Die Erfindung betrifft ein Vakuumventil mit einer Funkanordnung, welche Funkanordnung eine Information über einen aktuellen Ventilzustand bereitzustellen oder zu speichern vermag.

Generell sind Ventile dafür vorgesehen einen Durchfluss insbesondere eines Fluids einstellbar zu machen. Mit einem Ventil kann der Durchfluss über einen maximalen Ventilöffnungsquerschnitt zugelassen oder vollständig abgesperrt werden. Zudem bieten bestimmte Ventiltypen die Möglichkeit eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit zu regulieren, stellen also eine Regelbarkeit eines Fluiddurchflusses bereit.

Eine spezifische Ventilgattung bilden Vakuumventile. Diese sind zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Schliessen eines Fliesswegs, der durch eine in einem Ventilgehäuse ausgeformte Öffnung führt, in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt und kommen insbesondere bei Vakuumkammersystemen im Bereich der IC-, Halbleiter- oder Substratfertigung, die in einer geschützten Atmosphäre möglichst ohne das Vorhandensein verunreinigender Partikel stattfinden muss, zum Einsatz.

Derartige Vakuumkammersysteme umfassen insbesondere mindestens eine zur Aufnahme von zu bearbeitenden oder herzustellenden Halbleiterelementen oder Substraten vorgesehene, evakuierbare Vakuumkammer, die mindestens eine Vakuumkammeröffnung besitzt, durch welche die Halbleiterelemente oder anderen Substrate in die und aus der Vakuumkammer führbar sind, sowie mindestens eine Vakuumpumpe zum Evakuieren der Vakuumkammer. Beispielsweise durchlaufen in einer Fertigungsanlage für Halbleiter-Wafer oder Flüssigkristall-Substrate die hochsensiblen Halbleiter- oder Flüssigkristall-Elemente sequentiell mehrere Prozess-Vakuumkammern, in denen die innerhalb der Prozess-Vakuumkammern befindlichen Teile mittels jeweils einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden. Sowohl während des Bearbeitungsprozesses innerhalb der Prozess- Vakuumkammern, als auch während des Transports von Kammer zu Kammer müssen sich die hochsensiblen Halbleiterelemente oder Substrate stets in geschützter Atmosphäre - insbesondere in luftleerer Umgebung - befinden.

Hierfür kommen zum einen Peripherieventile zum Öffnen und Schliessen einer Gaszu- oder -abfuhr und zum anderen Transferventile zum Öffnen und Schliessen der Transferöffnungen der Vakuumkammern für das Ein- und Ausführen der Teile zum Einsatz.

Die von Halbleiterteilen durchlaufenen Vakuumventile werden aufgrund des beschriebenen Anwendungsgebiets und der damit verbundenen Dimensionierung als Vakuum-Transferventile, aufgrund ihres mehrheitlich rechteckigen

Öffnungsquerschnitts auch als Rechteckventil und aufgrund ihrer üblichen Funktionsweise auch als Schieberventil, Rechteckschieber oder Transferschieberventil bezeichnet.

Peripherieventile werden insbesondere zur Steuerung oder Regelung des Gasflusses zwischen einer Vakuumkammer und einer Vakuumpumpe oder einer weiteren Vakuumkammer eingesetzt. Peripherieventile befinden sich beispielsweise innerhalb eines Rohrsystems zwischen einer Prozess- Vakuumkammer oder einer Transferkammer und einer Vakuumpumpe, der Atmosphäre oder einer weiteren Prozess- Vakuumkammer . Der Öffnungsquerschnitt derartiger Ventile, auch Pumpenventile genannt, ist in der Regel kleiner als bei einem Vakuum-Transferventil. Da Peripherieventile abhängig vom Einsatzgebiet nicht nur zum vollständigen Öffnen und Schliessen einer Öffnung, sondern auch zum Steuern oder Regeln eines Durchflusses durch kontinuierliches Verstellen des Öffnungsquerschnitts zwischen einer vollständigen Offenstellung und einer gasdichten Geschlossenstellung eingesetzt werden, werden sie auch als Regelventile bezeichnet. Ein mögliches Peripherieventil zur Steuerung oder Regelung des Gasflusses ist das Pendelventil.

Bei einem typischen Pendelventil, wie beispielsweise aus der US 6,089,537 (Olmsted) bekannt, wird in einem ersten Schritt ein in der Regel runder Ventilteller über eine in der Regel ebenfalls runde Öffnung von einer die Öffnung freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende Zwischenstellung rotatorisch geschwenkt. Im Falle eines Schieberventils, wie beispielsweise in der US 6,416,037 (Geiser) oder der US 6,056,266 (Blecha) beschrieben, ist der Ventilteller, wie auch die Öffnung, meist rechteckig ausgebildet und wird in diesem ersten Schritt linear von einer die Öffnung freigebenden Stellung in eine die Öffnung überdeckende Zwischenstellung geschoben. In dieser Zwischenstellung befindet sich der Ventilteller des Pendel oder Schieberventils in einer beabstandeten Gegenüberlage zu dem die Öffnung umgebenden Ventilsitz. In einem zweiten Schritt wird der Abstand zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz verkleinert, so dass der Ventilteller und der Ventilsitz gleichmässig aufeinander gedrückt werden und die Öffnung im Wesentlichen gasdicht verschlossen wird. Diese zweite Bewegung erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen in eine senkrechte Richtung zum Ventilsitz.

Die Abdichtung kann z.B. entweder über einen auf der Verschlussseite des Ventiltellers angeordneten Dichtungsring, der auf den die Öffnung umlaufenden Ventilsitz gepresst wird, erfolgen, oder über einen Dichtungsring auf dem Ventilsitz, gegen den die Verschlussseite des Ventiltellers gedrückt wird. Durch den in zwei Schritten erfolgenden Schliessvorgang wird der Abdichtring zwischen dem Ventilteller und dem Ventilsitz kaum Scherkräften, die den Abdichtring zerstören würden, unterworfen, da die Bewegung des Ventiltellers im zweiten Schritt im Wesentlichen geradlinig senkrecht auf den Ventilsitz stattfindet. Unterschiedliche Dichtvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der US 6,629,682 B2 (Duelli). Ein geeignetes Material für Dichtungsringe und Dichtungen bei Vakuumventilen ist beispielsweise Fluorkautschuk, auch FKM genannt, insbesondere das unter dem Handelsnamen „Viton" bekannte Fluorelastomer, sowie Perfluorkautschuk, kurz FFKM.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Antriebssysteme zur Erzielung diese Kombination einer beim Pendelventil rotatorischen und beim Schieberventil translatorischen Bewegung des Ventiltellers parallel über die Öffnung und einer im Wesentlichen translatorischen Bewegung senkrecht auf die Öffnung bekannt, beispielsweise aus der US 6,089,537 (Olmsted) für ein Pendelventil und aus der US 6,416,037 (Geiser) für ein Schieberventil. Das Anpressen des Ventiltellers auf den Ventilsitz muss insbesondere für Vakuumanwendungen derart erfolgen, dass sowohl die geforderte Gasdichtigkeit innerhalb des gesamten Druckbereichs sichergestellt ist, als auch eine Beschädigung des Abdichtmediums, insbesondere des Dichtmaterials bzw. Abdichtrings (z.B. O-Ring), durch zu grosse Druckbeanspruchung vermieden wird. Um dies zu gewährleisten, sehen bekannte Ventile eine in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Ventiltellerseiten herrschenden Druckdifferenz geregelte Anpressdruckregelung des Ventiltellers vor. Besonders bei grossen Druckschwankungen oder dem Wechsel von Unterdrück auf Überdruck, oder umgekehrt, ist eine gleichmässige Kraftverteilung entlang des gesamten Umfangs des Abdichtrings jedoch nicht immer gewährleistbar. Generell wird jedoch angestrebt, den Dichtring von Abstützkräften, die sich aus dem an das Ventil anliegenden Druck ergeben, zu entkoppeln.

Da oben genannte Ventile unter anderem bei der Herstellung hochsensibler Halbleiterelemente in einer Vakuumkammer zum Einsatz kommen, muss eine entsprechende Abdichtwirkung auch für solche Vakuumkammern verlässlich gewährleistet sein. Hierfür ist insbesondere der Zustand des gesamten Ventils oder insbesondere eines Dichtmaterials oder einer bei Verpressung mit dem Dichtmaterial in Kontakt stehenden Dichtfläche von Bedeutung. Im Verlauf der Betriebsdauer eines Vakuumventils können typischerweise Veränderungen von Ventilkomponenten durch Abnutzungen des Dichtmaterials oder der Dichtflächen sowie durch strukturelle Veränderungen der Ventilkomponenten, z.B. Antriebseinheit oder Ventilstange, aufgrund von Umwelteinflüssen (Temperatur, Feuchtigkeit, Stösse etc.) auftreten. Um eine dabei eventuell entstehende Undichtigkeit zu vermeiden oder die Qualität der Dichtung auf einem konstant ausreichend hohen Niveau zu halten, wird ein Ventilverschluss typischerweise in bestimmten zeitlichen Abständen ausgetauscht bzw. erneuert. Ein solches Wartungsintervall bemisst sich dabei in der Regel an der Anzahl der zu erwartenden Öffnungs- und Schliesszyklen in einem bestimmten Zeitraum oder auch anhand eine Anzahl und Ausprägung von eintretenden Umwelteinflüssen. Die Wartung erfolgt typischerweise vorsorglich, um das Eintreten einer Undichtigkeit vorab weitestgehend ausschliessen zu können.

Ein solches Instandhaltungserfordernis beschränkt sich nicht allein auf das Dichtmaterial oder den Ventilteller, sondern erstreckt sich insbesondere ebenso auf andere Ventilkomponenten wie die Antriebseinheit oder den Ventilsitz, der einen zum Ventilteller korrespondierenden Teil des Vakuumventils bildet. Die Struktur einer Dichtfläche seitens des Ventilsitzes, z.B. einer in den Ventilsitz eingelassenen Nut, ist von einer mechanischen Beanspruchung ebenso betroffen. Daher kann auch eine aus einem Betrieb des Ventils resultiere strukturelle Veränderung der Nut oder des Ventilsitzes eine Beeinträchtigung der Dichtung bewirken. Auch hierfür sind üblicherweise entsprechende Wartungsintervalle definiert.

Die bislang überwiegend am Beispiel von Vakuumventilen beschriebenen Erfordernisse lassen sich nahezu identisch auf Ventile allgemein übertragen.

Ein Nachteil der regelmässigen Ventilwartung liegt jedoch darin, dass durch beispielsweise den Austausch des Ventiltellers ein Genauigkeitsverlust für den Betrieb des Ventils auftreten kann. Einerseits muss bei einem solchen Austausch gewährleistet werden, dass das passende Ersatzteil verbaut wird, andererseits muss dieses Ersatzteil dann auf die dafür vorgesehene Art und Weise präzise an das Ventil montiert werden. Beide diese Vorgänge sind stark mit den Fähigkeiten der die Wartung durchführenden Person verbunden und damit fehleranfällig. Die Beibehaltung einer gewünschten Präzision steht und fällt damit mit der Befähigung dieser Person.

Weiterhin bleibt bei der Wartung fraglich, wie oft bzw. wie lange ein zur Wartung vorgesehenes Teil bereits betrieben wurde. Diese Information liegt typischerweise beim Ventilbetreiber, jedoch nicht beim Ventilhersteller oder einer Wartungsfirma vor. Es bleibt damit regelmässig unklar ob tatsächlicher Wartungsbedarf besteht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Vakuumventil bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermindert oder vermeidet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Vakuumventil bereitzustellen, welches eine Information bezüglich eines Wartungsbedarfs bereitstellt oder auslesbar macht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein verbessertes Vakuumventil bereitzustellen, welches nach einem Teilewechsel eine Überprüfung bezüglich der Betriebsintegrität bereitstellt.

Diese 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. Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es ein Vakuumventil mit einer Funkanordnung, z.B. einem RFID-Tag, mit mindestens einem Speicher zu kombinieren und ein Auslesen oder Beschreiben des Speichers seitens des Vakuumventils (oder mittels einer Ventilsteuerung) zu ermöglichen. Hierdurch kann eine Überwachung einer Betriebsintegrität und/oder eine Verarbeitung oder Hinterlegung von Betriebsinformation für das Ventil bereitgestellt werden.

Ein Vakuumventil kann durch solch eine Anordnung z.B. zu einem "Smart-Valve" weitergebildet werden, d.h. das Vakuumventil kann nicht mehr nur einfache Schliess- und Öffnungsbefehle umsetzen, sondern kann darüber hinaus gehende Funktionen und/oder Informationen bereitstellen.

Die Erfindung betrifft also ein Vakuumventil, im Speziellen ein Vakuumschieberventil, Pendelventil oder Monoventil, zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum Verschliessen und Öffnen einer Ventilöffnung. Das Vakuumventil weist einen Ventilsitz auf, der wiederum die eine Öffnungsachse definierende Ventilöffnung und eine die Ventilöffnung umlaufende erste Dichtfläche aufweist.

Das Vakuumventil hat zudem einen Ventilverschluss, insbesondere einen Ventilteller, zur Regelung des Volumen oder Massenstroms und/oder zum im Wesentlichen gasdichten Verschliessen der Ventilöffnung. Der Ventilverschluss weist eine zweite zu der ersten Dichtfläche korrespondierende Dichtfläche auf.

Ferner ist eine mit dem Ventilverschluss gekoppelte Antriebseinheit vorgesehen, die zur derartigen Bereitstellung einer Bewegung des Ventilverschlusses eingerichtet und/oder ausgebildet ist, dass der Ventilverschluss von einer Offenposition, in welcher der Ventilverschluss die Ventilöffnung zumindest teilweise freigibt, in eine Schliessposition, in welcher ein dichtender Kontakt der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche mit einem dazwischen vorliegenden Dichtmaterial besteht und die Ventilöffnung dadurch gasdicht verschlossen ist, und zurück verstellbar ist.

Das Vakuumventil weist zudem eine Funkanordnung mit zumindest einem Kopplungselement und einem Speicherelement auf. Mittels des Speicherelements ist eine Information bezüglich eines Ventilzustands bereitstellbar.

Insbesondere kann die Funkanordnung als RFID-Transponder (RFID = radio-frequency Identification (eng.) oder Identifizierung durch elektromagnetische Wellen (dt.)) oder als NFC-Transponder (NFC = near field communication (eng.) oder Nahfeldkommunikation (dt.)) ausgebildet sein.

RFID bezeichnet generell eine Technologie für Sender- Empfänger-Systeme zum beispielsweise automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten und Lebewesen mit Radiowellen.

Ein RFID-System kann z.B. einen RFID-Transponder (umgangssprachlich auch Funketikett genannt), der sich an oder in einem Gegenstand bzw. Lebewesen befinden und einen kennzeichnenden Code enthalten kann, sowie eine Kommunikationsanordnung (z.B. Lesegerät) zum Auslesen dieser Kennung aufweisen.

RFID-Transponder können vergleichsweise klein gefertigt werden (z.B. in Grösse eines Reiskorns). Ausserdem kann ein RFID-Transponder mittels eines speziellen Druckverfahrens stabiler Schaltungen aus Polymeren hergestellt werden. Hierdurch kann ein Transponder mit geringer Grösse bei moderaten Fertigungskosten bereitgestellt werden.

Eine Kopplung zwischen dem erfindungsgemäss vorgesehenen RFIF-Transponder und der Kommunikationsanordnung, die beispielsweise eine Antenne und/oder ein Lesegerät aufweist, kann durch von der Kommunikationsanordnung erzeugte magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite oder durch hochfrequente Radiowellen hergestellt werden. Damit können nicht nur Daten übertragen werden, sondern der Transponder kann zudem mit Energie versorgt werden. Zur Erreichung grösserer Reichweiten können aktive RFID- Transponder eingesetzt werden. Hierbei kann der RFID- Transponder mit einer Energiequelle verbunden sein.

Die Kommunikationsanordnung kann ein Computerprogramm (Software oder Mikroprogramm) aufweisen, wobei das Computerprogramm so konfiguriert sein kann, dass dieses einen Lese- oder Schreibprozess steuert. Die Kommunikationsanordnung kann ferner eine Schnittstellen (z.B. RFID-Middleware) zur Verbindung mit weiteren EDV- Systemen aufweisen.

Der RFID-Transponder kann bezüglich seiner Übertragungsfrequenz spezifiziert sein.

Der RFID-Transponder weist zumindest eine Antenne und einen Speicher auf. Zudem können ein analoger Schaltkreis zum Empfangen und Senden sowie ein digitaler Schaltkreis vorgesehen sein. Der digitale Schaltkreis ein Mikrocontroller sein.

Das Speicherelement des RFID-Transponders kann ein mindestens einmal beschreibbarer Speicher sein. Dieser kann eine unveränderliche Identität des Transponders bereitstellen, d.h. die auf dem Speicher vorliegenden Daten bleiben erhalten.

Alternativ oder zusätzlich kann auch ein mehrfach beschreibbarer Speicher vorgesehen sein. Dieser kann mit zusätzlichen Informationen beschreiben, aktualisiert oder gelöscht werden.

Der RFID-Transponder kann als passiver, aktiver oder semi aktiver RFID-Transponder ausgebildet sein. Der passive RFID-Transponder kann mittels Funksignalen der Kommunikationsanordnung mit Energie versorgt werden. Hierzu kann eine Spule als Empfangsantenne vorgesehen sein. Diese kann durch Induktion aufgeladen werden und ermöglicht dadurch eine Antwort zu senden. Dabei kann ein Empfang eines Antwortsignals ungestört von Reflexionen eines

Abfragesignals von anderen Objekten bereitgestellt werden. Die Reichweite ist typischerweise aufgrund der geringen Leistung des Antwortsignals begrenzt.

Der RFID-Transponder mit eigener Energieversorgung kann eine grössere Reichweite aber auch einen grösseren Funktionsumfang (z.B. eine Temperaturmessung) bereitstellen .

Der mit einer Energiequelle verbundene RFID-Transponder kann sich in einem Ruhezustand befinden und sendet insbesondere keine Informationen aus, solange dieser nicht durch ein spezielles Aktivierungssignal aktiviert (getriggert) wird. Die kann die Lebensdauer der Energiequelle signifikant verlängern. Der mit der Energiequelle verbundene RFID-Transponder kann als aktiver RFID-Transponder ausgebildet sein. Hierbei kann die Energiequelle sowohl für die Versorgung eines transpondereigenen Mikrochips als auch für das Erzeugen eines modulierten Rücksignals verwendet werden. Die Reichweite kann insbesondere Kilometer betragen.

Der mit der Energiequelle verbundene RFID-Transponder kann auch als semi-aktiver RFID-Transponder oder auch semi passiver RFID-Transponder ausgebildet sein. Dieser besitzt typischerweise keinen integrierten Sender, sondern modulieren lediglich einen Rückstreukoeffizienten. Dafür kann die Reichweite abhängig von Leistung und Antennengewinn des Senders auf ca. 100 m begrenzt sein.

Der RFID-Transponder kann zur Kommunikation mit einer bestimmten Frequenz ausgebildet sein. Hierbei können Langwellen (z.B. 30-500 kHz), Kurzwellen (z.B. 3-30 MHz), sehr hohe Frequenzen (z.B. 433 - 950 MHz) oder Mikrowellen- Frequenzen (z.B. > 2,4 GHz) zum Einsatz kommen.

Die Kopplung zwischen dem erfindungsgemäss vorgesehenen RFIF-Transponder und der Kommunikationsanordnung kann mittels magnetischer Felder für eine induktive Kopplung oder Nahfeldkopplung (NFC) realisiert sein. Alternativ kann die Kopplung mit Hilfe elektromagnetischer Dipolfelder für eine Fernfeldkopplung realisiert sein.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Funkanordnung, also z.B. ein RFID- oder NFC-Transponder, an dem Ventilverschluss (Ventilteller) angeordnet oder in den Ventilverschluss integriert sein.

Somit kann also die Funkanordnung an einem beweglichen und vergleichsweise wartungsintensiven Bauteil des Ventils angebracht sein. Die Funkanordnung vermag damit eine entsprechend dem Ventilverschluss zuzuordnende Information bereitzustellen. Hierzu kann beispielsweise eine Teile oder Seriennummer des Ventilverschlusses oder das Bereitstellen einer Verschlussposition zählen. Weitere Beispiele für eine Information bezüglich des Ventilverschlusses oder eines Ventilzustands sind im Folgenden beschrieben.

In einer Ausführungsform kann der Ventilverschluss, der Ventilsitz und/oder die Antriebseinheit ein Transmissionsfenster aufweisen, das zur Bereitstellung einer, insbesondere bidirektionalen, drahtlosen Kommunikation der Funkanordnung durch das Transmissionsfenster ausgebildet ist.

Beispielsweise kann der Ventilverschluss überwiegend aus Aluminium oder einem anderen Metall gefertigt sein. Diese Materialwahl kann eine Ausbreitung oder Transmission der für die Kommunikation erforderlichen Funkwellen (stark) beeinträchtigen, begrenzen oder verunmöglichen. Insbesondere für den Fall dass die Funkanordnung in den Ventilverschluss integriert werden soll (also von dem Ventilverschluss zumindest teilweise umschlossen), kann es daher vorteilhaft sein, einen Bereich in der Nähe der oder um die Funkanordnung herum mit einer verbesserten Transmissionseigenschaft auszubilden. Dieses Transmissionsfenster kann hierzu insbesondere nicht metallisch, z.B. polymerbasiert, ausgebildet sein.

Die Funkanordnung kann insbesondere in eine an dem Ventilverschluss dafür vorgesehene Ausnehmung eingegossen sein. Hier kann dann entsprechend die Ausnehmung und/oder der verwendete Gusswerkstoff das Transmissionsfenster bilden.

In einer Ausführungsform kann das Ventil eine zur Herstellung einer Kopplung mit dem Kopplungselement der Funkanordnung ausgestaltete Kommunikationsanordnung aufweisen. Die Kommunikationsanordnung kann derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass zumindest in der Offenposition und/oder der Schliessposition eine drahtlose Kommunikation zwischen der Kommunikationsanordnung dem Kopplungselement bereitstellbar ist. Die

Kommunikationsanordnung weist insbesondere zumindest eine Antenne auf.

Insbesondere kann die Kommunikationsanordnung an dem Ventilsitz, an der Antriebseinheit oder an einem Ventilgehäuse angeordnet oder in den Ventilsitz, die Antriebseinheit oder das Ventilgehäuse integriert sein.

Das Ventil kann demnach eine mit der Funkanordnung zusammenwirkende Komponente (Kommunikationsanordnung) aufweisen. Diese Kommunikationsanordnung kann beispielsweise an einem nicht beweglichen Teil des Ventils angebracht sein und so positioniert sein, dass eine Funkverbindung mit der Funkanordnung hergestellt werden und über diese Verbindung eine Daten- oder

Informationsübertagung erfolgen kann. Die Übertragung kann bidirektional erfolgen, d.h. es können Daten und/oder Information hin zur Funkanordnung übertragen oder von der Funkanordnung empfangen werden.

Die Positionierung und Auslegung der

Kommunikationsanordnung kann so gewählt werden, dass eine Kommunikation aufgrund der Reichweite nur in einer bestimmten Ventilstellung, z.B. der Offenposition, ermöglicht ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Vakuumventil eine Schreib-/Leseanordnung oder eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einer Schreib-

/Leseanordnung aufweisen. Die Schreib-/Leseanordnung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass eine Kommunikation zwischen der Schreib-/Leseanordnung und dem Speicherelement bereitstellbar ist. Die Schreib-/Leseanordnung kann beispielsweise Teil der Kommunikationsanordnung sein und derart programmiert und konfiguriert sein, dass damit ein Schreiben von Daten (Information bezüglich des Ventilzustands) und/oder ein Lesen von Daten auf das bzw. von dem Speicherelement eines RFID-Tags durchführbar ist. Alternativ kann die Schreib-/Leseanordnung separiert von dem Ventil ausgeführt sein, beispielsweise als ein tragbares Lesegerät, und via der Schnittstelle des Ventils eine Kommunikationsverbindung mit dem Speicherelement hersteilen. Die Schreib-/Leseanordnung kann beispielsweise durch einen Tablet-PC, ein Smartphone oder ein anderes tragbares, datenverarbeitendes Gerät verkörpert und mit einer entsprechenden Software (z.B. App) versehen sein.

Die Kommunikation zwischen der Funkanordnung und der Kommunikationsanordnung bzw. der Schreib-/Leseanordnung kann zumindest ein Auslesen der Information bezüglich des Ventilzustands aus dem Speicherelement und/oder ein Speichern der Information bezüglich des Ventilzustands in dem Speicherelement umfassen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Information bezüglich des Ventilzustands zumindest eine der folgenden Informationen umfassen:

• eine Beschaffenheit und/oder einen Zustand des VentilVerschlusses,

• eine Beschaffenheit und/oder einen Zustand des Dichtmaterials,

• eine Betriebsdauer des Ventils,

• eine Verwendungsdauer des Ventilverschlusses,

• eine Anzahl durchgeführter Schliess- und/oder Öffnungszyklen,

• eine Identifikationsinformation, insbesondere einen

Ventilverschlusstyp oder eine Teile- und/oder Seriennummer des Ventilverschlusses,

• eine Fertigungsinformation, insbesondere ein Produktionsdatum und/oder einen Produktionsort, und/oder

• einen Kalibrierparameter.

Durch ein Bereitstellen, Aktualisieren oder Auslesen dieser Information bezüglich des Ventilzustands kann beispielsweise ein Ventilzustand protokolliert oder überwacht werden. Ferner kann ein Betrieb des Ventils in Abhängigkeit dieser Information angepasst oder gesteuert werden.

Das Vakuumventil kann in einer Ausführungsform eine Steuer- und Verarbeitungseinheit mit einer Steuerungsfunktionalität und einer Überwachungsfunktionalität aufweisen. Die Steuerungsfunktionalität kann zur Steuerung der Bewegung des Ventilverschlusses eingerichtet sein und die Überwachungsfunktionalität kann derart konfiguriert sein, dass bei deren Ausführung die Information bezüglich des Ventilzustands erfasst und mit einem Sollwert verglichen wird und eine von dem Vergleich abhängige Ausgabe erzeugt wird.

Die Ausgabe kann beispielsweise akustisch, optisch oder als Signal bereitgestellt werden. Z.B. kann die Ausgabe einem Benutzer zugänglich gemacht werden und dadurch dem Benutzer des Ventils eine Entscheidungshilfe für den Betrieb gegeben werden. Eine solche Entscheidung kann z.B. darüber getroffen werden, ob das Vakuumventil in einem aktuellen Zustand (weiter)betrieben werden soll. Die Ausgabe kann dabei z.B. in Form eines Warnsignals erfolgen.

Die Überwachungsfunktionalität kann dabei zumindest ein Überwachen, fortlaufendes Überwachen, Überprüfen, Verifizieren und/oder Vergleichen der Information bezüglich des Ventilzustands umfassen.

Insbesondere kann in Abhängigkeit von der Ausgabe die Steuerungsfunktionalität angepasst werden, insbesondere kann die Steuerung der Bewegung des Ventilverschlusses angepasst werden oder es kann die Bewegung des Ventilverschlusses angepasst, eingeschränkt oder ausgesetzt werden. Ein solches Anpassen der Steuerungsfunktionalität kann insbesondere automatisiert erfolgen. Hierzu kann z.B. ein entsprechender Algorithmus vorgesehen sein, durch den die Überwachungsfunktionalität steuerbar und/oder ausführbar ist und die Steuerungsfunktionalität anpassbar und/oder ausführbar ist. Die Überwachungsfunktionalität kann insbesondere zur optionalen Anpassung der Steuerungsfunktionalität eingerichtet sein.

Der Sollwert kann beispielsweise eine zulässige Teile- Identifikationsinformation, insbesondere Teilenummer des Ventilverschlusses, aufweisen oder verkörpern. Der Sollwert kann ausserdem eine maximal zulässige Anzahl an Betriebszyklen oder ein maximal zulässiges Alter des Verschlusses bzw. von dessen Dichtung angeben.

Das Anpassen der Steuerungsfunktionalität kann insbesondere ein Abschalten oder Aktivieren der Antriebseinheit umfassen. Hierbei kann z.B. eine Ansteuerung oder ein Betätigen der Antriebseinheit verhindert werden bis durch ein weiteres Ausführen der Überwachungsfunktionalität ein erneute Freigabe der Antriebseinheit erfolgt, d.h. die Antriebseinheit kann z.B. bis zur Erzeugung eines bestimmten Freigabesignals ausser Betrieb gesetzt und gehalten werden. Eine solche Freigabe kann z.B. dadurch erfolgen, dass im Rahmen der Überwachung bzw. Überprüfung ein spezifischer Sollwert erfüllt wird.

In einer Ausführung kann in Abhängigkeit von der Ausgabe eine Information bezüglich eines Öffnungs- oder Schliesszustands des Ventils bereitgestellt werden. So kann mittels der Überwachungsfunktion beispielsweise festgestellt werden, ob der Ventilverschluss eine bestimmte Position erreicht hat oder wann der Ventilverschluss bei einer geplanten Bewegung eine bestimmte Position erreichen wird.

Eine hierzu erforderliche Positionsinformation kann z.B. unmittelbar mit der Funkanordnung erzeugt werden.

Alternativ kann die Positionsinformation mittels einer weiteren Sensoreinheit, z.B. Encoder oder Endschalter, generiert und anhand der Funkanordnung weiterverbarbeitet und/oder übermittelt werden.

Gemäss einer Ausführungsform kann in Abhängigkeit der Ausgabe eine Information bezüglich einer Wartung bezüglich zumindest einer Ventilkomponente bereitgestellt werden. So kann beispielsweise eine aktuelle Lebensdauer eines Ventilteils mittels und/oder auf der Funkanordnung protokolliert und damit fortlaufend überwacht werden. Damit ist eine (fortlaufende) Überprüfung ermöglicht, ob ein betreffendes Ventilteil, z.B. der Ventilteller, seine vorgesehene Lebensdauer (Betätigungszyklen) erreicht oder bald erreichen wird. Es kann ferner abgeschätzt werden, wann die maximale Betriebszeit für das Teil erreicht werden wird. Mit dieser verfügbaren Information kann eine Wartung des Ventils geplant oder umgesetzt werde. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt für einen Austausch des Ventiltellers (im Voraus) bestimmt werden und eine entsprechende Beschaffung eines Ersatzteils eingeleitete oder ebenfalls geplant werden.

Die Überwachungsfunktionalität kann insbesondere zur optionalen Bereitstellung der Information in Abhängigkeit von der Ausgabe eingerichtet sein.

In einer Ausführung der Erfindung kann die Steuer- und Verarbeitungseinheit eine derart konfigurierte Speicherfunktionalität aufweisen, dass bei deren Ausführung die Information bezüglich des Ventilzustands auf dem Speicherelement gespeichert oder aktualisiert wird. Hierdurch vermag die Funkanordnung zum Träger einer jeweils aktuellen Ventilinformation zu werden, z.B. kann die Anzahl der jeweils mit dem montierten Ventilteller aktuell durchgeführten Schliessvorgänge auf der Funkanordnung fortlaufend aktualisiert werden. Hierzu kann am Ventilsitz ein mit der Funkanordnung zusammenwirkendes Gegenelement angeordnet sein, z.B. vorgesehen in der

Kommunikationsanordnung, wobei durch ein Zusammenwirken der Funkanordnung mit dem Gegenelement bei jedem Abdichtvorgang ein Signal erzeugt wird und damit die Zahl der Schliessvorgänge jeweils um eins erhöht wird.

In einer Ausführungsform kann das Ventil eine Trenneinrichtung zur Trennung eines Prozessatmosphärenbereichs von einem

Aussenatmosphärenbereich aufweisen. Insbesondere betrifft dies eine Ausgestaltung des Ventils als Vakuumventil.

Der Prozessatmosphärenbereich ist insbesondere als ein Bereich zu verstehen, der durch eine Prozesskammer definiert sein kann. In diesem Bereich kann eine Prozessatmosphäre, insbesondere ein Vakuum, zur Bearbeitung von Substraten hergestellt werden. Für diesen Bereich vorgesehene Komponenten müssen z.B. hinsichtlich Materialbeständigkeit und erhöhten Anforderungen genügen. Der Aussenatmosphärenbereich ist entsprechend insbesondere als ein Bereich zu verstehen, in dem normale atmosphärische Bedingungen vorliegen, z.B. Raumluft.

Die Antriebseinheit kann hier zumindest teilweise, insbesondere vollständig, dem Aussenatmosphärenbereich und der Ventilverschluss insbesondere dem Prozessatmosphärenbereich zugeordnet sein.

Die Trenneinrichtung des Ventils kann beispielsweise durch einen Balg gebildet sein. Der Balg kann z.B. innerhalb des Ventilgehäuses oder der Antriebseinheit vorgesehen sein.

Ein aus dem Stand der Technik bekanntes und beispielsweise in dem U.S. Patent 6,772,989 beschriebenes Ventil weist einen Ventilkörper mit zwei Anschlüsse, einen in einem die beiden Anschlüsse verbindenden Fliessweg im Fliessraum angeordneten Ventilsitz und eine dem Ventilsitz gegenüberliegende Öffnung auf. In einem die Öffnung verschliessenden Ventildeckel ist ein Kolben eines pneumatischen Zylindersystems angeordnet, welcher über eine Ventilstange einen Ventilteller, der den Ventilsitz öffnet und schliesst, antreibt. Der Ventildeckel ist durch eine Balgplatte gasdicht an der Öffnung angebracht. Die beiden Enden eines Balgs, der die Ventilstange umgibt, sind gasdicht an der inneren Randfläche der Balgplatte und am Ventilteller befestigt. Der Ventilteller weist an der dem Ventilsitz zugewandten Fläche eine ringförmige Halterungsnut auf, in welcher ein Dichtring angeordnet ist.

Ein Ventilgehäuse ist z.B. aus Aluminium oder Edelstahl gefertigt, oder mit Aluminium oder einem anderen geeigneten Material innen beschichtet, während der Ventilteller und der Balg meist aus Stahl bestehen. Der in seiner Längsachse innerhalb des Bereichs des Verstellwegs des Tellers ausdehnbare und zusammendrückbare Balg dichtet den Fliessraum luftdicht von der Ventilstange und dem Antrieb ab. Zur Anwendung kommen vor allem zwei Typen von Bälgen. Einerseits der Membranbalg, andererseits der Wellenbalg, welcher letzterer sich gegenüber dem Membranbalg dadurch auszeichnet, dass er keine Schweissnähte aufweist und leichter gereinigt werden kann, jedoch einen geringeren maximalen Hub aufweist.

Die Erfindung betrifft ausserdem einen Ventilverschluss, insbesondere einen Ventilteller, insbesondere Vakuumventilteller, für ein Vakuumventil, wobei der Ventilverschluss ausgebildet ist zur Regelung eines Volumen- oder Massenstroms und/oder zum gasdichten Verschliessen und Öffnen einer durch einen Ventilsitz des Ventils definierten Ventilöffnung mittels Zusammenwirkens mit der Ventilöffnung. Der Ventilverschlussweist eine zweite Dichtfläche auf, die mit einer ersten, die Ventilöffnung umlaufenden Dichtfläche des Ventilsitzes korrespondiert und weist zudem ein an der zweiten Dichtfläche angeordnetes, insbesondere aufvulkanisiertes, Dichtmaterial auf.

Der Ventilverschluss weist eine Funkanordnung, insbesondere RFID-Transponder, mit zumindest einem Kopplungselement und einem Speicherelement auf, wobei das Speicherelements eine Information bezüglich eines Ventilzustands bereitstellt und/oder dazu ausgebildet ist, dass eine solche ventilspezifische Information auf dem Speicherelement gespeichert werden kann.

Ein Vorteil einer solchen Anordnung einer Funkanordnung an oder in einem Ventilschluss ist die damit einhergehende Möglichkeit, einen aktuellen Ventilzustand zu erfassen und basierend auf diesem erfassten Ventilzustand eine Entscheidung für den weiteren Betrieb des Ventils zu treffen, beispielsweise eine Anpassung der Schliessbewegung (Geschwindigkeit, Anpressdruck etc.) durchzuführen oder einen Austausch des Ventilschlusses zu planen.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Speicherelement der Funkanordnung eine Information bezüglich des Ventilverschlusses als Ventilzustand bereitstellen, insbesondere zumindest eine der folgenden Informationen :

• eine Beschaffenheit und/oder einen Zustand des VentilVerschlusses,

• eine Beschaffenheit und/oder einen Zustand des Dichtmaterials,

• eine Identifikationsinformation, insbesondere einen Ventilverschlusstyp oder eine Teile- und/oder Seriennummer des Ventilverschlusses, • eine Fertigungsinformation, insbesondere Produktionsdatum und/oder Produktionsort,

• einen Kalibrierparameter, und/oder

• ein Softwareupdate.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Steuerung eines oben beschriebenen Ventils. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

• Auslesen der Information bezüglich des Ventilzustands aus dem Speicherelement der Funkanordnung,

• Vergleichen der Information bezüglich des Ventilzustands mit einem Sollzustand für das Ventil,

• Erzeugen einer Ausgabe basierend auf dem Vergleichen,

• Verarbeiten der Ausgabe und

• Definieren oder Aktualisieren eines Bewegungsprofils für den Ventilverschluss.

Die Erfindung betrifft ausserdem ein

Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger, insbesondere einer Steuer- und Verarbeitungseinheit eines oben beschriebenen Ventils, gespeichert ist, oder Computer-Daten-Signal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, zur Durchführung bzw. Steuerung der Schritte des obigen Verfahrens.

Das erfindungsgemässe Ventil wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten

Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in der Regel nicht massstabsgetreu dargestellt und sie sind auch nicht als Einschränkung zu verstehen . Im Einzelnen zeigen

Fig. la-c eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils mit RFID- Transponder; Fig. 2a-b eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils als Pendelventil;

Fig. 3a-b eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils als Monoventil;

Fig. 4 eine Ausführungsform einer RFID-Anordnung eines erfindungsgemässen Ventils; und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer RFID- Anordnung eines erfindungsgemässen Ventils.

Die Figuren la-lc zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Ventils 1, welches als Vakuum- Transferventil 1 ausgebildet ist, dargestellt in unterschiedlichen Verschlusspositionen.

Das Vakuumventil 1 hat einen rechteckigen, plattenförmigen Ventilverschluss 4 (Ventilteller), der eine Dichtfläche 6 (zweite Dichtfläche) zum gasdichten Verschliessen einer Öffnung 2 aufweist. Die Öffnung 2 hat einen dem

Ventilverschluss 4 entsprechenden Querschnitt und ist in einer Wand 12 ausgeformt. Die Wand 12 kann beispielsweise die Wand einer Vakuumprozesskammer sein. Die Öffnung 2 ist von einem Ventilsitz, der seinerseits ebenfalls eine mit der Dichtfläche 6 des Ventilverschlusses 4 korrespondierende Dichtfläche 3 (erste Dichtfläche) bereitstellt, umgeben. Die Dichtfläche 6 des Ventilverschlusses 4 umläuft den Ventilverschluss 4 und weist ein Dichtmaterial (Dichtung) auf. In einer Schliessposition S (Figur lc) wird die Dichtung zwischen den Dichtflächen 6 und 3 verpresst.

Die Öffnung 2 verbindet einen ersten Gasbereich L, welcher sich links der Wand 12 befindet, mit einem zweiten Gasbereich R rechts der Wand 12. Die Wand 12 wird z.B. durch eine Kammerwand einer Vakuumkammer gebildet. Das Vakuumventil 1 wird dann durch ein Zusammenwirken der Kammerwand 12 mit dem Ventilverschluss 4 gebildet.

Es versteht sich, dass der Ventilsitz zusammen mit der ersten Dichtfläche 3 alternativ als mit dem Ventil 1 strukturell fest verbundene Ventilkomponente ausgebildet sein kann und beispielsweise an einer Kammeröffnung angeordnet, z.B. verschraubt, werden kann.

Der Ventilverschluss 4 kann, wie hier gezeigt, an einem Verstellarm 5 angeordnet sein, der hier beispielsweise stangenförmig ist, und sich entlang einer geometrischen Verstellachse V erstreckt. Der Verstellarm 5 ist mit einer Antriebseinheit 7 mechanisch gekoppelt, mittels welcher das Verschlussglied 4 in dem ersten Gasbereich L links der Wand 12 durch Verstellen des Verstellarms 5 mittels der

Antriebseinheit 7 zwischen einer Offenposition 0 (Fig. la) über eine Zwischenposition Z (Fig. lb) in eine Schliessposition S (Fig. lc) verstellbar ist.

In der Offenposition 0 befindet sich der Ventilverschluss 4 ausserhalb eines Projektionsbereichs der Öffnung 2 und gibt diese vollständig frei, wie in Figur la gezeigt.

Durch das lineare Verstellen des Ventilverschlusses 4 in axiale Richtung in einer Ebene parallel zu oder koaxial mit der Verstellachse V und parallel zu der Wand 12 kann das Ventilverschluss 4 mittels der Antriebseinheit 7 von der Offenposition 0 in die Zwischenposition Z verstellt werden.

In dieser Zwischenposition Z (Figur lb) befindet sich die Dichtfläche 6 des Ventilverschlusses 4 in beabstandeter Gegenüberlage zu der die Öffnung 2 umgebenden Dichtfläche 3 des Ventilsitzes.

Durch Verstellen in Richtung der durch die Öffnung 2 definierten Öffnungsachse A (hier: quer zur Verstellachse V), also z.B. senkrecht zur Wand 12 und zum Ventilsitz, kann der Ventilverschluss 4 von der Zwischenposition Z in die Schliessposition S verstellt werden (Figur lc).

In der Schliessposition S verschliesst der Ventilteller 4 die Öffnung 2 gasdicht und trennt den ersten Gasbereich L von dem zweiten Gasbereich R gasdicht ab. Das Öffnen und Schliessen des Vakuumventils erfolgt mittels der Antriebseinheit 7, hier durch eine L-förmige Bewegung in zwei z.B. zueinander senkrechte Richtungen H und A des Ventilverschlusses 4. Das gezeigte Ventil wird daher auch L-Typ-Ventil genannt. Ein Transferventil 1 wie gezeigt wird typischerweise zur

Abdichtung eines Prozessvolumens (Vakuumkammer) und zur Be- und Entladung des Volumens vorgesehen. Häufige Wechsel zwischen der Offenposition 0 und der Schliessposition S sind bei einem solchen Einsatz die Regel. Hierdurch können verstärkte Abnutzungserscheinungen der Dichtflächen 6 und 3, der dazwischen liegenden Dichtung und der mechanisch bewegten Bauteile eintreten.

Das Vakuumventil 1 weist zudem einen eine Funkanordnung 10 mit einem Kopplungselement, beispielsweise einer Antenne, und einem Speicherelement auf. Die Funkanordnung 10 ist an dem Ventilverschluss 4 angeordnet. Auf dem Speicherelement können z.B. Informationen abgelegt sein, die eine Identifikation einer Ausführung (Typ) des Ventilverschlusses 4 erlauben und/oder eine Positionsbestimmung ermöglichen.

Die Funkanordnung 10 kann insbesondere als RFID-Transponder (RFID-Tag) ausgebildet sein.

Ausserdem weist das Ventil 1 eine mit der Funkanordnung 10 zusammenwirkende Kommunikationsanordnung hier in Form einer Antenne 11 auf. Die Antenne 11 ist hierbei an der Antriebseinheit 7 angeordnet. Die Antenne 11 ist zudem mit einer Lese-/Schreibeinheit gekoppelt. Die Lese- /Schreibeinheit kann ebenfalls seitens des Ventils 1 angeordnet sein oder kann alternativ getrennt davon, insbesondere als Teil eines Steuergeräts, ausgeführt sein. Insbesondere kann die Antenne 11 mit der Lese- /Schreibeinheit eine Einheit bilden. Die Kopplung der Antenne 11 mit der Lese-/Schreibeinheit kann z.B. kabelgebunden oder induktiv realisiert sein.

Die Funkanordnung 10 und die Antenne 11 sind so angeordnet und ausgelegt, dass zumindest in der Offenposition 0 eine Informationsübertragung bzw. Kommunikation zwischen der Funkanordnung 10 und der Antenne 11 ausführbar ist. In der Offenposition 0 ist ein baubedingt minimaler Abstand zwischen Funkanordnung 10 und Antenne 11 gegeben, wodurch die Kommunikation in dieser Position am besten möglich ist.

Insbesondere können Funkanordnung 10 und Antenne 11 (bzw. die nachgeschaltete Lese-/Schreibeinheit) derart ausgelegt sein, dass aufgrund der Sende- und Empfangsreichweiten dieser Komponenten nur in der Offenposition 0 ermöglicht ist. In dieser Ausführung ist vorteilhaft, dass Wechselwirkungen mit der hierfür verwendeten Kommunikationsstrahlung vermieden werden können.

In einer Ausführung kann die Lese-/Schreibeinheit so angesteuert werden, dass diese nur bei Erreichen der Offenposition 0 oder nahe an der Offenposition 0 eine Verbindung mit dem Transponder 10 herzustellen versucht.

Ein entsprechendes Signal zur Aktivierung der Lese- /Schreibeinheit kann beispielsweise durch die Antriebseinheit 7 getriggert werden, z.B. durch ein Auslösen eines Endschalters bei Erreichen der Offenposition 0.

Durch die Kommunikation zwischen Funkanordnung 10 und Lese- /Schreibeinheit kann beispielsweise eine Bestätigung über das Erreichen der Offenposition 0 erfolgen. Zudem kann durch ein Auslesen einer Typenidentifikation verifiziert werden, ob ein für das Ventil 1 passender Ventilverschluss montiert ist. In einem Fall da z.B. nicht bestätigt werden kann, dass der Ventilteller 4 die korrekte Offenposition erreicht hat oder dass der passende Teller 4 montiert ist, kann ein entsprechendes Signal erzeugt und ausgegeben werden. Anhand des Signals kann ein Benutzer gewarnt werden oder die Steuerung (Steuer- und Verarbeitungseinheit) zur Anpassung derer Funktionalität veranlasst werden. Insbesondere kann die Steuerung bei einem entsprechenden Warnsignal den weiteren Betrieb der Antriebseinheit unterbinden, um einen potentiell entstehenden Schaden am Ventil 1 bei einem Weiterbetreiben zu vermeiden.

In einer Ausführung kann der Speicher der Funkanordnung 10 Kalibrierdaten enthalten, die im Rahmen einer Vorabkalibrierung des Ventilverschlusses 4 an einem gleichartigen Ventil 1 für genau diesen Ventilverschluss 4 ermittelt wurden, d.h. Daten z.B. bezüglich einer spezifischen Sollpositionierung und/oder bezüglich eines spezifischen Anpressdrucks zur Bereitstellung einer erwünschten Abdichtung. Diese Daten können z.B. nach einem Austausch des Ventiltellers 4 ausgelesen werden und von einer Steuer- und Verarbeitungseinheit, die den Antrieb 7 des Ventils 1 steuert, übernommen und/oder weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann so die Schliessbewegung für den jeweils verbauten Ventilverschluss 4 individuell angepasst und damit optimiert werden.

Alternativ oder zusätzlich kann durch die Lese- /Schreibeinheit eine Information auf der Funkanordnung 10 gespeichert werden. So kann z.B. fortlaufend bei jedem Betriebszyklus eine aktuelle Anzahl von bereits mit den montierten Ventilteller 4 ausgeführten Schliessvorgängen auf dem Speicher aktualisiert werden. Damit können bei einer geplanten Wartung des Ventiltellers 4 eine tatsächliche Betriebsdauer für den Teller 4 ausgelesen und die Wartungsarbeiten auf die Betriebsdauer angepasst werden. Beispielsweise kann davon abhängig entschieden werden, ob ein Komplettaustausch des Tellers 4 erforderlich ist oder ein Austausch der Dichtung (an der Dichtfläche 6) ausreichend erscheint.

In einer weiteren Variante kann der RFID-Tag 10 des Ventiltellers 4 Programmierdaten enthalten, die eine Programmierung einer ventilseitigen Steuer- und Verarbeitungseinheit verkörpern. In anderen Worten kann der Tag 10 eine Firmware oder ein Update der Firmware bereitstellen, die zum Betreiben des Ventils konfiguriert ist. Diese bereitgestellte Programmierung kann über die Antenne 11 ausgelesen und so weiterverarbeitet werden, dass die Programmierung als aktuelle Steuerung gespeichert (installiert) und zum Betrieb des Ventils auf der ventilseitigen Steuer- und Verarbeitungseinheit bereitgestellt und/oder ausgeführt wird.

Figur 2a und Figur 2b zeigen schematisch eine weitere mögliche Ausführungsform des erfindungsgemässen Vakuumventils in Form eines Pendelventils 20. Das Ventil 20 ist insbesondere ausgebildet zum Regeln eines Massstroms und besitzt ein Ventilgehäuse, welches eine Öffnung 22 aufweist. Die Öffnung 22 hat hier beispielsweise einen kreisrunden Querschnitt. Die Öffnung 22 wird von einem Ventilsitz umschlossen. Dieser Ventilsitz wird von einer axial in Richtung eines Ventiltellers 24 (Ventilverschluss) weisenden und quer zur Öffnungsachse A verlaufenden, die Form eines Kreisrings aufweisenden (ersten) Dichtfläche 23, welche im Ventilgehäuse ausgeformt ist, gebildet. Der Ventilteller 24 ist um eine Rotationsachse R schwenkbar und im Wesentlichen parallel zur Öffnungsachse A verstellbar.

In einer Geschlossenstellung S (Fig. 2b) des Ventiltellers 24 (Ventilverschluss), ist die Öffnung 22 mittels des Ventiltellers 24, welcher eine zweite Dichtfläche 26 mit Dichtmaterial aufweist, gasdicht verschlossen. Eine Offenstellung des Ventiltellers 24 ist in Fig. 2a veranschaulicht .

Der Ventilteller 24 ist über ein seitlich an dem Teller angeordnetes, sich senkrecht zur Öffnungsachse A erstreckendes Verstellelement 25 (Arm) mit einer Antriebseinheit 27 verbunden. Dieser Arm 25 befindet sich in der Geschlossenstellung des Ventiltellers 24 ausserhalb des entlang der Öffnungsachse A geometrisch projizierten Öffnungsquerschnitts der Öffnung 22.

Der Antrieb 27 ist durch Einsatz eines Motors und eines entsprechenden Getriebes derart ausgebildet, dass der Ventilteller 24 - wie bei einem Pendelventil üblich - mittels einer Querbewegung x des Antriebs 27 quer zur Öffnungsachse A und im Wesentlichen parallel über den Querschnitt der Öffnung 22 und senkrecht zur Öffnungsachse A in Form einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse R zwischen einer Offenstellung und einer Zwischenstellung schwenkbar und mittels einer parallel zur Öffnungsachse A erfolgenden Längsbewegung des Antriebs 27 linear verschiebbar ist. In der Offenstellung, ist der Ventilteller 24 in einem seitlich neben der Öffnung 222 angeordneten Verweilabschnitt positioniert, so dass die Öffnung 22 und der Fliessweg freigegeben sind. In der Zwischenstellung ist der Ventilteller 24 über der Öffnung 22 beabstandet positioniert und überdeckt den Öffnungsquerschnitt der Öffnung 22. In der Geschlossenstellung S ist die Öffnung 22 gasdicht geschlossen und der Fliessweg unterbrochen, indem ein gasdichter Kontakt zwischen der Dichtfläche 26 des Ventilverschluss 24 (Ventilteller) und der Dichtfläche 23 des Ventilsitz vermittels eines Dichtmaterials besteht.

Um ein automatisiertes und geregeltes Öffnen und Schliessen des Ventils 20 zu ermöglichen, sieht das Ventil 20 beispielsweise eine elektronische Regel- und Steuerungseinheit (Steuer- und Verarbeitungseinheit) vor (nicht dargestellt), die derart ausgebildet ist und mit dem Antrieb 27 in derartiger Verbindung steht, dass der Ventilteller 24 zum Abschliessen eines Prozessvolumens oder zum Regeln eines Innendrucks dieses Volumens entsprechend verstellbar ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 27 als ein Elektromotor ausgebildet, wobei das Getriebe derart umschaltbar ist, dass ein Antreiben des Antriebs 27 entweder die Querbewegung x oder die Längsbewegung bewirkt. Der Antrieb mitsamt Getriebe wird von der Regelung elektronisch angesteuert. Derartige Getriebe, insbesondere mit Kulissenschaltungen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Weiters ist es möglich, mehrere Antriebe zum Bewirken der Rotationsbewegung und der linearen Bewegung einzusetzen, wobei die Steuerung die Ansteuerung der Antriebe übernimmt.

Das präzise Regeln bzw. Einstellen des Durchflusses mit dem beschriebenen Pendelventil 20 ist nicht nur durch das schwenkende Verstellen des Ventiltellers 24 zwischen der Offenstellung 0 und der Zwischenstellung mittels der Querbewegung, sondern vor allem durch lineares Verstellen des Ventiltellers 24 entlang der Öffnungsachse A bzw. R zwischen der Zwischenstellung und der Geschlossenstellung S mittels der Längsbewegung möglich. Das beschriebene Pendelventil kann für präzise Regelaufgaben eingesetzt werden.

Sowohl der Ventilteller 24 als auch der Ventilsitz besitzen jeweils eine Dichtfläche - eine erste und eine zweite Dichtfläche 23 und 26. Die zweite Dichtfläche 26 des Ventiltellers 24 weist zudem die Dichtung 28 auf. Diese Dichtung 28 kann beispielsweise als Polymer mittels Vulkanisation auf den Ventilteller 24 aufvulkanisiert sein. Alternativ kann die Dichtung 28 z.B. als O-Ring in einer Nut des Ventilsitzes ausgeführt sein. Auch kann ein Dichtmaterial auf den Ventilteller 24 oder den Ventilsitz aufgeklebt sein und dadurch die Dichtung 28 verkörpern. In einer alternativen Ausführungsform kann die Dichtung 28 seitens des Ventilsitzes, insbesondere auf der ersten Dichtfläche 23, angeordnet sein. Auch Kombinationen dieser Ausführungen sind denkbar. Solche Dichtungen 28 sind selbstverständlich nicht auf das im Beispiel beschriebene Ventil 20 beschränkt, sondern auch bei den weiteren beschriebenen Ventilausführungsformen anwendbar.

Der Ventilteller 24 wird beispielsweise anhand von Regelgrössen und eines ausgegebenen Steuersignals variabel eingestellt. Als Inputsignal wird zum Beispiel eine Information über einen aktuellen Druckzustand in einem mit dem Ventil 20 verbundenen Prozessvolumen erhalten. Zudem kann dem Regler eine weitere Inputgrösse, z.B. ein Massenzustrom in das Volumen, bereitgestellt werden. Anhand dieser Grössen und anhand eines vorgegebenen Solldrucks, der für das Volumen eingestellt bzw. erreicht werden soll, erfolgt dann eine geregelte Einstellung des Ventils 20 über die Zeit eines Regelzyklus, so dass ein Massenabfluss aus dem Volumen mittels des Ventils 20 über die Zeit geregelt werden kann. Hierzu kann hinter dem Ventil 20 eine Vakuumpumpe vorgesehen sein, d.h. das Ventil 20 ist zwischen der Prozesskammer und der Pumpe angeordnet. Somit kann ein gewünschter Druckverlauf eingeregelt werden.

Durch die Einstellung des Ventilverschlusses 24 wird ein jeweiliger Öffnungsquerschnitt für die Ventilöffnung 22 eingestellt und damit die mögliche Gasmenge eingestellt, die pro Zeiteinheit aus dem Prozessvolumen evakuiert werden kann. Der Ventilverschluss 24 kann zu diesem Zweck eine von einer kreisrunden Form abweichende Form aufweisen, insbesondere um einen möglichst laminaren Medienfluss zu erreichen .

Das Ventil 20 weist zudem zwei RFID-Transponder 10 und 10' auf und bildet eine jeweilige Funkanordnung. Ein erster der RFID-Transponder 10 ist an dem Ventilteller 24 im Bereich der zweiten Dichtfläche 26 angeordnet. Ein zweiter der RFID-Transponder 10' ist an dem Verstellarm 25 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind die RFID-Transponder 10 und 10' in die jeweiligen Bauteile integriert.

Entsprechend weist das Ventil 20 zwei

Kommunikationsanordnungen 11 und 11' auf. Eine erste der Kommunikationsanordnungen 11 ist an dem Ventilsitz im Bereich der ersten Dichtfläche 23 angeordnet. Eine zweite der Kommunikationsanordnungen 11' ist an dem Ventilgehäuse angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kommunikationsanordnungen 11 und 11' in die jeweiligen Bauteile integriert. Die Kommunikationsanordnungen 11 und 11' weisen jeweils eine Antenne, eine Schreib-/Leseeinheit und optional eine integrierte Energiequelle oder eine Anbindung an eine Energieversorgung auf.

Der RFID-Transponder 10 und die Kommunikationsanordnung 11 sind so ausgebildet und angeordnet, dass eine entsprechende Kommunikation in der Zwischenposition und/oder in der Schliessposition S ermöglicht. Hingegen ist ein Informationsaustausch in der Offenposition 0 nicht möglich. Die Komponenten sind somit mit einer geringen Reichweite aufeinander abgestimmt. Mit dieser Kombination RFID- Transponder 10 und Kommunikationsanordnung 11 lässt sich beispielsweise feststellen, ob der Ventilteller 24 in der Schliessposition S vorliegt, und ein entsprechendes Feedback erzeugen. Der RFID-Transponder 10' und die Kommunikationsanordnung 11' sind so ausgebildet und angeordnet, dass eine Gegenüberlage dieser Komponenten nur in der Offenposition 0 vorliegt und eine entsprechende Kommunikation nur in der Offenposition 0 ermöglicht ist. Die Kommunikationsanordnung 11' ist so angeordnet, dass diese in Figur 2a von dem Arm 25 überdeckt wird. Auch mit dieser Kombination ist das Feststellen eines Erreichens einer bestimmten Position (Offenposition 0) möglich. Zudem werden hierbei Schliess- und Öffnungszyklen des Ventils 20 gezählt und eine entsprechende Anzahl direkt auf dem RFID-Transponder 10' (RFID-Tag) fortlaufend gespeichert.

Mit einer solchen Anordnung kann beispielsweise ein jeweiliges Erreichen einer Endposition bezüglich eines Schwenkens des Ventiltellers 24 um die Rotationsachse R festgestellt werden. Ein entsprechend erzeugbares Signal kann dann in Verbindung mit der Steuerung des Antriebs 27 weiterverarbeitet werden und damit z.B. ein fortlaufendes Kalibieren des Antriebs 27 erfolgen.

Der Transponder 10 kann alternativ oder zusätzlich eine Identifikationsinformation enthalten. Hierbei kann z.B. ein Tellertyp oder eine Teile- und/oder Seriennummer des Ventiltellers 24 hinterlegt sein. Gleiches gilt zudem für den Transponder 10' bezüglich einer Information den Verstellarm 25.

Insbesondere der Transponder 10 kann ferner eine Information über eine Beschaffenheit und/oder einen Zustand des Ventilverschlusses 24 bzw. des vorliegenden Dichtmaterials 28 bereitstellen. Hierbei können z.B. geometrische Angaben hinterlegt sein, die eine Grösse des Ventiltellers 24, z.B. eine Dicke des Tellers 24, beschreiben sowie ein verwendetes Dichtmaterial bezeichnet sein. Nach einem Auslesen dieser Information kann die Steuerung des Ventils 20 anhand dieser Information derart angepasst werden, dass bei einem Schliessen des Ventils 20 ein gewünschter Anpressdruck erzeugt wird.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest einer der RFID- Transponder 10 und 10' eine Fertigungsinformation, insbesondere ein Produktionsdatum und/oder einen Produktionsort, bereitstellen. Hierdurch lässt sich im Falle einer Betriebsstörung schnell, verlässlich und effizient bestimmen, wo und unter welchen Bedingungen das betreffende Bauteil gefertigt worden ist. Eine Fehlersuche, im Produktionsprozess, wird so signifikant vereinfacht.

Die Figuren 3a und 3b zeigen schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vakuumventils 30. Im Beispiel ist das Ventil 30 ausgeführt als ein so genanntes Monoventil und im Querschnitt dargestellt in einer Offenposition 0 (Fig. 3a) und einer Schliessposition S (Fig. 3b). Das Ventil 30 zum gasdichten Schliessen eines Fliesswegs mittels einer Linearbewegung besitzt ein Ventilgehäuse 39 mit einer Öffnung 32 für den Fliessweg, wobei die Öffnung 32 eine geometrische Öffnungsachse A entlang des Fliesswegs aufweist. Die Öffnung 32 verbindet einen ersten Gasbereich L, welcher sich in der Zeichnung links des Ventils 30 bzw. einer Trennwand (nicht dargestellt) befindet, mit einem zweiten Gasbereich R rechts davon. Eine solche Trennwand wird z.B. durch eine Kammerwand einer Vakuumkammer gebildet . Das Verschlusselement 34 (Ventilteller) ist linear entlang einer zu der Öffnungsachse H quer verlaufenden, geometrischen Verstellachse V in einer Verschlusselementebene von einer die Öffnung 32 freigebenden, geöffneten Position 0 in eine über die Öffnung 32 linear geschobene, geschlossene Position S in eine Schliessrichtung und umgekehrt zurück in eine Öffnungsrichtung mittels einer Antriebseinheit 37 mit einem beweglichen Stellelement 35, im Beispiel ein Verstellarm, verschiebbar .

Zum Beispiel umschliesst eine (gekrümmte) erste Dichtfläche 33 die Öffnung 32 des Ventilgehäuses 39 entlang eines ersten Abschnitts 33a in einer ersten Ebene 38a und entlang eines zweiten Abschnitts 33b in einer zweiten Ebene 38b.

Die erste Ebene 38a und die zweite Ebene 38b sind zueinander beabstandet, verlaufen parallel zueinander und parallel zu der Verschlusselementebene. Somit weisen der erste Abschnitt 33a und der gegenüberliegende zweite Abschnitt 33b zueinander einen geometrischen Versatz quer zu der Verstellachse V und in Richtung der Öffnungsachse A auf. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Abschnitten 33a und 33b in dem sich entlang der Verstellachse V erstreckenden Bereich ist die Öffnung 32 angeordnet.

Das Verschlusselement 34 weist eine zur ersten Dichtfläche 33 korrespondierende zweite Dichtfläche 36 auf, welche entlang zum ersten und zweiten Abschnitt 33a, 33b korrespondierender Abschnitte verläuft.

Im gezeigten Beispiel ist ein eine Dichtung bildendes Dichtmaterial an der erste Dichtfläche 33 des Ventilsitzes vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtung an der zweiten Dichtfläche 36 des Ventilverschlusses angeordnet sein.

Die Dichtung kann beispielsweise als Polymer mittels Vulkanisation auf den Ventilsitz aufulkanisiert sein. Alternativ kann die Dichtung z.B. als O-Ring in einer Nut des Ventilsitzes ausgeführt sein. Auch kann ein Dichtmaterial auf den Ventilsitz aufgeklebt sein und dadurch die Dichtung verkörpern. Solche Dichtungen sind selbstverständlich nicht auf das im Beispiel beschriebene Ventil 1 beschränkt, sondern auch bei den weiteren beschriebenen Ventilausführungsformen anwendbar.

Monoventile, d.h. mittels einer einzigen linearen Bewegung schliessbare Vakuumventile haben beispielsweise den Vorteil eines vergleichsweise einfachen Schliessmechanismus, z.B. verglichen mit den mittels zweier Bewegungen schliessbaren Transferventilen, die einen verhältnismässig komplex aufgebauten Antrieb erfordern. Da das Verschlusselement zudem einteilig ausgebildet sein kann, kann es hohen Beschleunigungskräften ausgesetzt werden, so dass dieses Ventil auch für Schnell- und Notverschlüsse verwendet werden kann. Das Schliessen und Dichten kann mittels einer einzigen linearen Bewegung erfolgen, so dass ein sehr schnelles Schliessen und Öffnen des Ventils 30 möglich ist.

Insbesondere liegt ein Vorteil von Monoventilen beispielsweise darin, dass die Dichtung aufgrund ihres Verlaufs beim Schliessen keiner Querbelastung in Querrichtung zur Längserstreckung der Dichtung unterliegt. Andererseits ist die Dichtung aufgrund Ihrer Quererstreckung zur Öffnungsachse A kaum in der Lage, auf das Verschlusselement 34 entlang der Öffnungsachse H auftretende Kräfte, die insbesondere bei grossem Differenzdruck auf das Verschlusselement 34 wirken können, aufzunehmen, was einen robusten Aufbau des

Verschlusselements 34, dessen Antriebs und dessen Lagerung erfordert.

Das Vakuumventil 30 weist zudem einen Balg 31 auf. Der Balg 31 ist einerseits mit dem Ventilverschluss 34 und andererseits mit dem Ventilgehäuse 39 verbunden. Hierdurch kann eine atmosphärische Abtrennung der Antriebseinheit 37 sowie des Verstellarms 35 von einem Prozessvolumen bereitgestellt werden. Im geöffneten Ventilzustand (Fig.

3a) liegt der Balg zusammengedrückt vor, bei einem geschlossenen Ventil 30 (Fig. 3b) ausgedehnt vor.

Das in den Figuren 3a und 3b gezeigte Vakuumventil 30 umfasst erfindungsgemäss eine Funkanordnung 10 sowie eine mit der Funkanordnung 10 zusammenwirkende Kommunikationsanordnung 11. Die beiden Anordnung können hierbei anhand der Antriebseinheit 37 entlang einer direkten Achse einander angenähert und entfernt werden.

Diese Konstellation kann eine Entfernungsbestimmung zwischen der Funkanordnung 10 und der Kommunikationsanordnung 11 zugänglich machen. Die Entfernungsbestimmung kann z.B. anhand einer Messung der Signalstärke oder mittels einer Überlagerung des normalen Funksignals der Kommunikationsanordnung 11 mit einem zusätzlichen Lokalisierungssignal erfolgen.

Im letzten Fall kann das Lokalisierungssignal so gestaltet sein, dass sich dieses periodisch wiederholt. Das Signal ist dabei so schwach gewählt, dass es vom RFID-Transponder unerkannt bleibt. Dadurch bleibt eine Antwort des Tags auf das eigentliche Funksignal unbeeinflusst, die ausgelesenen Daten werden also wie gewohnt übertragen. Dennoch reflektiert der RFID-Tag Teile des Lokalisierungssignals zurück. Durch ein spezifisches Aufaddieren der zeitlich wiederkehrenden Signale kann die reflektierte Antwort im Lesegerät von zufälligem Rauschen zuverlässig unterschieden werden und damit die Laufzeit des Signals und damit auch der Abstand berechnet werden.

Durch die Entfernungsbestimmung wiederum kann der Steuer- und Verarbeitungseinheit eine Lageinformation für den Ventilverschluss 34 und damit ein entsprechendes Steuerungsfeedback bereitgestellt werden.

Zudem kann die Funkanordnung 10 eine Identifikationsinformation für den Ventilteller 34 aufweisen und die Kommunikationsanordnung 11 zum Auslesen dieser Information konfiguriert sein.

Die Figur 4 zeigt eine Funkanordnung 10 und eine Kommunikationsanordnung 11 eines erfindungsgemässen Ventils.

Die Funkanordnung 10 ist als ein RFID-Transponder (RFID- Tag) ausgebildet und weist ein Kopplungselement 42 und ein Speicherelement 41 auf. Das Kopplungselement 42 kann z.B. als Antenne ausgeführt sein. Die Kommunikationsanordnung 11 verfügt ebenfalls über ein Kopplungselement, hier in Form einer Antenne 43, sowie über eine Schreib-/Leseanordnung 44. Gemäss einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform kann die Kommunikationsanordnung 11 nur eine Antenne 43 aufweisen oder als Antenne ausgebildet sein.

Der RFID-Tag 10 weist insbesondere auch einen Mikrochip auf, welcher eine Datenverwaltung für das Speicherelement 41 bereitstellt. Das Kopplungselement 42 des RFID-Tags 10 und die Antenne 43 der Kommunikationsanordnung 11 liegen wie gezeigt in einem gekoppelten Kommunikationszustand vor, d.h. die beiden Komponenten sind gekoppelt und es erfolgt ein Informationsaustausch. Die Kopplung ist mittels eines

(elektro-) magnetischen Feldes realisiert. Die Kopplung kann insbesondere bei Unterschreitung eines bestimmten Mindestabstandes zwischen den beiden Kopplungselementen hergestellt werden. Ein solcher Mindestabstande hängt beispielsweise von einer erzeugbaren Signalstärke und/oder von einer verwendeten Übertragungsfrequenz ab.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Funkanordnung 10 und einer Kommunikationsanordnung 11 eines erfindungsgemässen Vakuumventils. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Figur 4 weist die

Kommunikationsanordnung 11 hier neben der Antenne 43 eine zur internen Kopplung mit der Antenne 43 ausgebildete Schaltung 44' sowie einen Lesechip 45 auf. Die Schaltung 44' und der Lesechip 45 bilden damit eine Leseeinheit zum Auslesen des Tags 10. Zudem ist ein

Mikroprozessor 46 zur Steuerung und Datenverarbeitung mit der Leseeinheit vorgesehen.

Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können ebenso miteinander sowie mit Vorrichtungen und Verfahren des Stands der Technik kombiniert werden.