Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, vorzugsweise Vakuumventil, mit zumindest einem Verschlussorgan und zumindest einem Ventilsitz und mit zumindest einer Antriebseinheit, wobei das Verschlussorgan in einer Schließstellung an den Ventilsitz angedrückt ist und in einer abgehobenen Stellung vom Ventilsitz

abgehoben ist und von der Antriebseinheit in einer, insbesondere linearen,

Schließrichtung von der abgehobenen Stellung in die Schließstellung bewegbar ist.

Ventile dieser Art und insbesondere auch Vakuumventile sind in zahlreichen

Ausgestaltungsformen beim Stand der Technik bekannt. Damit das Verschlussorgan, insbesondere bei der Anwendung im Vakuumbereich, in seiner Schließstel lung vollständig abdichtend am Ventilsitz anliegen und an diesen angedrückt werden kann, sollte es optimal zum Ventilsitz ausgerichtet sein. In der Praxis macht es oft Schwierigkeiten dies mit entsprechend geringen Toleranzen sicherzustellen. Die DE 29 51 150 A1 schlägt in diesem Zusammenhang vor, einen Dichtring mit einer der beiden Dichtflächen durch Aufschrumpfen zu verbinden, um so relativ große

Ausgleichsbewegungen und Anpassungsbewegungen zuzulassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine andere Lösung für dieses Problem vorzuschlagen. Die vorliegende Erfindung sieht hierzu vor, dass das Verschlussorgan zur

Ausrichtung des Verschlussorgans beim Andrücken an den Ventilsitz an einem Trägerkörper der Antriebseinheit in zumindest einer Richtung orthogonal oder quer zur Schließrichtung verschiebbar gelagert ist. Mit anderen Worten wird dem Verschlussorgan durch eine entsprechende

verschiebbare Lagerung an dem Trägerkörper der Antriebseinheit ein zusätzlicher Freiheitsgrad der Bewegung in einer Richtung orthogonal oder quer zur Schließrichtung zugestanden. Dies ermöglicht eine exakte Ausrichtung,

vorzugsweise Zentrierung, des Verschlussorgans am Ventilsitz, wenn es in die Schließstellung gebracht wird. Hierdurch kann das Verschlussorgan optimal abdichtend an den Ventilsitz angedrückt werden. Eine Richtung orthogonal zur Schließrichtung ist dann gegeben, wenn die Richtung senkrecht auf der

Schließrichtung steht. Quer sind all diejenigen Winkel, die von einer orthogonalen Ausrichtung und einer Koaxialität bzw. Parallelität abweichen. Günstigerweise liegen diese Richtungen quer zur Schließrichtung in einem Winke Ibereich von +/- 20°, vorzugsweise +/- 10°, um einen rechten Winkel bzw. die orthogona le Richtung auf die Schließrichtung.

Im Falle einer verschiebbaren Lagerung des Verschlussorgans in einer Richtung orthogonal zur Schließrichtung könnte man auch von einer radialen verschiebbaren Lagerung sprechen.

In bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung kann es je nach Form des Verschlussorgans und des Ventilsitzes sinnvoll sein, diese verschiebbare Lagerung nicht nur in einer sondern in einer Vielzahl von Richtungen orthogonal oder quer zur Schließrichtung zu ermöglichen. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen vor, dass das Verschlussorgan zur Ausrichtung des Verschlussorgans beim

Andrücken an den Ventilsitz an dem Trägerkörper der Antriebseinheit in einer Ebene orthogonal oder quer zur Schließrichtung in allen Richtungen verschiebbar gelagert ist. Besonders bevorzugt ist das Verschlussorgan also in allen Richtungen radial bezüglich der Schließrichtung verschiebbar am Trägerkörper der Antriebseinheit gelagert.

Das Verschlussorgan kann je nach Anwendungsbereich für das Ventil sehr unterschiedlich ausgestaltet sein. Es kann sich z.B. um einen Ventilstift oder eine Ventilnadel handeln, wie sie insbesondere bei Gasdosierventilen oder dergleichen zum Einsatz kommen. Wenn es sich bei dem erfindungsgemäßen Ventil um ein sogenanntes Transferventil handelt, bei dem größere Bauteile durch die vom

Ventilsitz umgebene Ventilöffnung hindurch transportiert werden müssen, kommen größere Verschlussorgane zum Einsatz. Besonders bevorzugte

Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass das Verschlussorgan ein Ventilteller ist. Ein Ventilteller ist ein flächiges plattenförmiges Gebilde, welches dazu vorgesehen ist, die vom Ventilsitz umgebene Ventilöffnung durch

entsprechende Anlage bzw. entsprechendes Andrücken an den Ventilsitz, vorzugsweise dichtend, zu verschließen. Besonders bevorzugte

Ausgestaltungsformen von Ventiltellern haben eine kreisrunde Außenkontur.

Ventilteller können aber auch eine rechteckige oder quadratische, gegebenenfalls mit abgerundeten Ecken versehene Außenkontur aufweisen. Die Ventilsitze weisen jeweils eine daran angepasste Form auf. Der Ventilteller kann aber muss nicht eben ausgebildet sein. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen sehen jeweils vor, dass die Schließrichtung eine Flächennormale auf eine Schließebene des

Ventiltellers bildet. Die Schließebene wird dabei von dem umlaufenden Bereich des Ventiltellers aufgespannt, welcher am Ventilsitz anliegt, wenn der Ventilteller an den Ventilsitz angedrückt ist. Sowohl das Verschlussorgan als auch der Ventilsitz können zumindest eine Dichtung tragen. Es kann also sowohl am Ventilsitz als auch am Verschlussorgan zumindest eine Dichtung fixiert sein.

Um die Ausrichtung des Verschlussorgans beim Andrücken an den Ventilsitz automatisch herbeizuführen, sehen besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass das Verschlussorgan und/oder der Ventilsitz und/oder zumindest eine in der Schließstellung zwischen dem Verschlussorgan und dem Ventilsitz angeordnete Dichtung zur Ausrichtung des Verschlussorgans beim

Andrücken an den Ventilsitz eine sich in Schließrichtung verjüngende

Querschnittsfläche aufweist bzw. aufweisen. Es kann sich z.B. um zumindest bereichsweise rotationssymmetrische, sich in Schließrichtung verjüngende

Querschnittsflächen handeln. Besonders bevorzugt sind das Verschlussorgan und/oder der Ventilsitz und/oder zumindest die in der Schließstellung zwischen dem Verschlussorgan und dem Ventilsitz angeordnete Dichtung konisch ausgebildet. Man könnte bei der konischen Ausgestaltung auch von einer Kegelstumpffläche oder dergleichen sprechen. Um die Reibungskräfte beim Verschieben des Verschlussorgans relativ zum

Trägerkörper möglichst gering zu halten, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Verschlussorgan unter Zwischenschaltung zumindest eines G leitlagers am Trägerkörper der Antriebseinheit verschiebbar gelagert ist. Es können hier verschiedenste Gleitlager zum Einsatz kommen. Z. B. kann es sich um eine

Schmierschicht, eine Kunststoffbeschichtung z.B. mit Teflon (Polytetrafluorethylen) oder um G leitelemente wie Bronzebuchsen oder dergleichen handeln. Rollen- oder Kugellager wären auch möglich, sind aber relativ aufwendig und teuer. Um das Verschlussorgan relativ zum Trägerkörper in einer vorgebbaren Neutrallage zu halten, wenn das Verschlussorgan vom Ventilsitz abgehoben ist, sehen

bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass das Ventil eine

Vorspannfeder zum elastischen Vorspannen des Verschlussorgans in Richtung hin zu einer Neutrallage relativ zum Trägerkörper der Antriebseinheit aufweist. Mit dieser Vorspannfeder kann automatisch eine Rückstellung in die Neutrallage erfolgen, wenn das Verschlussorgan vom Ventilsitz abgehoben ist.

Für die am Ventilsitz oder am Verschlussorgan gegebenenfalls angeordnete

Dichtung gibt es verschiedenste Ausgestaltungsformen und Möglichkeiten, insbesondere in Form von Dichtringen. Z. B. kann ein solcher Dichtring bzw. eine solche Dichtung ebenfalls eine konische Form aufweisen. Beispiele geeigneter Dichtungen sind ohne Beschränkung der Allgemeinheit in der DE 29 51 150 A1 , der DE 44 46 947 A1 aber auch in der US 4,627,599 A gezeigt. Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Verschiebbarkeit des Verschlussorgans relativ zum Trägerkörper der Antriebseinheit in zumindest einer Richtung orthogonal oder quer zur Schließrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Besonders bevorzugte Varianten der Erfindung sehen vor, dass der Trägerkörper der

Antriebseinheit zumindest einen Aufnahmeraum aufweist und das Verschlussorgan ein mit Spiel in diesem Aufnahmeraum gelagertes Lagerelement aufweist oder dass das Verschlussorgan zumindest einen Aufnahmeraum aufweist und der Trägerkörper der Antriebseinheit ein mit Spiel in diesem Aufnahmeraum gelagertes Lagerelement aufweist. Das Spiel ist dabei bevorzugt in Richtung orthogonal oder quer zur

Schließrichtung vorhanden. Der Aufnahmeraum und/oder das Lagerelement ist bzw. sind in diesen Ausgestaltungsformen bevorzugt rotationssymmetrisch ausgeführt, wobei der Aufnahmeraum eben einen größeren Durchmesser bzw. eine größere Querschnittsfläche aufweist, als das Lagerelement, sodass sich das für die

Verschiebebewegung benötigte Spiel hieraus ergibt. Besonders bevorzugte

Varianten solcher Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Ventile sehen vor, dass das der Aufnahmeraum und/oder das Lagerelement, in einem Längsschnitt parallel zur Schließrichtung gesehen, T-förmig ausgebildet ist bzw. sind.

Erfindungsgemäße Ventile können dahingehend ausgebildet sein, dass das

Verschlussorgan von der Antriebseinheit ausschließlich in Schließrichtung und in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden kann. Es sind aber auch

Ausgestaltungsformen von erfindungsgemäßen Ventilen möglich, bei denen das Verschlussorgan nicht nur in Schließrichtung und in der dazu entgegengesetzten Richtung sondern auch in dazu abgewinkelten, vorzugsweise orthogonalen,

Richtungen bewegt werden kann. Für diese Bewegungen kann aber muss nicht zumindest eine zweite Antriebseinheit vorgesehen sein. Besonders bevorzugt handelt es sich bei erfindungsgemäßen Ventilen um sogenannte L-Ventile. Es ist also in bevorzugten Varianten vorgesehen, dass das Verschlussorgan ausgehend von der abgehobenen Stellung in einer zur Schließrichtung abgewinkelten, vorzugsweise orthogonalen, Richtung, vorzugsweise von zumindest einer zweiten Antriebseinheit, in eine Öffnungsstellung bewegbar ist, wobei das Verschlussorgan in der

Öffnungsstellung ganz oder zumindest teilweise außer Deckung mit einer vom Ventilsitz umgebenen Ventilöffnung gebracht ist. Während das Verschlussorgan in der abgehobenen Stellung zwar nicht mehr am Ventilsitz anliegt aber noch in

Deckung mit der Ventilöffnung angeordnet ist, sieht die Öffnungsstellung vor, dass das Verschlussorgan gar nicht mehr oder zumindest teilweise nicht mehr in Deckung mit der Ventilöffnung ist und diese somit ganz oder teilweise freigibt.

Wie bereits angedeutet, kommen erfindungsgemäße Ventile besonders bevorzugt in der sogenannten Vakuumtechnik zum Einsatz. In der Regel spricht man von Vakuumtechnik, wenn Betriebszustände mit Drücken kleiner oder gleich 0,001 mbar (Millibar) bzw. 0,1 Pascal erreicht werden. Vakuumventile sind Ventile, die für diese Druckbereiche und/oder entsprechende Druckdifferenzen zur Umgebung ausgelegt sind. Man kann von Vakuumventilen aber auch allgemein dann sprechen, wenn sie für Drücke unter dem Normaldruck, also unter 1 bar ausgelegt sind.

Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der

Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in der

Figurenbeschreibung beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Außenansicht auf ein erfindungsgemäßes Ventil;

Fig. 2, 3 und 4 das Verschlussorgan in der Öffnungsstellung, der abgehobenen Stellung und der Schließstellung jeweils in einem Längsschnitt entlang der

Schnittlinie AA aus Fig. 1 ;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Antriebseinheit und das Verschlussorgan;

Fig. 6 eine Seitenansicht hierauf;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Schnittebene EE aus Fig. 7 und

Fig. 8 eine Explosionsdarstellung zu den Bauteilen der Antriebseinheit und des

Verschlussorgans.

Das in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Ventil 1 weist, wie an sich bekannt, ein Gehäuse 20 und zwei die Ventilöffnung 18 umgebende Flansche 19 auf. Mit diesen Flanschen 19 kann das Ventil 1 an einer entsprechenden Prozesskammer oder Leitung oder dergleichen befestigt werden. Dies ist an sich bekannt und muss nicht weiter erläutert werden.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils Längsschnitte entlang der Schnittlinie AA. In Fig. 2 befindet sich das Verschlussorgan 2 des Ventils 1 in der Öffnungsstellung. In dieser Öffnungsstellung ist das Verschlussorgan 2 in diesem Ausführungsbeispiel ganz außer Deckung mit der vom Ventilsitz 3 umgebenen Ventilöffnung 18 gebracht. In der Öffnungsstellung gibt das Verschlussorgan 2 in diesem Ausführungsbeispiel die Ventilöffnung 18 also somit vollständig frei. In Fig. 3 ist die abgehobene Stellung gezeigt, in der das Verschlussorgan 2 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel zwar vom Ventilsitz 3 abgehoben ist, aber sich immer noch in Deckung mit der

Ventilöffnung 18 befindet. Wird das Verschlussorgan 2 aus dieser Stellung gemäß Fig. 3 heraus nun in Schließrichtung 5 von der Antriebseinheit 4 gegen den Ventilsitz 3 gedrückt, so wird die in Fig. 4 gezeigte Schließstellung erreicht, in der das

Verschlussorgan 2 an den Ventilsitz 3 angedrückt ist. Die Bewegung des

Verschlussorgans 2 in Schließrichtung 5 und entgegen der Schließrichtung 5, also zwischen den Stellungen gemäß der Fig. 3 und 4, wird im gezeigten

Ausführungsbeispiel von einer Antriebseinheit 4 realisiert, welche als pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Sie weist also einen im Zylinder 21 der

Antriebseinheit 4 verschiebbar gelagerten Kolben 22 auf. Am Kolben 22 befindet sich in der Antriebseinheit 4 eine Kolbenstange 23, welche mit der

Gegendruckplatte 24 verbunden ist. Zur Abstützung der Antriebseinheit 4 auf der zum Verschlussorgan 2 entgegengesetzten Seite wird die Gegendruckplatte 24 beim Andrücken des Verschlussorgans 2 an den Ventilsitz 3 am Gegensitz 27 abgestützt.

Zum Hin- und Herbewegen des Verschlussorgans 2 samt Antriebseinheit 4 in

Richtung 16 und in der dazu entgegengesetzt gerichteten Richtung zwischen der Öffnungsstellung gemäß Fig. 2 und der abgehobenen Stellung gemäß Fig. 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine zweite Antriebseinheit 17 vorgesehen. Diese ist hier ebenfalls als pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet. Sie weist einen im Zylinder 21 geführten Kolben 22 auf, an dessen Kolbenstange 23 die

Antriebseinheit 4 samt Verschlussorgan 2 befestigt ist. Insgesamt kann das

Verschlussorgan 2 also entlang einer L-förmigen Bewegungsbahn bewegt werden. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Venti ls 1 handelt es sich also um eine Ausführungsform eines sogenannten L-Ventils. Wie eingangs bereits erläutert, ist die Erfindung aber natürlich nicht auf solche L-Ventile beschränkt. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Antriebseinheiten 4 und 17 als

pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass dies nicht so sein muss. Im Rahmen der Erfindung können auch ganz anders geartete Antriebseinheiten, z.B. hydraulische, elektrische und/oder mechanische Antriebseinheiten, wie sie z.B. in der CH 659 512 gezeigt sind, eingesetzt werden. Um beim Andrücken an den Ventilsitz 3 optimal an diesem ausgerichtet werden zu können, ist das Verschlussorgan 2 in diesem Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß in zumindest einer Richtung 7 orthogonal oder quer zur Schließrichtung 5

verschiebbar gelagert. In der gezeigten Variante ist die Richtung 7 orthogonal zur Schließrichtung 5 ausgerichtet. Die Verschiebbarkeit ist so ausgebildet, dass sich das hier als Ventilteller ausgebildete Verschlussorgan 2 ausgehend von der

Neutralstellung in allen Richtungen 7 radial, also in einer Ebene 8 orthogonal zur Schließrichtung 5 verschieben lässt. Die Schließrichtung 5 bildet eine

Flächennormale auf die in Fig. 6 eingezeichnete Schließebene 9 des Ventiltellers. Zur Realisierung der verschiebbaren Lagerung des Verschlussorgans 2 am

Trägerkörper 6 der Antriebseinheit 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Trägerkörper 6 der Antriebseinheit 4 zumindest einen Aufnahmeraum 14 aufweist und das Verschlussorgan 2 ein mit Spiel in diesem Aufnahmeraum 14 gelagertes Lagerelement 15 aufweist. Dies ist besonders gut in dem Längsschnitt durch das Verschlussorgan 2 und die Antriebseinheit 4 in Fig. 5 zu sehen. Sowohl

Aufnahmeraum 14 als auch Lagerelement 15 sind hier, in einem Längsschnitt parallel zur Schließrichtung 5 gesehen, T-förmig ausgebildet. Auch dies ist gut in den Fig. 2- 4 und 5 zu sehen. Um die Reibungskräfte niedrig zu halten, ist zwischen dem

Verschlussorgan 2 und dem Trägerkörper 6 ein G leitlager 12 ausgebildet.

Wie eingangs bereits erläutert, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Verschlussorgan 2 und/oder der Ventilsitz 3 und/oder zumindest eine in der Schließstellung zwischen dem Verschlussorgan 2 und dem Ventilsitz 3 angeordnete Dichtung 10 zur Ausrichtung des Verschlussorgans 2 beim Andrücken an den

Ventilsitz 3 eine sich in Schließrichtung 5 verjüngende Querschnittsfläche 1 1 aufweist bzw. aufweisen. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu der Ventilsitz 3 konisch ausgebildet, wie dies besonders gut in den Fig. 2 bis 4 zu sehen ist. Auch bei der konischen Ausbildung verjüngt sich die Querschnittsfläche 1 1 des

Ventilsitzes 3 in Schließrichtung 5. Derselbe Effekt kann aber auch erzielt werden, wenn man die hier am Verschlussorgan 2 angeordnete Dichtung 10 oder das Verschlussorgan 2 selbst entsprechend konisch bzw. mit einer sich in Schließrichtung 5 verjüngenden Querschnittsfläche 1 1 ausbildet. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Dichtung 10 anstel le am Verschlussorgan 2 natürlich auch am Ventilsitz 3 fixiert sein könnte.

Um das Verschlussorgan 2 relativ zum Trägerkörper 6 der Antriebseinheit 4 in einer Neutrallage zu halten bzw. in diese zu bringen, wenn das Verschlussorgan 2 vom Ventilsitz 3 abgehoben wird bzw. ist, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Vorspannfeder 13 vorgesehen. Diese ist besonders gut in den Fig. 7 und 8 zu sehen. Sie ist hier als eine sternförmig umlaufende Feder ausgebildet, welche im hier ringförmigen Aufnahmeraum 14 zwischen dem Trägerkörper 6 und dem

Verschlussorgan 2 bzw. dessen Lagerelement 1 5 angeordnet ist. Der ringförmige Freiraum ermöglicht eine Verschiebung des Verschlussorgans 2 relativ zum

Trägerkörper 6 beim Andrücken an den Ventilsitz 3 in allen Richtungen 7 in der Ebene 8 orthogonal zur Schließrichtung 5. Die Vorspannfeder 1 3 sorgt dann entsprechend beim Abheben des Verschlussorgans 2 vom Ventilsitz 3 wieder für eine entsprechende Rückstellung aus allen diesen Richtungen in die in Fig. 7 gezeigte Neutrallage.

In Fig. 8 sind noch die verschiedenen Bauteile der Antriebseinheit 4 und des

Verschlussorgans 2 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Im hier realisierten Ausführungsbeispiel ist ein Stützring 26 vorgesehen, welcher die konisch

ausgeformte Dichtung am Verschlussorgan 2 fixiert. Um den Kolben 22 samt

Kolbenstange 23 außerhalb des Zylinders 21 in dieser Explosionsdarstellung zeigen zu können, ist die Zylinderrückwand 25 vom Zylinder 21 abgehoben dargestellt. ) g e n d e

Hinweisziffern

1 Ventil

2 Verschlussorgan

3 Ventilsitz

4 Antriebseinheit

5 Schließrichtung

6 Trägerkörper

7 Richtung

8 Ebene

9 Schließebene

10 Dichtung

1 1 Querschnittsfläche

12 Gleitlager

13 Vorspannfeder

14 Aufnahmeraum

15 Lagerelement

16 Richtung

17 zweite Antriebseinheit

18 Ventilöffnung

19 Flansch

20 Gehäuse

21 Zylinder

22 Kolben

23 Kolbenstange

24 Gegendruckplatte

25 Zylinderrückwand

26 Stützring

27 Gegensitz