil (10,100,200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Erstreckung der ersten Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) eine erste Dichtebene definiert ist und die Öffnungsachse (A) sich orthogonal zur ersten Dichtebene erstreckt. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Oberflächenverlauf oder eine Oberflächengrösse des Verschlusselements (20,120,220) in Abhängigkeit eines anliegenden Differenzdrucks variabel ist. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erstreckungsrichtung des Verschlusselements (20,120,220) in der Offenposition unterschiedlich zu einer Erstreckungsrichtung des Verschlusselements (20,120,220) in der Schliessposition ist . Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungsrichtung des Verschlusselements (20,120,220) sich bei einer Verstellung aus der Offenposition in die Schliessposition ändert. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung der zweiten Dichtfläche ( 22 , 122 , 122 ' , 222 ) sich bei einer Bewegung von der Offenposition in die Schliessposition oder von der Schliessposition in die Offenposition ändert, insbesondere wobei die zweite Dichtfläche ( 22 , 122 , 122 ' , 222 ) in der Schliessposition im Wesentlichen in einer Ebene vorliegt und in der Offenposition gekrümmt oder spiralförmig vorliegt. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) aufrollbar ausgebildet ist. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) vorhangartig oder rolltorartig ausgebildet ist. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) segmentiert ist, wobei einzelne Segmente (125) des

Verschlusselements (20,120,220) starr ausgebildet sind und benachbarte Segmente (125) mittels einer flexiblen Verbindung (126) verbunden sind und/oder ein Dichtelement, insbesondere jeweils ein Dichtelement, aufweisen . Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) einen textilbasierten und/oder gewebeartigen Werkstoff aufweist . Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) eine flexible und gasdichte Absperrkomponente aufweist. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

• das Vakuumventil einen weiteren Ventilsitz aufweist und der weitere Ventilsitz eine zweite Ventilöffnung und eine die zweite Ventilöffnung umlaufende dritte Dichtfläche aufweist, wobei die zweite Ventilöffnung der ersten Ventilöffnung gegenüberliegt und eine durch die zweite Ventilöffnung definierte Öffnungsachse koaxial oder parallel zur Öffnungsachse (A) der ersten Ventilöffnung verläuft,

• der weitere Ventilsitz gegenüberliegend zum Ventilsitz angeordnet ist und

• das Verschlusselement (20,120,200) zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der zweiten Ventilöffnung ausgebildet ist und eine mit der dritten Dichtfläche korrespondierende vierte Dichtfläche aufweist, wobei die vierte Dichtfläche in eine entgegengesetzte Richtung relativ zur zweiten Dichtfläche weist. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil (10,100,200) einen Aktor aufweist und der Aktor mit dem Ventilsitz (30,130) und/oder mit der ersten Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) derart gekoppelt ist, dass der Aktor eine gesteuerte Beweglichkeit der ersten Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) in eine Richtung parallel zur Öffnungsachse (A) bereitstellt . Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumventil (10,100,200) eine Steuerungseinheit aufweist und die Steuerungseinheit zur derartigen Ansteuerung zumindest des Aktors eingerichtet ist, dass bei Vorliegen des Verschlusselements (20,120,220) in der Schliessposition, insbesondere nach einer Bewegung des Verschlusselements aus der Offenposition in die Schliessposition, die erste

Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) in Richtung des Verschlusselements (20,120,220) bewegt und in Richtung der zweiten Dichtfläche ( 22 , 122 , 122 ' , 222 ) gedrückt wird . Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Dichtfläche ein Dichtmaterial aufweist und mittels Kontaktieren des Dichtmaterials durch die erste und die zweite Dichtfläche ein gasdichtes Verschliessen der Ventilöffnung (31,131) bereitstellbar ist. Vakuumventil (10,100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche (32,132,132' ) die erste Ventilöffnung (31,131) umläuft. Vakuumventil (10,100,200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20,120,220) ein

Expansionselement (225) aufweist, dessen Volumen und/oder Oberfläche in Abhängigkeit eines in dem Expansionselement (225) vorliegenden Innendrucks variabel ist, wobei das Expansionselement (225) die zweite Dichtfläche (222) aufweist. Vakuumventil (10,100,200) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionselement (225) in der Schliessposition die erste Ventilöffnung (31,131) umläuft und die zweite Dichtfläche (222) durch Vergrösserung des Innendrucks mit der ersten Dichtfläche (232) in Kontakt bringbar ist, insbesondere verpressbar ist. Vakuumventil (10,100,200) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionselement (225) schlauchartig oder als Schlauch ausgebildet ist. Vakuumtransportsystem mit

• einer Transportröhre (1) zum Transport eines Objekts (4) im Inneren entlang der Transportröhre (1) , wobei im Inneren der Transportröhre (1) relativ zur umgebenden Atmosphäre ein Unterdrück, insbesondere Vakuum, bereitstellbar ist und

• einem in das Vakuumtransportsystem integrierten und mit der Transportröhre verbundenen

Vakuumventil (10,100,200) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei

• der Ventilsitz (30,130) die erste Ventilöffnung (31,131) und die erste Dichtfläche ( 32 , 132 , 132 ' , 232 ) im Inneren des Vakuumtransportsystems bereitstellt,

• die erste Ventilöffnung (31,131) im Wesentlichen mit einem Röhrenquerschnitt korrespondiert,

• mittels der Antriebseinheit (40) eine gesteuerte Bewegung des Verschlusselements (20,120,220) in die Offenposition und die Schliessposition bereitstellbar ist, und • ein Innenvolumen des Vakuumtransportsystems gesamthaft oder segmentartig mittels des Vakuumventils (10,100,200) verschliessbar ist, insbesondere abtrennbar ist, und geöffnet werden kann. Vakuumtransportsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (4) ein Transportmittel ist, insbesondere eine Kapsel oder ein Fahrzeug, wobei das

Transportmittel zum Transport einer Person und/oder von Gütern ausgebildet ist.

Description:
Vakuumventil für ein Vakuum- Transportsystem

Die Erfindung betri f ft ein Vakuumventilsystem zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen einer Öf fnung oder eines Volumens für ein Vakuumtransportsystem .

Allgemein sind Vakuumventile zum im Wesentlichen gasdichten Schliessen eines Fliesswegs , Strömungswegs oder Strahlengangs , der durch eine in einem Ventilgehäuse ausgeformte Öf fnung führt , in unterschiedlichen Aus führungs formen aus dem Stand der Technik bekannt . Vakuumventile kommen insbesondere im Bereich der IC- und Halbleiterf ertigung aber beispielsweise auch im Bereich der Elektronenmikroskopie , die ebenfalls in einer geschützten Atmosphäre möglichst ohne das Vorhandensein verunreinigender Partikel stattfinden muss , zum Einsatz .

Beispielsweise durchlaufen in einer Fertigungsanlage für Halbleiter-Wafer oder Flüssigkristall-Substrate die hochsensiblen Halbleiter- oder Flüssigkristall-Elemente sequentiell mehrere Prozesskammern, in denen die innerhalb der Prozesskammer befindlichen Halbleiterelemente mittels j eweils einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden . Sowohl während des Bearbeitungsprozesses innerhalb der Prozesskammer, als auch während des Transports von Prozesskammer zu Prozesskammer müssen sich die hochsensiblen Halbleiterelemente stets in geschützter Atmosphäre - insbesondere im Vakuum - befinden . Ausserdem werden Vakuumventile auch im Bereich der Batterieherstellung eingesetzt , wobei auch hier eine atmosphärische Trennung eines Prozessbereichs von einer Umgebungsatmosphäre bereitgestellt wird . Die Prozesskammern sind beispielsweise über Verbindungsgänge miteinander verbunden, wobei die Prozesskammern mittels sogenannter Vakuumschieberventile zum Trans fer der Teile von der einen zur nächsten Prozesskammer geöf fnet und im Anschluss zur Durchführung des j eweiligen Fertigungsschritts gasdicht verschlossen werden können . Derartige Ventile werden aufgrund des beschriebenen Anwendungsgebiets auch als Vakuum-Trans ferventile bezeichnet .

Bei einer spezi fischen Vakuum- oder Hochvakuumanwendung, bei welcher verhältnismässig grosse Werkstücke zu bearbeiten sind, kann das Verschlusselement entsprechend sehr viel grösser aus fallen als z . B . für das Verschliessen einer Vakuumkammer eines Elektronenmikroskops nötig . Der Verschluss muss hierzu derart gestaltet sein, dass auch grosse Teile in die Vakuumkammer eingebracht werden können . Insbesondere kann das Verschlusselement hierzu in Form einer Türe oder eines Tors ausgestaltet sein . Hierbei verursacht somit auch schon allein das Eigengewicht des Verschlusses eine zusätzliche Beanspruchung des Ventils .

Ein kritische Faktor für oben genannte Vakuumventile ist stets der Zeitbedarf für das sichere Öf fnen und Schliessen des Ventils . Hierdurch werden Prozess- und Bearbeitungs zeiten massgeblich beeinflusst . Je grösser und massiver ein Verschlusselement eines Vakuumventils ausgeführt ist , desto grössere Massen müssen bewegt werden und desto mehr Zeit wird für eine Bewegung des Verschlusselements benötigt .

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Vakuumventil bereitstellen, das ein verbessertes , insbesondere in Hinblick auf Schnelligkeit und Zuverlässigkeit , Schliessen und Öf fnen der Ventilöf fnung bereitstellt . Eine andere Anwendung von Vakuumventilen ist beispielsweise im Bereich von Transportsystemen zu finden . Hierbei sind Rohrpostsysteme sowie Vakuumtransportsysteme zu nennen . Die Rohrpost ist eine Form des schnellen und personalarmen Transports von Gegenständen in kleinen, zylindrischen Behältern mittels z . B . Druckluft oder/oder Unterdrück in Röhren konstanten Kalibers ( typischerweise bis ca . 20 cm) .

Ein Vakuumtransportsystem nach dem hierin vorliegenden Verständnis unterscheidet sich von einem Rohrpostsystem insbesondere in der Grösse der transportierten Obj ekte ( deutlich grösser als 20 cm) sowie dem in dem Röhrensystem vorliegenden geringeren Innendruck . Derartige Systeme befinden sich derzeit noch in der Entwicklungsphase .

Generell schlagen diese Vakuumtransportsysteme j eweils ein ähnliches Grundprinzip vor . Es handelt sich j eweils um ein Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem, bei dem sich Kapseln oder andere Vehikel in einer weitgehend evakuierten Röhre mit einem Führungssystem, z . B . auf einem Schienensystem, einem Luftkissen oder magnetisch abstossend gleitend, mit sehr grosser Geschwindigkeit fortbewegen . In der Nähe von Stationen können Linearmotoren wie bei einer Magnetschwebebahn hohe Beschleunigungen ermöglichen, während bei erreichter Reisegeschwindigkeit elektrisch betriebene Kompressoren genügend Vortrieb erzeugen können . Alternativ kann ein entsprechender Antrieb seitens des in der Röhre bewegten Obj ekts vorgesehen sein .

Eines solches Vakuumtransportsystem weist beispielsweise Stahlbeton-Stützen mit zwei nebeneinander liegenden Fahrröhren aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstof fen, z . B . metallartigem, metallhaltigem oder betonartigem Material , auf , in denen mindestens ein Grob- oder Feinvakuum herrscht . Das Vakuum soll durch die dadurch erzielte Reduzierung des Luftwiderstands innerhalb der Transportröhre Reisegeschwindigkeiten bis knapp oberhalb der Schallgeschwindigkeit ermöglichen . In den Röhren können Kapseln oder Fahrzeuge mit Platz für mehrere Passagiere bewegt werden bzw . Lasten transportiert werden ( z . B .

Autos ) .

Die Kapseln oder Fahrzeuge sollen möglichst reibungsarm gleitend bewegt werden . Hierzu ist z . B . die Verwendung eines elektromagnetischen Schwebesystems vorgeschlagen .

Die Kapseln oder Fahrzeuge können beispielsweise vorwiegend aus Aluminium oder alternativen Leichtbauwerkstof fen gefertigt sein und einen Durchmesser von mindestens zwei Metern aufweisen . Ferner ist ein Leergewicht von 3 bis 3 , 5 Tonnen vorgeschlagen, wobei eine Zuladung zwischen 12 und 25 Tonnen vorgesehen sein kann .

Die Transportröhren können einen Innendurchmesser von etwas mehr als dem Kapseldurchmesser und eine Wandstärke von mindestens 20 mm aufweisen . Der Innendruck kann z . B . bei ca . 100 Pascal ( 1 Millibar ) gehalten werden . Die Stützpfeiler, die die Transportröhren tragen, können mit einem mittleren Abstand von etwa 30 Meter positioniert sein und durch Dämpfungselemente gegen Erdbeben gesichert sein . Es versteht sich, dass die Transportröhren auch zumindest teilweise unterirdisch, beispielsweise in Analogie zu einer U-Bahn etc . , oder als Tunnel ausgeführt sein können .

Ein Problem für den Betrieb eines solchen Vakuumtransportsystems ist generell die Schaf fung und die Aufrechterhaltung eines gewünschten Vakuums innerhalb des Systems . Insbesondere bei einem Entladen oder Beladen oder einer Entnahme oder einem Einsetzen eines Transportvehikels in die Transportröhre können hierbei grosse Verluste des Innenvakuums auf treten .

Ein weiteres Problem ist die Erfüllung von insbesondere behördlichen Sicherheitsauflagen, damit beim Betrieb des Systems mögliche Gefahren möglichst vermieden werden können . Insbesondere beim Transport von Personen aber auch beim Transport von Gütern ( z . B . Gefahrengütern) ist es unerlässlich, dass vorgesehene Sicherheitseinrichtung in einem Notfall ein unversehrtes Bergen bzw . Evakuieren von Personen oder Gütern aus der Transportröhre ermöglichen .

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abtrenneinrichtung, insbesondere ein Vakuumventil , für ein Vakuumtransportsystem vorzusehen, welche die oben genannten Nachteile reduziert oder vermeidet .

Eine Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere ein Vakuumventil bereitzustellen, welches ein verbessertes , insbesondere in Hinblick auf Schnelligkeit und Zuverlässigkeit , Schliessen und Öf fnen des Transportsystems bereitstellt .

Die oben genannten Aufgaben werden durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst . Merkmale , die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen .

Der Ansatz der vorliegenden Erfindung zum Lösen der obigen Probleme im Bereich der Vakuumtransportsysteme basiert auf einer Integration einer Mehrzahl von Abtrenneinrichtungen (Ventile ) entlang der Transportröhre . Mit Hil fe der vorgeschlagenen Abtrenneinrichtungen können einerseits bestimmte Stationsbereiche entlang der Strecke atmosphärisch von der Röhre abgetrennt und für die Beladung und Entladung belüftete und zugänglich gemacht werden . Nach der Ladetätigkeit wird der Bereich dann wieder abgeschlossen, evakuiert und die Ventile geöf fnet .

Andererseits können die Abtrenneinrichtungen in bestimmten regelmässigen Abständen entlang der Strecke vorgesehen sein . Hiermit lässt sich im Notfall ein bestimmter Abschnitt der Transportröhre verschliessen und anschliessend belüften, damit eine Bergung von Personen und/oder Gütern eingeleitet werden kann .

Ein erfindungsgemässes Vakuumventil stellt im geschlossenen Zustand eine verlässliche und robuste Abdichtung der Transportröhre bereit . Zudem ist eine sichere Reproduzierbarkeit der Dichtwirkung bei mehrfachen Öf fnungs- und Schliessvorgängen gegeben .

Der Ansatz der vorliegenden Erfindung zum Lösen der obigen Probleme im Bereich der ( klassischen) Vakuumventile für Vakuumbearbeitungsprozesse basiert auf einer derartigen Ausgestaltung des Ventils , dass der Verschluss schnell und verlässlich geschlossen und geöf fnet werden kann .

Die Erfindung betri f ft ein Vakuumventil zum ( zumindest im Wesentlichen) gasdichten Verschliessen einer ersten Ventilöf fnung, insbesondere für ein Vakuumtransportsystem mit einer Transportröhre zum Transport eines Obj ekts im Inneren entlang der Transportröhre oder für einen Vakuumbearbeitungsprozess . Das Transportsystem kann nach einem oben beschriebenen Ansatz aufgebaut sein .

Das Vakuumventil weist einen Ventilsitz auf , der wiederum die eine Öf fnungsachse definierende erste Ventilöf fnung und eine erste Dichtfläche aufweist . Ein Verschlusselement des Vakuumventils ist zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der ersten Ventilöf fnung mit einer zweiten zu der ersten Dichtfläche korrespondierenden Dichtfläche vorgesehen .

Die Komponenten Ventilsitz , Ventilöf fnung und Verschlusselement können insbesondere so ausgestaltet und dimensioniert sein, dass das Vakuumventil bezüglich Grösse und Form ( Durchmesser ) in das Vakuumtransportsystem integrierbar ist , insbesondere so integrierbar ist , dass damit ein Transportröhrendurchmesser vollständig verschliessbar ist und vollständig freigegeben werden kann . Die Ventilöf fnung korrespondiert also insbesondere mit einem Röhrendurchmesser oder ist konzentrisch zur Röhrenöf fnung bereitstellbar .

Insbesondere kann die erste und/oder die zweite Dichtfläche ein Dichtelement ( Dichtung, Dichtmaterial ) aufweisen . Das Dichtelement ist insbesondere aufvulkanisiert , geklebt oder geklemmt .

Das Vakuumventil weist zudem eine Antriebseinheit zur Bereitstellung einer Bewegung des Verschlusselements relativ zum Ventilsitz derart auf , dass das Verschlusselement von einer Of fenposition, in welcher das Verschlusselement die erste Ventilöf fnung zumindest teilweise freigibt , in eine Schliessposition, in welcher das Verschlusselement die erste Ventilöf fnung zur Bereitstellung eines gasdichten Verschliessens der ersten Ventilöf fnung vollständig überdeckt , und zurück verstellbar ist . Das Verschlusselement ist derart flexibel ausgebildet , dass eine räumliche Ausdehnung des Verschlusselements in der Schliessposition in eine Richtung parallel zur Öf fnungsachse in Abhängigkeit eines anliegenden Di f ferenzdrucks variabel ist .

In anderen Worten kann das Verschlusselement damit insbesondere bei einem anliegenden Di f ferenzdrucks gekrümmt werden .

Durch die flexible Ausgestaltung des Verschlusselements kann dieses Element weniger massiv und damit leichter ausgeführt sein . Damit kann eine schnellere Bewegung des Verschlusselements bereitgestellt werden .

In einer Aus führungs form des erfindungsgemässen Vakuumventils kann die Öf fnungsachse derart vorliegen, dass die erste Dichtfläche in eine Richtung parallel zur Öf fnungsachse weist und die erste Dichtfläche sich orthogonal zur Öf fnungsachse erstreckt .

In einer Aus führungs form kann durch eine Erstreckung der ersten Dichtfläche eine erste Dichtebene definiert sein und die Öf fnungsachse sich orthogonal zur ersten Dichtebene erstrecken .

Gemäss einer Aus führung der Erfindung kann ein Oberflächenverlauf oder eine Oberflächengrösse des Verschlusselements in Abhängigkeit eines anliegenden Di f ferenzdrucks variabel sein . Beispielsweise kann bei sehr geringem oder keinem Di f ferenzdruck die Oberfläche des Verschlusselements weitgehend in einer flachen Ebene liegen, wobei bei einer Vergrösserung des Di f ferenzdrucks die Verschlussoberfläche gekrümmt und damit vergrössert wird . Eine Aus führungs form des erfindungsgemässen Vakuumventils betri f ft eine Erstreckungsrichtung des Verschlusselements , die in der Of fenposition unterschiedlich zu einer Erstreckungsrichtung des Verschlusselements in der Schliessposition sein kann . Z . B . erstreckt sich das Verschlusselement in der Schliessposition im Wesentlichen orthogonal zur Öf fnungsachse , wobei das Verschlusselement sich in der Of fenposition weitgehend parallel zur Öf fnungsachse erstreckt oder in einem aufgerollten Zustand entlang einer Aufrollachse erstreckt . Die Aufrollachse kann insbesondere orthogonal zur Öf fnungsachse und orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Verschlusselements in der Schliessposition liegen .

Insbesondere kann die Erstreckungsrichtung des Verschlusselements sich bei oder während einer Verstellung aus der Of fenposition in die Schliessposition ( oder in umgekehrter Richtung) ändern .

In einer Aus führungs form kann eine Ausrichtung der zweiten, verschlussseitigen Dichtfläche sich bei einer Bewegung von der Of fenposition in die Schliessposition oder von der Schliessposition in die Of fenposition ändern, insbesondere wobei die zweite Dichtfläche in der Schliessposition im Wesentlichen in einer Ebene vorliegt und in der Of fenposition gekrümmt oder spiral förmig ( z . B . aufgerollt ) vorliegt .

Das Verschlusselement kann aufrollbar ausgebildet sein . Das Verschlusselement kann hierzu beispielsweise als eine Art Vorhang oder segmentiert ausgeführt sein .

Das Verschlusselement kann also vorhangartig oder rolltorartig ausgebildet sein . In einer Ausführung kann das Verschlusselement segmentiert sein, wobei einzelne Segmente des Verschlusselements starr ausgebildet sind und benachbarte Segmente mittels einer flexiblen Verbindung, z.B. mittels eines Seilzuges oder mittels jeweiliger (z.B. gasdicht mit den Segmenten verbundenen) Zwischenmembranen, verbunden sind und/oder wobei die benachbarten Segmente ein Dichtelement, insbesondere jeweils ein Dichtelement, aufweisen.

Die flexible Verbindung kann eine Beweglichkeit des gesamten Verschlusselements bereitstellen . Insbesondere wenn die flexible Verbindung als Zugseil ausgebildet ist und die Segmente verbindet, kann das Verschlusselement z.B. seitlich geführt in einer Schiene in definierte Position bezüglich der Ventilöffnung gebracht werden, z.B. mittels Auf- oder Abrollen des Zugseils.

In einer Aus führungs form weist das Verschlusselement einen textilbasierten und/oder gewebeartigen Werkstoff auf oder ist aus diesem gefertigt. Ein derartiger Werkstoff kann z.B. ein metallisches Gewebe, ein Metallgestrick oder eine andere (z.B. aramidf aserhaltige ) Textilie sein.

Als textilbasierter und/oder gewebeartiger Werkstoff ist hier auch ein textiler Rohstoff (z.B. Naturfasern, Chemiefasern) und ein nichttextiler Rohstoff umfasst. Diese Rohstoffe können zu linien-, flächenförmigen und räumlichen Gebilden verarbeitet werden und in dieser Form damit zumindest teilweise das Verschlusselement verkörpern.

Der textilbasierte und/oder gewebeartige Werkstoff kann insbesondere eine für den Einsatz in einem Vakuumtransportsystem erforderliche Robustheit und Widerstandsfähigkeit des Verschlusselements bereitstellen . So kann dieser Werkstof f beispielsweise solche Kräfte aufnehmen und ableiten, die aufgrund eines anliegenden Di f ferenzdrucks auf das Verschlusselement wirken .

In einer Aus führungs form weist das Verschlusselement eine flexible und gasdichte Absperrkomponente auf . Die Absperrkomponente kann z . B . einen folien- , gummi- oder membranartigen Werkstof f aufweisen . Die Absperrkomponente kann insbesondere als gasdichte Matte oder metallische Dichtfolie ausgebildet sein .

In einer Aus führungs form weist das Verschlusselement ein Laminat auf . Das Laminat kann beispielsweise eine Kombination aus dem textilbasierten und/oder gewebeartigen Werkstof f und der Absperrkomponente sein .

Gemäss einer weiteren Aus führungs form kann das Vakuumventil einen weiteren Ventilsitz aufweisen und der weitere Ventilsitz kann wiederum eine zweite Ventilöf fnung und eine die zweite Ventilöf fnung umlaufende dritte Dichtfläche aufweisen, wobei die zweite Ventilöf fnung der ersten Ventilöf fnung gegenüberliegt und eine durch die zweite Ventilöf fnung definierte Öf fnungsachse koaxial oder parallel zur Öf fnungsachse der ersten Ventilöf fnung verläuft .

Der weitere Ventilsitz ist gegenüberliegend zum Ventilsitz angeordnet und das Verschlusselement ist zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der zweiten Ventilöf fnung ausgebildet und weist eine mit der dritten Dichtfläche korrespondierende vierte Dichtfläche auf , wobei die vierte Dichtfläche in eine entgegengesetzte Richtung relativ zur zweiten Dichtfläche weist . Gemäss einer weiteren Aus führungs form kann der Ventilsitz des Vakuumventils zwei Dicht flächen, insbesondere die erste und die dritte Dichtfläche , aufweisen . Die Dichtflächen sind hierbei insbesondere gegenüberliegende angeordnet .

Im Unterschied zur vorgängig beschriebenen Aus führungs form verfügt das Vakuumventil hier über einen Ventilsitz , anstelle von zwei Ventilsitzen . Beide Varianten mit zwei sitzseitigen Dichtflächen stellen eine beidseitige Abdichtbarkeit der Transportröhre bzw . von zwei durch die Dichtflächen zumindest teilweise begrenzten Ventilöf fnungen bereit .

Dies kann insbesondere deshalb von Vorteil sein, wenn das Ventil als Notfallsystem zur Absperrung eines Tunnelabschnitts eingesetzt wird . Hierbei bleibt die Seite des Ventils , auf welcher ein solcher Notfall eintritt , unbestimmt . Somit muss das System bevorzugt die Möglichkeit der Abdichtung beider Seiten bereitstellen .

In einer Aus führungs form kann das Vakuumventil einen Aktor aufweisen und der Aktor kann mit dem Ventilsitz und/oder mit der ersten Dichtfläche derart gekoppelt sein, dass der Aktor eine gesteuerte Beweglichkeit der ersten Dichtfläche in eine Richtung parallel zur Öf fnungsachse bereitstellt . Der Aktor kann z . B . als Elektromotor ausgebildet sein oder pneumatisch oder hydraulisch betrieben sein .

Insbesondere kann das Vakuumventil eine Steuerungseinheit aufweisen und die Steuerungseinheit zur derartigen Ansteuerung zumindest des Aktors eingerichtet sein, dass bei Vorliegen des Verschlusselements in der Schliessposition, insbesondere nach einer Bewegung des Verschlusselements aus der Of fenposition in die Schliessposition, die erste Dichtfläche in Richtung des Verschlusselements bewegt und in Richtung der zweiten Dichtfläche gedrückt wird .

Gemäss einer Aus führung kann die erste und/oder die zweite Dichtfläche ein Dichtmaterial aufweisen und mittels Kontaktieren des Dichtmaterials durch die erste und die zweite Dichtfläche ein gasdichtes Verschliessen der Ventilöf fnung bereitstellbar sein .

In einer Aus führungs form des erfindungsgemässen Vakuumventils umläuft die erste Dichtfläche die erste Ventilöf fnung zumindest teilweise , insbesondere vollständig .

Zur Bereitstellung einer vollständigen Abdichtung der Ventilöf fnung kann eine Kombination oder Überlagerung von mehreren Dichtflächen vorgesehen sein . Beispielsweise kann eine Dichtfläche zur seitlichen und eine andere Dichtfläche zur unteren Abdichtung vorgesehen sein .

In einer Aus führungs form kann das Verschlusselement ein Expansionselement aufweisen, dessen Volumen und/oder Oberfläche in Abhängigkeit eines in dem Expansionselement vorliegenden Innendrucks variabel ist . Das Expansionselement weist die zweite Dichtfläche auf .

Insbesondere kann das Expansionselement in der Schliessposition die erste Ventilöf fnung umlaufen und die zweite Dichtfläche durch Vergrösserung des Innendrucks mit der ersten Dichtfläche in Kontakt gebracht werden, insbesondere verpresst werden .

Das Expansionselement kann schlauchartig oder als Schlauch ausgebildet sein . Das Expansionselement kann so durch eine Druckbeaufschlagung im Inneren des Expansionselements eine Abdichtung der Ventilöf fnung bereitstellen . Eine Vergrösserung des Innendrucks führt zu einer Expansion bzw . zunehmenden Ausdehnung des Volumens oder der Oberfläche des Expansionselements . Durch die Expansion erreicht die zweite Dichtfläche in der Schliessposition die erste Dichtfläche des Ventilsitzes , wobei mittels einer dazwischenliegenden Dichtung eine Abdichtung der Ventilöf fnung bereitgestellt werden kann .

Insbesondere kann das Expansionselement an eine Fläche oder Kante des Ventilsitzes ( aufgrund einer durch einen Di f ferenzdruck an dem Expansionselement anliegenden Kraft ) gedrückt oder gezogen werden und dadurch eine Abdichtung der Ventilöf fnung bereitstellen .

Die Erfindung betri f ft ferner ein Vakuumtransportsystem mit einer Transportröhre zum Transport eines Obj ekts im Inneren entlang der Transportröhre , wobei im Inneren der Transportröhre relativ zur umgebenden Atmosphäre ein Unterdrück, insbesondere Vakuum, bereitstellbar ist . Das Vakuumtransportsystem weist zudem ein in das Vakuumtransportsystem integriertes und mit der Transportröhre verbundenes erfindungsgemässes Vakuumventil wie hierin beschrieben auf . Der Ventilsitz stellt die erste Ventilöf fnung und die erste Dichtfläche im Inneren des Vakuumtransportsystems bereit . Die erste Ventilöf fnung korrespondiert im Wesentlichen mit einem Röhrenquerschnitt .

Mittels der Antriebseinheit ist eine gesteuerte Bewegung des Verschlusselements aus der Of fenposition in die Schliessposition, und zurück, bereitstellbar . Mittels des Vakuumventils ist ein Innenvolumen des Vakuumtransportsystems gesamthaft oder segmentartig verschliessbar, insbesondere abtrennbar, und kann geöf fnet werden .

Das in der Transportröhre bewegbare Obj ekt kann ein Transportmittel sein, insbesondere eine Kapsel oder ein Fahrzeug, wobei das Transportmittel zum Transport einer Person und/oder von Gütern ausgebildet ist .

Das Vakuumtransportsystem kann entsprechend einen Röhrendurchmesser von mehreren Metern, insbesondere mindestens zwei Meter, aufweisen . Das Vakuumtransportsystem kann durch die Integration des Vakuumventils mit einem Notfallsystem zur Absperrung eines Tunnelabschnitts ausgebildet sein oder eine Schleusenvorrichtung zum Einbringen und Herausnehmen von Obj ekten in und aus dem Transportsystem aufweisen .

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf den Einsatz in einem Vakuumtransportsystem . Vielmehr kann ein erfindungsgemässes Vakuumventil beispielsweise als Trans ferventil oder als Pumpenventil eingesetzt werden . Generell ist der Einsatz des erfindungsgemässen Vakuumventils für sämtliche vakuumbezogene Anwendungsbereiche denkbar, insbesondere für den Bereich der Halbleiterf ertigung oder andere Anwendungen in Verbindung mit einer Vakuumprozesskammer .

Die erfindungsgemässen Vorrichtungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten Aus führungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird . Im Einzelnen zeigen :

Fig . 1 eine Aus führungs form eines

Vakuumtransportsystems mit einem Vakuumventil zum Verschliessen oder Abtrennen einer Transportröhre des Vakuumtransportsystems;

Fig. 2 eine Aus führungs form eines erfindungsgemässen

Vakuumventils zum Verschliessen einer Öffnung bzw. zum Abschliessen eines Volumens;

Fig. 3 eine Aus führungs form eines erfindungsgemässen

Vakuumventils zum Verschliessen einer Öffnung bzw. zum Abschliessen eines Volumens im geschlossenen Zustand;

Fig. 4a-b eine weitere Aus führungs form eines erfindungsgemässen Vakuumventils zum Verschliessen einer Öffnung bzw. zum Abschliessen eines Volumens;

Fig. 5a-b eine weitere Aus führungs form eines erfindungsgemässen Vakuumventils zum Verschliessen einer Öffnung bzw. zum Abschliessen eines Volumens; und

Fig. 6 eine weitere Aus führungs form eines erfindungsgemässen Vakuumventils zum Verschliessen einer Öffnung bzw. zum Abschliessen eines Volumens.

Figur 1 zeigt auf schematische Weise einen Ausschnitt einer beispielhaften Transportröhre 1 eines Vakuumtransportsystems. Die Röhre 1 setzt sich bevorzugt aus einer Vielzahl von Röhrensegmenten zusammen (siehe 2a und 2b) , die durch Vakuumventile (siehe 3a und 3b) zueinander absperrbar sind.

Eine Flutung mit Luft bzw. ein Druckausgleich mit der

Umgebung ist aus Sicherheitsgründen relevant. Zum Beispiel könnte bei einem Vehikel 4 , das im Inneren der Transportröhre 1 bewegt wird, eine Komplikation K auftreten wie etwa ein medi zinischer Notfall , ein Leck im Vehikelgehäuse oder ein Brand . In einer solchen Notsituation ist gewünscht , dass das Vehikel 4 schnellstmöglich anhalten soll . Sofern die Lage es zulässt könnte das Vehikel 4 in einem definierten Transportröhrensegment halten, oder auch in einem beliebigen Segment , wobei dann bevorzugt Sensoren zur Detektierung des Vehikels 4 vorhanden sind .

Kommt das Vehikel 4 so zum Stehen, dass ein Ventil nicht schliessen kann, so kann vorteilhaft auf das nächstverfügbare Ventil zugegri f fen werden . Anderenfalls könnte auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die das Vehikel 4 derart verschiebt , dass der Ventilbereich frei wird und das Ventil schliessen kann .

Das Vehikel 4 kann etwa eine Kapsel oder ein Fahrzeug sein und zum Transport mindestens einer Person und/oder von Gütern ausgebildet sein .

Das Transportsystem verfügt zudem über eine Steuerung (nicht dargestellt ) , insbesondere Computer, die zwei benachbarte der Vakuumventile 3a und 3b derart ansteuern kann, dass sie ein Innenvolumen des zwischenliegenden Transportröhrensegments 2a verschliessen oder öf fnen . Eine vorgesehene Belüftungseinrichtung 15 kann dann (nach Verschliessen des Segments 2a ) , z . B . ebenfalls durch die Steuerung, angesteuert werden um durch Belüftung ein in dem Innenvolumen des zwischenliegenden Transportröhrensegments 2a vorherrschendes Vakuum oder vorherrschender Unterdrück auf zuheben . Insbesondere ist in einigen oder allen Röhrensegmenten eine Ent-/Beladeluke z . B . für eine Entnahme oder ein Einsetzen des Vehikels 4 vorgesehen (nicht dargestellt ) .

Für ein Vakuumtransportsystem, insbesondere bei einem Transport von Personen, ist ein kritischer Faktor bei Eintreten eines Notfalls die Dauer, die für das Verschliessen eines Transportröhrensegments 2a benötigt wird . Erfindungsgemäss wird ein Vakuumventil zum Verschliessen der Transportröhre vorgeschlagen, mit welchem der Vorgang des Verschliessens oder des Öf fnens verhältnismässig sehr schnell und verlässlich durchgeführt werden kann .

Figur 2 zeigt ein erfindungsgemässes Vakuumventil 10 mit einem Ventilsitz 30 und einem Verschlusselement 20 . Eine Ventilöf fnung 31 und eine Öf fnungsachse A sind durch den Ventilsitz 30 definiert . Eine erste Dichtfläche 32 umläuft die Ventilöf fnung 31 . Das Verschlusselement 20 weist eine zweite Dichtfläche 22 auf , die mit der ersten Dichtfläche 32 korrespondiert . Eine Antriebseinheit 40 ist zur Bewegung des Verschlusselements 20 vorgesehen .

Das Verschlusselement 20 ist derart flexibel ausgebildet , dass eine räumliche Ausdehnung des Verschlusselements 20 in der Schliessposition, insbesondere bei einem geschlossenen Ventil zustand, in eine Richtung parallel zur Öf fnungsachse A in Abhängigkeit eines anliegenden Di f ferenzdrucks variabel ist .

Figur 3 zeigt ein Beispiel für die Flexibilität des erfindungsgemässen Verschlusselements 20 . Das Ventil 10 ist hier geschlossen . Die erste und die zweite Dichtfläche sind durch ein Anpressen des Ventilsitzes 30 an das Verschlusselement 20 in Kontakt. Für eine derartige Kontaktierung bzw. Verpressung kann der Ventilsitz 30 beweglich in Richtung hin zum Verschlusselement 20 ausgeführt sein.

In der gezeigten Aus führungs form verfügt das Ventil 10 über zwei Ventilsitze 30,30', die beidseitig zu dem Verschlusselement 20 angeordnet und beweglich sind. Eine Abdichtung erfolgt hier mittels der gegenseitigen Verpressung beider Ventilsitze, wobei ein Teil des Verschlusselements, insbesondere dessen Dichtfläche 22, zwischen den Ventilsitzen vorliegt. Das Verschlusselement 20 weist hier insbesondere zwei gegenüberliegende, zu den Ventilsitzen korrespondierende Dichtflächen auf. Es versteht sich jedoch, dass eine Aus führungs form mit einer einseitigen Verpressung (nicht gezeigt) ebenso als eine erfindungsgemässe Aus führungs form zu verstehen ist.

In den voneinander durch das geschlossene Ventil 10 getrennten Röhrensegmenten liegen unterschiedliche Drücke pl und p2 vor. Hierdurch liegt ein Differenzdruck (Ap) an dem Ventilverschluss 20 an. Der Druck pl ist dabei kleiner (z.B. Vakuum) als der Druck p2 in dem Röhrensegment, in dem sich das Vehikel 4 befindet. Ein derartiger Fall kann z.B. eintreten, wenn das Segment mit dem Vehikel 4 beispielsweise zu Bergungszwecken belüftet ist. Durch den anliegenden Differenzdruck wird das Verschlusselement 20 hinsichtlich seiner räumliche Ausdehnung, Durchbiegung bzw. Krümmung verändert. In anderen Worten: der Ventilverschluss 20 erfährt durch den anliegenden Differenzdruck eine Veränderung von dessen Oberflächenverlauf . Das Verschlusselement 20 kann ein flexibles oder elastisches Textil oder Gewebe und/oder eine gasdichte Absperrkomponente, z.B. eine Membran oder folienartige Lage, aufweisen. Insbesondere kann das Verschlusselement 20 als mehrlagige Anordnung entsprechender Materialien oder als derartiger Lagenverbund ausgeführt sein.

Das Verschlusselement 20 kann zumindest einen mechanisch robusten, widerstandsfähigen, z.B. mit Metall, Glas- oder Kohlefaser, Kevlar oder Aramidfaser verstärkten oder enthaltenden, Werkstoff aufweisen. Diese Materialkomponente stellt insbesondere einen gewünschten Widerstand gegen Kraft- oder Druckbeaufschlagung bereit.

Das Verschlusselement 20 kann zumindest einen thermisch stabilen und/oder diffusionsbeständigen und/oder gasdichten, insbesondere polymerhaltigen, Werkstoff aufweisen .

Das Verschlusselement 20 kann z.B. als lagenweise Kombination oder als Verbundwerkstoff aus einem mechanisch robusten und einem abdichtenden Werkstoff bereitgestellt sein .

Das Ventil 10 weist eine Führung zur Führung des Verschlusselements 20 auf. Die Führung kann z.B. eine Zugvorrichtung aufweisen mittels derer das Verschlusselement 20 quer zur Öffnung durch die transportrühre gezogen werden kann.

In der Offenposition kann das Verschlusselement 20 aufgerollt (wie gezeigt) vorgehalten oder geparkt sein.

In einer alternativen Aus führungs form (nicht gezeigt) kann das Verschlusselement mittels zwei Rollen bewegt und geparkt werden . Die Rollen sind dabei an gegenüberliegenden Bereichen der Tunnelwand angeordnet . Das Verschlusselement kann dabei von der ersten Rolle abgerollt werden während es auf die zweite Rolle aufgerollt wird . Das Verschlusselement , z . B . ein Tuch oder eine Plane , kann hierfür im vollständig abgerollten Zustand z . B . eine Fläche von mindestens dem doppelten Röhrendurchmesser einschliessen .

Ein erster Teilbereich des Verschlusselements kann eine durchgängig geschlossenen Fläche zum Verschliessen des Ventilöf fnung aufweisen . Ein zweiter Teilbereich des Verschlusselements kann eine Öf fnung in Form und Grösse des Röhrendurchmesser aufweisen .

In der Of fenposition korrespondiert der zweite Teilbereich mit der Ventilöf fnung und gibt die Öf fnung frei . In der Schliessposition korrespondiert der erste Teilbereich mit der Ventilöf fnung und stellt eine Verschliessbarkeit der Öf fnung bereit .

Durch die derartige Ausgestaltung kann die Plane schnell durch die Transportröhre gezogen und damit die Öf fnung verschlossen werden . Diese Aus führungs form kann aufgrund der vergleichsweise geringen strukturellen Veränderungen im Röhreninneren zum Verschliessen der Öf fnung eine Verminderung von all fällig beim Verschliessen oder Öf fnen entstehenden Turbolenzen oder Verwirbelungen bereitstellen .

Der Ventilsitz oder die beiden Ventilsitze können ringförmig und zur Bereitstellung eines Dichthubes ausgebildet sein . Insbesondere kann hierzu ein mit dem Ventilsitz gekoppelter oder ein in den Ventilsitz integrierter Aktor vorgesehen sein . Durch das vergleichsweise geringe Gewicht des Verschlusselements 20 kann diese aufgrund der kleinen Masse entsprechend schnell bewegt und geschlossen werden . Dies ist insbesondere bei Eintreten einer Notsituation in oder an dem Vakuumtransportsystem vorteilhaft .

Die Entstehung eines entsprechenden Notfalls , d . h . beispielsweise das Auftreten eines Lecks an der Röhre oder der Aus fall der elektrischen Versorgung und damit der Aus fall des Antriebssystems , kann naturgemäss nicht vorhergesehen werden . Insbesondere kann der Ort eines solchen Notfalls nicht vorbestimmt werden . Ein solches Ereignis kann also auf beiden Seiten einer verbauten Verschlusskomponente 20 auftreten . Dies wiederum erfordert die Möglichkeit eine Abdichtung der Röhre gegen beide Seiten herstellen zu können . Dies kann durch die gezeigte beidseitige Abdichtung sichergestellt werden .

Zum Verschliessen des Vakuumventils 10 wird der Verschluss 20 zunächst derart bewegt , dass die Ventilöf fnung überdeckt ist . Diese Bewegung kann mittels der Antriebseinheit 40 und/oder der Führung bereitgestellt werden . In dieser überdeckenden Position liegt noch kein Kontakt einer Verschlussdicht fläche mit einer korrespondierenden Ventilsitzdicht fläche vor .

Durch eine nachfolgende aktive Querbewegung mindestens eines Ventilsitzes in Richtung des Verschlusselements 20 kann dann das Abdichten erfolgen . Zur Bereitstellung der Querbewegung können z . B . Stössel oder Stempel vorgesehen sein, die mechanisch angetrieben sind und den Ventilsitz und/oder zumindest die erste Dichtfläche bewegen . In der gezeigten Aus führung nach Figur 2 und 3 ist eine Schliessbewegung von unten nach oben vorgesehen . Es versteht sich j edoch, dass die Bewegung auch entgegengesetzt oder in hori zontaler Richtung erfolgen kann .

Der Ventilverschluss 20 weist insbesondere eine umlaufende Dichtfläche 22 mit Dichtung ( Dichtmaterial ) auf . Entsprechend verfügt der Ventilsitz 30 über eine korrespondierende Dichtf lache .

Aufgrund der aus führungs formbedingten vergleichsweise schlanken, d . h . wenig massive und dadurch dünne Wandstärke in Richtung der Öf fnungsachse , Aus führung des Verschlusses 20 kann das Abdichten der Öf fnung 31 in einem vorgesehenen Unterbruch in einem Führungssystem ( z . B . Schiene ) für das Vehikel 4 erfolgen . Aus führungsbedingt kann die Dimension (Breite ) dieses Führungssystemunterbruchs vergleichsweise klein sein und dadurch ohne merkliche Nachteile in das Transportsystem integriert werden . Durch Vorsehung einer solchen Unterbrechung kann die Integration des Ventils in das Transportsystem vergleichsweise einfach realisiert werden . Auch bringt dies den Vorteil , dass für das Verschliessen der Röhre nicht in einem ersten Schritt zunächst Teile des Führungssystems aus einem Ventilbereich entfernt werden müssen, damit eine hinreichende Kontaktierung und damit Abdichtung der Dichtflächen erreicht werden kann, sondern dass das Verschlusselement 20 direkt ohne vorangehende Schritte durch die Röhre gezogen werden kann und die gasdichte Absperrung der Röhre bereitgestellt werden kann . Hierdurch kann das Verschliessen deutlich schneller und zuverlässiger als mit bislang bekannten Lösungen durchgeführt werden . Die Figuren 4a und 4b zeigen eine weitere erfindungsgemässe Aus führungs form eines Vakuumventils 100 .

Das Vakuumventil 100 weist ein Verschlusselement 120 und eine Ventilsitz 130 auf . Der Ventilsitz 130 kann in dieser Ventilaus führung eine Dichtfläche 132 und/oder eine Dichtfläche 132 ' als erste Dichtfläche aufweisen .

Die zu dieser ersten Dichtfläche korrespondierende zweite Dichtfläche des Verschlusses 120 kann entsprechend als eine parallel zur Öf fnungsachse A ausgerichtete Dichtfläche 122 und/oder als eine quer zur Öf fnungsachse A gerichtete Dichtfläche 122 ' ausgebildet sein .

Bei Vorsehung der Dichtflächen 122 und 132 umlaufen diese Dichtflächen vorzugsweise die Ventilöf fnung 131 , insbesondere in der Schliessposition .

Die Flexibilität der räumlichen Ausdehnung oder des räumlichen Oberflächenverlaufs des Verschlusselements 120 ist hier durch einen segmentierten Aufbau bereitgestellt . Die einzelnen Segmente 125 sind miteinander verbunden, d . h . j eweils benachbarte Segmente sind mittels j eweiliger dazwischen befindlicher Verbindungselemente 126 gekoppelt .

Die Segmente 125 sind insbesondere mechanisch robust und starr ausgebildet und stellen damit j edes für sich eine gasdichte Barriere dar . Die Verbindungselemente 126 können ebenfalls aus einem geeigneten, insbesondere elastischen, Dichtmaterial , z . B . Folie , Laminat oder Membran, gefertigt sein . Die Segmente 125 und die Verbindungselemente 126 können insbesondere drehbar oder kippbar relativ zueinander gelagert sein . Dabei können die Verbindungselemente 126 aus Metall gefertigt sein, insbesondere kettenartig . In einer Aus führungs form sind die Segmente 125 und die Verbindungselemente 126 derart miteinander verbunden, dass das Verschlusselement als Ganzes ( auch in der Of fenposition) einen gasdichten Ventilverschluss verkörpert . Die Übergänge zwischen den j eweiligen Segmenten 12 und den Verbindungselementen 126 sind dabei bereits gasdicht ausgestaltet .

Die Segmentierung des Verschlusselements 120 kann insbesondere rolltorartig, z . B . ähnlich einem Garagenrolltor oder einem Rollladen, ausgeführt sein . Durch die Segmentierung kann eine vergleichsweise kompakte Bauweise bereitgestellt werden . Der Ventilverschluss 120 benötigt insbesondere in der Of fenposition bzw . Parkposition ( Figur 4a ) wenig Bauraum .

Die Segmentel25 sind insbesondere mit einer Schiene geführt und/oder mit einem Seil zug, der durch die Verbindungselemente 126 gebildet sein kann, verbunden .

Figur 4b zeigt den Ventilverschluss 120 in einer geschlossenen Position . Die einzelnen Segmente 125 sind dabei zusammengeführt . Durch das Zusammendrücken j eweils benachbarter Segmente und das Kontaktieren der verschlussseitigen ersten Dichtflächen mit der sitzseitigen zweiten Dichtfläche wird die Ventilöf fnung 131 gasdicht verschlossen .

Gezeigt ist ein Kontaktieren der rechts vom Verschluss 120 vorgesehenen Dicht flächen . Bei einem im rechten Röhrensegment vorliegenden geringeren Innendruck als im linken Röhrensegment kann eine solche Kontaktierung des Verschlusses 120 aufgrund der Druckdi f ferenz passiv erfolgen, d . h . der Verschluss 120 wird auf die Dichtfläche 132 gedrückt .

Es versteht sich, dass das Verschlusselement 120 alternativ oder zusätzlich auf dessen linker Seite eine entsprechende Dichtfläche aufweist , die mit einer ebenfalls entsprechenden Dichtfläche seitens des Ventilsitzes in der Schliessposition korrespondiert . Hierdurch kann auch eine Abdichtung bei entgegengesetztem Di f ferenzdruck bereitgestellt werden .

Die ventilsitzseitigen Dichtflächen können insbesondere beweglich gelagert sein und zur Bereitstellung einer Abdichtung mittels eines Motors , pneumatisch oder hydraulisch auf das Verschlusselement 120 gepresst werden . Alternativ oder zusätzlich kann das Verschlusselement 120 entlang der Öf fnungsachse A beweglich sein und zur Herstellung der Abdichtung auf eine ventilsitzseitige Dichtung gedrückt werden .

In einer Aus führungs form kann das Verschlusselement 120 bezüglich der Führung für das Verschlusselement 120 abgedichtet sein . Eine Führungsschiene kann dabei die erste Dichtfläche aufweisen .

Eine teilweise Abdichtung der Öf fnung 131 kann auch durch den Kontakt der Dichtflächen 122 ' und 132 ' bereitgestellt werden . Das untere , freie Ende des Verschlusselements 120 ist dabei auf einen bezüglich Form und Grösse korrespondierenden Anschlag gedrückt .

Das Bereitstellen einer flächigen Gasdichtheit des Verschlusselements 120 kann durch einzelne Dichtflächen an den j eweiligen Vorderseiten und Hinterseiten ( in Bewegungsrichtung bei einer Schliessbewegung) der einzelnen Segmente 125 erfolgen . Durch ein Zusammendrücken der Segmente 125 und damit derer Dichtflächen wie in Figur 4b gezeigt entsteht dann ein die Ventilöf fnung 131 vollständig gasdicht abdeckender Verschluss , vergleichbar mit einer durchgehenden Verschlusswand .

Die Figuren 5a und 5b zeigen eine weitere erfindungsgemässe Aus führungs form eines Vakuumventils 200 .

Das Vakuumventil 200 weist ein Verschlusselement 220 und einen Ventilsitz auf . Der Ventilsitz weist in dieser Ventilaus führung eine erste Dichtfläche 232 auf . Eine zu dieser ersten Dichtfläche 232 korrespondierende zweite Dichtfläche 222 des Verschlusses 220 ist einem Expansionselement 225 des Verschlusselements 220 zugeordnet . In den Figuren 5a und 5b sind die Dichtflächen j eweils auf der rechten Seite des Verschlusses 220 bezeichnet . Es versteht sich j edoch, dass entsprechende Dichtflächen (und Ventilsitz ) auch auf der linken Seite des Verschlusses 220 vorgesehen sein können und damit eine beidseitige Abdichtung bereitgestellt werden kann .

Das Expansionselement 225 ist derart ausgeführt und angeordnet , dass mittels Expansion des Expansionselements 225 eine Abdichtung der Ventilöf fnung bereitgestellt werden kann . Das Verschlusselement 220 kann hierzu in die Schliessposition versetzt werden, wobei nach Erreichen der Schliessposition das Expansionselement 225 expandiert wird .

Das Expansionselement 225 ist beispielsweise als schlauchartige oder taschenartige Komponente , insbesondere als Schlauch, ausgebildet . Das Expansionselement 225 kann insbesondere so gestaltet sein, dass es in der Schliessposition die Ventilöf fnung umläuft . Das Expansionselement 225 kann insbesondere ein elastisches Material aufweisen oder aus einem solchen gefertigt sein .

In der Schliessposition liegt das Expansionselement 225 in einer Gegenüberlage zum Ventilsitz vor . Figur 5a zeigt diesen Zustand, der insbesondere nach Erreichen der Schliessposition ( ausgehend von der Of fenposition) oder nach einem Zusammenziehen des Expansionselements 225 vorliegt . Das Ventil 200 ist hierbei nicht dicht verschlossen .

Zum Schliessen des Ventils 200 , insbesondere der Ventilöf fnung, kann das Expansionselement 225 ausgedehnt werden . Ein derartiges Ausdehnen oder Expandieren kann beispielsweise durch ein Aufblasen des Expansionselements 225 erfolgen . Hierzu wird das Innenvolumen des Expansionselements 225 z . B . mit Luft ( Druckluft ) oder einem anderen Fluid ( Gas , Flüssigkeit etc . ) gefüllt , es wird das Fluid insbesondere in das Innenvolumen des Expansionselements 225 gepumpt oder geblasen .

Durch die Ausdehnung des Expansionselements 225 kann die verschlussseitige Dichtfläche 222 an die sitzseitige Dichtfläche 232 gedrückt werden ( Figur 5b ) und so eine gasdichte Absperrung der Öf fnung erfolgen . Der Ventilsitz ist hierbei insbesondere so ausgestaltet , dass das Expansionselement 225 sich in einer dafür vorgesehenen Lücke oder einem Spalt verpressen kann .

Figur 5b zeigt einen Zustand, in dem in voneinander durch das geschlossene Ventil 200 getrennten Bereichen unterschiedliche Drücke vorliegen . Hierdurch liegt ein Di f ferenzdruck ( Ap ) an dem Ventilverschluss 220 an . Durch den anliegenden Di f ferenzdruck wird das Verschlusselement 220 in Richtung des Bereichs mit kleinerem Relativdruck gewölbt .

Zum Öf fnen des Ventils 200 kann das Expansionselement 225 belüftet bzw . das Fluid aus dem Innenvolumen abgepumpt werden . Hierdurch wird die Verpressung gelöst und ein Kontakt der Dichtflächen 222 und 232 kann aufgelöst werden . Im Anschluss kann das Verschlusselement 220 z . B . aufgerollt werden .

Figur 6 zeigt eine erfindungsgemässe Variante des Vakuumventils 200 nach Figur 5b in geschlossenem Zustand . Das Verschlusselement 220 weist hier ebenfalls ein Expansionselement 225 auf . Im Unterschied zu der Aus führung gemäss den Figuren 5a und 5b liegt das

Expansionselement 225 bei geschlossenem Ventil nicht direkt in einer dafür vorgesehenen Lücke oder einem Spalt vor, sondern wird an eine ( äussere ) Kante oder dafür vorgesehene Fläche gedrückt .

Der Ventilsitz kann hierfür wie gezeigt abgeschrägt sein, wodurch eine mit dem Expansionselement 225 ( z . B . Ballon oder Schlauch) zusammenwirkende Dichtfläche bereitgestellt ist . Alternativ kann der Ventilsitz auch eine Ecke oder Kante aufweisen, die das Expansionselement 225 kontaktiert . Generell kann hierbei j ede Oberfläche des Ventilsitzes , die beim Verschliessen des Ventils mit dem

Expansionselement 225 dichtend zusammenwirkt und/oder dafür vorgesehen ist , als korrespondierende Dichtfläche verstanden werden . Ein Vorteil dieser Aus führungs form besteht darin, dass das Expansionselement 225 durch diese Anordnung bei einem anliegenden Di f ferenzdruck aufgrund dieses Di f ferenzdrucks und die dadurch entstehende Wölbung des Verschlusselements 220 , insbesondere zusätzlich, auf die sitzseitige Dichtfläche gedrückt wird . Je grösser dabei der Di f ferenzdruck ist , desto grösser kann eine an dem Expansionselement 225 ziehende Kraft und damit die Verpresskraft zwischen den Dichtflächen ( zwischen Expansionselement 225 und Ventilsitz ) sein .

Es versteht sich, dass die dargestellten Figuren nur mögliche Aus führungsbeispiele schematisch darstellen . Die verschiedenen Ansätze können erfindungsgemäss ebenso miteinander sowie mit Ventilen zum Verschliessen von Transportsystemen des Stands der Technik kombiniert werden .