DE102021117955A1

DE102021117955A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102021117955A1
Application number: DE102021117955.6A
Authority: DE
Inventors: Michael DÜR
Original assignee: VAT Holding AG
Current assignee: VAT Holding AG
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2023-01-12
Also published as: WO2023285091A1; KR20240028990A; CN117642569A; TW202314152A

Abstract

Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, mit einem Ventilgehäuse (2) und einem Verschlussorgan (3) zum Verschließen einer Ventilöffnung (4) und mit einem Ventilantrieb (5) zum Hin- und Herbewegen des Verschlussorgans (3) zwischen einer Schließstellung, in der das Verschlussorgan (3) die Ventilöffnung (4) verschließt, und einer Öffnungsstellung, in der das Verschlussorgan (3) die Ventilöffnung (4) ganz oder teilweise freigibt, wobei das Verschlussorgan (3) mittels einer Ventilstange (6) des Ventils (1) mit dem Ventilantrieb (5) verbunden ist und das Verschlussorgan (3) mittels einer lösbaren Verbindungseinrichtung (7) abnehmbar an der Ventilstange (6) befestigt oder befestigbar ist, wobei die lösbare Verbindungseinrichtung (7) einen Befestigungsmagneten (8) zum abnehmbaren Befestigen des Verschlussorgans (3) an der Ventilstange (6) mittels magnetischen Anziehungskräften aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Vakuumventil, mit einem Ventilgehäuse und einem Verschlussorgan zum Verschließen einer Ventilöffnung und mit einem Ventilantrieb zum Hin- und Herbewegen des Verschlussorgans zwischen einer Schließstellung, in der das Verschlussorgan die Ventilöffnung verschließt, und einer Öffnungsstellung, in der das Verschlussorgan die Ventilöffnung ganz oder teilweise freigibt, wobei das Verschlussorgan mittels einer Ventilstange des Ventils mit dem Ventilantrieb verbunden ist und das Verschlussorgan mittels einer lösbaren Verbindungseinrichtung abnehmbar an der Ventilstange befestigt oder befestigbar ist.
Ventile dieser Art sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungsformen bekannt und werden insbesondere auch in der Vakuumtechnik eingesetzt. Um die Verschlussorgane von Zeit zu Zeit warten, reinigen und/oder austauschen zu können ist es bekannt, sie mittels lösbarer Verbindungseinrichtungen abnehmbar an der Ventilstange zu befestigen. Eine übliche Art der Verbindungseinrichtung besteht beim Stand der Technik in einer Schraubverbindung, wie dies z.B. in der DE 10 2008 061 315 A1 gezeigt ist. Insbesondere bei der Verwendung solcher Ventile in der Vakuumtechnik gilt es grundsätzlich, auf die Vermeidung der Entstehung von Partikeln zu achten. Schraubverbindungen sind in diesem Zusammenhang kritisch, da beim Zusammen- wie auch beim Auseinanderschrauben Partikel entstehen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art mit einer lösbaren Verbindungseinrichtung auszustatten, bei der die Entstehung von Partikeln beim Lösen und Wiederbefestigen des Verschlussorgans von und an der Ventilstange besser vermieden werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Ventil gemäß Patentanspruch 1 vor.
Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass die lösbare Verbindungseinrichtung einen Befestigungsmagneten zum abnehmbaren Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange mittels magnetischen Anziehungskräften aufweist.
Im Gegensatz zu den beim Stand der Technik üblichen Schraubverbindungen zur lösbaren Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange sieht die Erfindung somit eine magnetische Befestigung des Verschlussorgans an der Ventilstange mittels magnetischer Anziehungskräfte vor. Letztere werden durch den Befestigungsmagneten der Verbindungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Schraubverbindungen und die mit ihnen einhergehende Entstehung von Partikeln beim Lösen und Wiederverbinden der Verbindungseinrichtung können somit erfindungsgemäß vermieden werden. Außerdem stellt die Erfindung eine sehr einfache Art der Verbindungseinrichtung zur Verfügung, welche ein Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange in ebenso einfacher Art und Weise ermöglicht wie ein Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange. Der Befestigungsmagnet kann an der Ventilstange, aber genauso gut auch am Verschlussorgan angeordnet sein. Der Befestigungsmagnet kann jeweils mit einem magnetisierbaren Material am jeweils anderen Bauteil zusammenwirken. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sowohl an der Ventilstange als auch am Verschlussorgan jeweils ein Befestigungsmagnet vorhanden ist. In diesem Fall werden besonders große magnetische Anziehungskräfte zum abnehmbaren Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange zur Verfügung gestellt. Bei dem Befestigungsmagnet kann es sich um einen Permanentmagnet aber auch um einen Elektromagnet handeln.
Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemäße lösbare Verbindungseinrichtung sowohl ein als auch mehrere Befestigungsmagnete aufweisen kann. Generell gilt, dass die in den Patentansprüchen und der Beschreibung verwendeten Begriffe „ein“ und „eine“ im Sinne von „zumindest ein“ bzw. „zumindest eine“ zu lesen sind, soweit sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt.
Das Verschlussorgan kann mittels der erfindungsgemäßen lösbaren Verbindungseinrichtung direkt an der Ventilstange abnehmbar befestigt bzw. befestigbar sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass am Verschlussorgan ein Anbauteil, wie z.B. der in der DE 10 2008 061 315 A1 gezeigte Querträger, angeordnet ist. In solchen Fällen kann dann die erfindungsgemäße lösbare Verbindungseinrichtung dazu dienen, die Ventilstange an dem Anbauteil abnehmbar zu befestigen, womit dann auch das Verschlussorgan, sozusagen indirekt, mittels der erfindungsgemäßen lösbaren Verbindungseinrichtung abnehmbar an der Ventilstange befestigt bzw. befestigbar ist.
Zum Lösen des Verschlussorgans von der Ventilstange kann es ausreichen, dass man mit entsprechend großer Kraft am Verschlussorgan zieht, sodass die vom Befestigungsmagneten zur Verfügung gestellten Anziehungskräfte überwunden werden.
Um den Kraftaufwand zum Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange aber möglichst gering zu halten, sehen besonders bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass das Ventil eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Lösevorrichtung zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verschlussorgan und der Ventilstange aufweist. Diese Lösevorrichtung des Ventils kann sowohl am Verschlussorgan als auch an der Ventilstange angeordnet bzw. ausgebildet sein. Sie vereinfacht das Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange, indem sie die vom Befestigungsmagneten erzeugten magnetischen Anziehungskräfte schwächt oder aufhebt, um so ein möglichst kraftsparendes Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange zu ermöglichen. Um dies zu erreichen, kann z.B. der Befestigungsmagnet als ein an- und ausschaltbarer Elektromagnet ausgebildet sein. Eine andere Möglichkeit dies zu erreichen, besteht darin, dass die Lösevorrichtung einen Gegenmagnet zum Schwächen oder Aufheben der magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten aufweist. Günstigerweise ist vorgesehen, dass die Lösevorrichtung zumindest zwei Betriebszustände aufweist, wobei sie in einem ersten Betriebszustand den magnetischen Anziehungskräften des Befestigungsmagneten nicht oder nur schwach entgegenwirkt und einen zweiten Betriebszustand aufweist, in dem sie den magnetischen Anziehungskräften des Befestigungsmagneten zumindest stärker als im ersten Betriebszustand entgegenwirkt, vorzugsweise diese vollständig aufhebt. Der Gegenmagnet der Lösevorrichtung kann an der Ventilstange und/oder auch am Verschlussorgan angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass der Gegenmagnet an einem gesonderten Entnahmewerkzeug des Ventils angeordnet ist, welches nur dann zum Einsatz kommt, wenn das Verschlussorgan von der Ventilstange abgenommen oder auf diese wieder aufgesetzt werden soll. Auch beim Gegenmagnet kann es sich sowohl um einen Permanentmagnet als auch um einen Elektromagnet handeln.
Die Erfindung kann bei verschiedensten, ansonsten beim Stand der Technik bekannten Arten von Ventilen eingesetzt werden, um das Verschlussorgan abnehmbar an der Ventilstange zu befestigen. In der Regel nimmt das Verschlussorgan auf seinem Weg von der Schließstellung hin zur Öffnungsstellung verschiedene Zwischenstellungen ein. Die in den Patentansprüchen genannte Öffnungsstellung könnte auch als maximale Öffnungsstellung bezeichnet werden. Sie ist die Stellung des Verschlussorgans, bei der die Ventilöffnung maximal vom Verschlussorgan freigegeben ist. Die Öffnungsstellung bzw. die maximale Öffnungsstellung kann eine Stellung sein, in der das Verschlussorgan die Ventilöffnung vollständig freigibt. Es kann sich bei der Öffnungsstellung bzw. maximalen Öffnungsstellung aber auch um eine Stellung handeln, bei der das Verschlussorgan die Ventilöffnung zum Teil noch verdeckt.
Erfindungsgemäß ausgebildete Ventile könnten also auch Eckventile, Pendelventile oder dergleichen sein. Besonders bevorzugt handelt es sich beim erfindungsgemäßen Ventil aber um ein L-Ventil. Bei einem L-Ventil wird das Verschlussorgan beim Öffnungsvorgang ausgehend von der Schließstellung zunächst in einem ersten Bewegungsabschnitt in eine Zwischenstellung bewegt. In dieser Zwischenstellung liegt das Verschlussorgan zwar noch in Deckung mit der zu verschließenden Ventilöffnung, verschließt diese aber nicht mehr. In einem zweiten Bewegungsabschnitt wird dann das Verschlussorgan aus der Zwischenstellung in die Öffnungsstellung gebracht, in der das Verschlussorgan die Ventilöffnung ganz oder teilweise freigibt. Die genannten Bewegungsbahnen sind zueinander abgewinkelt angeordnet. Der Schließvorgang erfolgt in umgekehrter Richtung bzw. Abfolge. Solche L-Ventile sind beim Stand der Technik in zahlreichen Ausgestaltungsformen an sich bekannt. Es gibt beim Stand der Technik hierzu Lösungen, die mit einem einzigen Ventilantrieb auskommen. Es gibt aber auch Varianten von L-Ventilen, welche für jeden Bewegungsbahnabschnitt einen eigenen Ventilantrieb aufweisen. All diese an sich bekannten Ventilantriebe können auch bei erfindungsgemäßen Ventilen eingesetzt werden. Bei den Ventilantrieben kann es sich um elektrische, pneumatische, hydraulische aber auch sonstige Ventilantriebe handeln.
Bei der Ventilöffnung handelt es sich in der Regel um eine Öffnung im Ventilgehäuse. In diesem Fall ist die Ventilöffnung somit im Ventilgehäuse angeordnet. Es sind aber auch erfindungsgemäße Ausführungsformen von Ventilen denkbar, bei denen die Ventilöffnung, welche mittels des Verschlussorgans verschließbar ist, nicht unmittelbar am Ventilgehäuse ausgebildet ist. Es kann sich z.B. auch um eine Öffnung in einer Prozesskammer oder dergleichen handeln.
Um das Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange wie auch das Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange zu vereinfachen, ist günstigerweise vorgesehen, dass das Verschlussorgan einen Adapter zum händischen Abnehmen des Verschlussorgans von der Ventilstange und/oder zum händischen Befestigen des Verschlussorgans an der Ventilstange aufweist. Ein solcher Adapter kann z.B. so ausgebildet sein, dass man direkt mit der Hand an ihm angreifen kann. Es kann sich bei dem Adapter aber auch um einen solchen handeln, welcher speziell dafür ausgelegt wird, an ihm ein von Hand geführtes Entnahmewerkzeug zu befestigen, um so das Verschlussorgan von der Ventilstange abnehmen oder an dieser befestigen zu können. Zur Befestigung des Entnahmewerkzeugs am oder im Adapter des Verschlussorgans können unterschiedlichste, beim Stand der Technik bereits bekannte Verbindungsarten wie z.B. Schraubverbindungen, Klemmverbindungen, Schnappverbindungen, Bajonettverschlüsse, magnetische, elektrostatische Verbindungen oder dergleichen eingesetzt werden.
Um das Verschlussorgan zu Service-, Reinigungs- oder Austauschzwecken aus dem Ventilgehäuse entnehmen zu können, ist günstigerweise vorgesehen, dass das Ventilgehäuse auf einer, von der Ventilstange abgewandten Seite des Verschlussorgans eine verschließbare Gehäuseöffnung für die Entnahme des Verschlussorgans aus dem Ventilgehäuse aufweist. Das Ventilgehäuse kann im Bereich der Gehäuseöffnung z.B. einen abnehmbaren Gehäusedeckel, eine Klappe, Türe oder dergleichen aufweisen.
Damit das Verschlussorgan beim Befestigen oder Wiederbefestigen an der Ventilstange automatisch immer richtig ausgerichtet wird, sehen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass an der Ventilstange und am Verschlussorgan jeweils Formschlusselemente zum Ausrichten des Verschlussorgans auf der Ventilstange ausgebildet sind. Die Formschlusselemente wirken aufgrund ihrer Formgebung dabei beim Befestigen des Verschlussorgans auf der Ventilstange so miteinander zusammen, dass das Verschlussorgan nur in der richtigen Position und Ausrichtung auf der Ventilstange befestigt werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Verschlussorgan nach dem Befestigen an der Ventilstange in der Schließstellung die Ventilöffnung auch mit der gewünschten Druckfestigkeit optimal verschließt. Die miteinander zusammenwirkenden Formschlusselemente an der Ventilstange und am Verschlussorgan müssen in ihrer Form aufeinander abgestimmt sein, um den genannten Effekt zu erreichen. Grundsätzlich können sie aber abgesehen davon sehr unterschiedlich ausgeformt sein. Die Formschlusselemente können polygonförmig, insbesondere viereckig oder in Form von Nut und Feder oder in anderen geeigneten Arten und Weisen ausgebildet sein, solange durch ihre Formgebung der entsprechende Ausrichteffekt erreicht wird.
Das Verschlussorgan von erfindungsgemäßen Ventilen kann grundsätzlich sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Es kann sich auch um eine Verschlussnadel oder dergleichen handeln. Besonders bevorzugt ist das Verschlussorgan aber flächig ausgebildet. In anderen Worten handelt es sich bevorzugt bei dem Verschlussorgan um einen Ventilteller. Mit solchen Ventiltellern können entsprechend große Ventilöffnungen verschlossen werden. Die Ventilöffnung kann z.B. eine Öffnungsquerschnittsfläche von zumindest 6000 mm² oder von zumindest 12000 mm² aufweisen. Die Verschlussorgane bzw. Ventilteller sind dann jeweils entsprechend groß ausgebildet, sodass sie dazu geeignet sind, entsprechend große Ventilöffnungen zu verschließen.
Wie eingangs bereits erwähnt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Ventil günstigerweise um ein Vakuumventil, also um ein Ventil, welches in der sogenannten Vakuumtechnik eingesetzt werden kann. In der Regel spricht man dann 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 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 nachfolgend anhand von verschiedenen Ausführungsvarianten der Erfindung in der Figurenbeschreibung exemplarisch erläutert. Es zeigen:

1 bis 8 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Ventils;
9 eine erste alternative Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung;
10 bis 13 eine zweite alternative Ausgestaltungsform einer Verbindungseinrichtung für ein erfindungsgemäßes Ventil und
14 bis 16 eine weitere Variante wie eine Verbindungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Ventils ausgestaltet sein kann.

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun nachfolgend anhand der 1 bis 8 erläutert. Hierbei zeigen allerdings die 1 bis 7 Merkmale des erfindungsgemäßen Ventils 1, welche auch in den nachfolgend noch zu erläuternden anderen erfindungsgemäßen Varianten zum Einsatz kommen können.
1 zeigt eine perspektivische Außenansicht auf das erfindungsgemäße Ventil 1 mit dem Ventilgehäuse 2, welches in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt ist, indem es das erste Gehäuseteil 17 und das zweite Gehäuseteil 18 aufweist. Die beiden Gehäuseteile 17 und 18 sind in geeigneter, an sich bekannter Art und Weise z.B. durch Verschraubung miteinander verbunden werden können. Im zweiten Gehäuseteil 18 befindet sich der hier nicht genauer dargestellte Ventilantrieb 5, welcher in allen beim Stand der Technik an sich bekannten Arten ausgeführt werden kann. Dies wurde eingangs bereits erläutert.
Im zweiten Gehäuseteil 17 und damit auch im Ventilgehäuse 2 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel die Ventilöffnung 4, welche mittels des Verschlussorgans 3 in dessen Schließstellung verschlossen werden kann. Das Verschlussorgan 3 ist in der hier gezeigten Variante im ersten Gehäuseteil 17 angeordnet. Es kann mittels des Ventilantriebs 5 in an sich bekannter Art und Weise zwischen einer Schließstellung, in der das Verschlussorgan 3 die Ventilöffnung 4 verschließt, und einer Öffnungsstellung, in der das Verschlussorgan 3 die Ventilöffnung 4 ganz oder teilweise freigibt, hin und her bewegt werden.
Natürlich könnte es sich auch um ein einstückiges Ventilgehäuse 2 handeln. Genauso gut könnte die Ventilöffnung 4, wie eingangs bereits erläutert, nicht im Ventilgehäuse 2 sondern an einem anderen Gehäuse ausgebildet sein. Auch dies ist beim Stand der Technik an sich bekannt.
Das Verschlussorgan 3 ist mittels der Ventilstange 6 mit dem Ventilantrieb 5 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Verschlussorgan 3 und der Ventilstange 6 erfolgt über eine erfindungsgemäß lösbare Verbindungseinrichtung 7, welche weiter hinten in verschiedenen Varianten erläutert wird.
Die Befestigung des Ventils 1 mit seinem Ventilgehäuse 2 an entsprechenden Prozesskammern, Leitungen oder dergleichen, ist an sich bekannt und muss hier nicht weiter erläutert werden. Die Montage des Ventils 1 an der entsprechenden Prozesskammer bzw. Leitung erfolgt so, dass die mittels des Verschlussorgans 3 verschließbare Ventilöffnung 4 mit einer entsprechenden Öffnung der Prozesskammer bzw. der Leitung fluchtet.
In 2 ist das Ventil 1 aus 1 ohne das erste Gehäuseteil 17 dargestellt. Hier sieht man gut, dass das Verschlussorgan 3 in diesem Ausführungsbeispiel als Ventilteller ausgeführt ist. An diesem ist eine umlaufende Dichtung 19 befestigt, welche das Verschlussorgan 3 in der Schließstellung gegen einen am ersten Gehäuseteil 17 bzw. am Ventilgehäuse 2 ausgebildeten Ventilsitz abdichtet. Auch dies, wie auch alternative Ausgestaltungsformen hierzu, ist an sich bekannt und muss nicht weiter erläutert werden. In 2 ist auch gut zu sehen, dass die Ventilstange 6 in diesem Ausführungsbeispiel, wie an sich bekannt, durch eine Vakuumdurchführung 27 zwischen dem zweiten Gehäuseteil 18 und dem ersten Gehäuseteil 17 hindurchgeführt ist. Diese dichtet die Ventilstange 6 gegen diese beiden Gehäuseteile 17 und 18 und damit auch die beiden Gehäuseteile 17 und 18 gegeneinander ab. Dies ist ebenfalls an sich bekannt, aber hier nicht erfindungswesentlich. Die Befestigung der Ventilstange 6 am Ventilantrieb 5 ist hier nicht gezeigt, kann aber ebenfalls wie beim Stand der Technik ausgeführt sein. Bei dem hier gezeigten Ventil 1 handelt es sich um ein sogenanntes L-Ventil, wie es eingangs bereits erläutert wurde. Der Doppelpfeil 28 veranschaulicht die Bewegungsbahn, auf der das an der Ventilstange 6 befestigte Verschlussorgan 3 zwischen der Öffnungsstellung, in der die Ventilöffnung 4 ganz oder teilweise freigegeben ist, und der in 3 dargestellten Zwischenstellung mittels des Ventilantriebs 5 hin und her bewegt wird. In der in 3 dargestellten Zwischenstellung fluchtet das Verschlussorgan 3 bereits mit der Ventilöffnung 4, ist aber noch nicht abdichtend an diese angedrückt. Zwischen der Schließstellung in der das Verschlussorgan 3 die Ventilöffnung 4 verschließt und der in 3 dargestellten Zwischenstellung wird das Verschlussorgan auf der mittels des Doppelpfeils 29 veranschaulichten Bewegungsbahn vom Ventilantrieb 5 hin und her bewegt. Die beiden Bewegungsbahnen sind abgewinkelt zueinander ausgerichtet, oft in einem orthogonalen Winkel. Es sind aber auch andere Ausrichtungen der beiden Bewegungsbahnen relativ zueinander möglich. Dies ist beim Stand der Technik ebenfalls bekannt. Beim Öffnungsvorgang wird das Verschlussorgan 3 jedenfalls von der Schließstellung entlang der, mittels des Doppelpfeils 29 veranschaulichten Bewegungsbahn zunächst in die Zwischenstellung gemäß 3 und von dort entlang der, mittels des Doppelpfeils 28 veranschaulichten Bewegungsbahn in die Öffnungsstellung bewegt. Beim Schließvorgang erfolgt die Bewegung in umgekehrter Richtung.
4 zeigt beispielhaft, dass bevorzugte Varianten vorsehen, dass das Ventilgehäuse 2 auf der von der Ventilstange 6 abgewandten Seite 13 des Verschlussorgans 3 eine verschließbare Gehäuseöffnung 14 für die Entnahme des Verschlussorgans 3 aus dem Ventilgehäuse 2 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gehäuseöffnung 14 mittels des Gehäusedeckels 20 und der Schrauben 21 verschließbar. Für die notwendige Abdichtung sorgt die Dichtung 22. Natürlich könnte die Gehäuseöffnung 14 aber auch durch eine entsprechende Türe, Klappe oder dergleichen verschließbar sein. Die Gehäuseöffnung 14 erlaubt es jedenfalls in einfacher Art und Weise, das Verschlussorgan 3 zu Reinigungs-, Wartungs- oder Austauschzwecken aus dem Ventilgehäuse 2 herauszunehmen oder entsprechend dort einzubringen, um das Verschlussorgan 3 an der Ventilstange 6 zu befestigen. In 5 ist der Gehäusedeckel 20 entfernt und das Verschlussorgan 3 von der Ventilstange 6 abgenommen. Zum Abnehmen des Verschlussorgans 3 von der Ventilstange 6 wurde hier ein Entnahmewerkzeug 11 verwendet, welches händisch betätigt werden kann. Das Entnahmewerkzeug 11 kann an dem Adapter 12 des Verschlussorgans 3 befestigt werden, wenn das Verschlussorgan 3 von der Ventilstange 6 abgenommen oder an dieser befestigt werden soll. Alternativ können natürlich auch Adapter 12 am Verschlussorgan 3 angeordnet sein, welche dafür ausgelegt sind, dass das Bedienpersonal direkt mit der Hand an diesen Adaptern 12 angreift. Eine solche Variante ist weiter hinten anhand der 11 bis 13 beispielhaft erläutert.
6 zeigt nur die Ventilstange 6 mit dem daran befestigten Verschlussorgan 3. Hier ist der Adapter 12 zu sehen. Er kann, wie eingangs erläutert, in sehr unterschiedlichen Arten und Weisen ausgestaltet sein, damit ein entsprechend ausgebildetes Entnahmewerkzeug 11 an ihm befestigt werden kann. In 7 ist das Verschlussorgan 3 mittels des Entnahmewerkzeugs 11 von der Ventilstange 6 bereits abgenommen. Man sieht einen Teil der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung 7 mit der dort bevorzugt angeordneten Dichtung 23. Zu sehen ist in 7 auch ein hier als an den Ecken abgerundetes Viereck ausgebildetes Formschlusselement 15 der Ventilstange 6. Ein entsprechend korrespondierend ausgebildetes Formschlusselement 16 ist am Verschlussorgan 3 ausgebildet. Wie eingangs bereits erläutert, dienen diese Formschlusselemente 15 und 16 an Ventilstange 6 und Verschlussorgan 3 zum Ausrichten des Verschlussorgans 3 auf der Ventilstange 6, wenn das Verschlussorgan 3 wieder an der Ventilstange 6 befestigt werden soll. Das Zusammenwirken der Formschlusselemente 15 und 16 beim Befestigen des Verschlussorgans 3 an der Ventilstange 6 sorgt dafür, dass das Verschlussorgan 3 in der gewünschten Stellung an der Ventilstange 6 befestigt wird und somit keine spezielle Nachjustierung oder dergleichen notwendig ist.
All das bislang Geschilderte ist nur als ein Beispiel aufzufassen. Es kann so, aber auch in abgewandelter Form in verschiedensten Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Ventile 1 realisiert sein.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der lösbaren Verbindungseinrichtung 7 des ersten Ausführungsbeispiels wird anhand von 8 erläutert.
8 stellt einen Längsschnitt durch das obere Ende der Ventilstange 6 und das dort befestigte Verschlussorgan 3 dar. Das Formschlusselement 15 der Ventilstange 6 reicht ein Stück weit in das Verschlussorgan 3 hinein, sodass es zur Ausrichtung des Verschlussorgans 3 auf der Ventilstange 6 mit einem entsprechenden Formschlusselement 16 am Verschlussorgan 3 zusammenwirken kann. Die Dichtung 23 sorgt für eine Abdichtung der Ventilstange 6 gegen das Verschlussorgan 3.
Erfindungsgemäß weist nun die in 8 gezeigte lösbare Verbindungseinrichtung 7 einen Befestigungsmagneten 8 zum abnehmbaren Befestigen des Verschlussorgans 3 an der Ventilstange 6 mittels magnetischen Anziehungskräften auf. In 8 handelt es sich bei dem Befestigungsmagnet 8 um einen Permanentmagnet, welcher in der Ventilstange 6 angeordnet ist und mit dem Verschlussorgan 3 zusammenwirkt, welches aus einem magnetisierbaren Material 24, wie z.B. Eisen oder Stahl, besteht oder zumindest solches Material aufweist. Natürlich könnte abweichend von 8 auch vorgesehen sein, dass sich der Befestigungsmagnet 8 im Verschlussorgan 3 befindet und die Ventilstange 6 dann zumindest an ihrem oberen Ende ein entsprechendes magnetisierbares Material 24 aufweist oder aus diesem ausgebildet ist. Im in 8 gezeigten, befestigten Zustand halten die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 jedenfalls das Verschlussorgan 3 an der Ventilstange 6 fest. In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist keine mechanisch oder elektrisch angetriebene Lösevorrichtung 9 vorhanden. Zum Abnehmen des Verschlussorgans 3 von der Ventilstange 6 muss also entsprechend fest am Verschlussorgan 3 gezogen werden, damit die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 überwunden werden und das Verschlussorgan 3 von der Ventilstange 6 in der in 7 veranschaulichten Art und Weise abgezogen werden kann.
Eine erste hier nicht explizit dargestellte Variante, eine solche Lösevorrichtung 9 vorzusehen, wäre es, wenn man in 8 den Befestigungsmagneten 8 nicht als Permanentmagneten, sondern als Elektromagneten ausbildet. Die magnetischen Anziehungskräfte könnten dann aufgehoben werden, indem man den Elektromagnet abschaltet. Diese Variante hätte dann allerdings den Nachteil, dass die zur Befestigung des Verschlussorgans 3 an der Ventilstange 6 benötigten magnetischen Anziehungskräfte nur dann zur Verfügung stehen, wenn der als Elektromagnet ausgebildete Befestigungsmagnet 8 unter Strom gesetzt wird, was einen entsprechenden permanenten Energiebedarf darstellen würde.
9 zeigt nun eine alternative Ausgestaltungsform, bei der als Befestigungsmagnet 8 wiederum ein Permanentmagnet in der Ventilstange 6 vorgesehen ist. Diese Variante gemäß 9 weist allerdings eine elektrisch angetriebene Lösevorrichtung 9 zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verschlussorgan 3 und der Ventilstange 6 auf. Diese Lösevorrichtung 9 weist einen Gegenmagnet 10 auf, mit dem die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 geschwächt oder ganz aufgehoben werden können. Dieser Gegenmagnet 10 ist in 9 als Elektromagnet ausgebildet, wie dies an den elektrischen Zuleitungen 25 zu erkennen ist. Wird dieser als Elektromagnet ausgebildete Gegenmagnet 10 aktiviert, so schwächt er die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 zumindest so stark, dass das Verschlussorgan 3 von der Ventilstange 6 mit nur geringen Kräften abgenommen werden kann. Ist der als Elektromagnet ausgebildete Gegenmagnet 10 hingegen abgeschaltet, so werden die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 nicht beeinflusst, sodass der Befestigungsmagnet 8 durch sein Zusammenwirken mit dem magnetisierbaren Material 24 des Verschlussorgans 3 so zusammenwirkt, dass die magnetischen Anziehungskräfte das Verschlussorgan 3 auf der Ventilstange 6 festhalten. Abgesehen von den erläuterten Unterschieden entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 9 dem Ausführungsbeispiel gemäß 8.
Die 10 bis 13 zeigen nun beispielhaft eine Variante bei der zunächst einmal als Befestigungsmagnet 8 ebenfalls ein Permanentmagnet in der Ventilstange 6 angeordnet ist. Auch dieser wirkt mit dem magnetisierbaren Material 24 des Verschlussorgans 3 zusammen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 10 bis 13 ist abweichend von den in 8 und 9 gezeigten Varianten allerdings eine mechanisch angetriebene Lösevorrichtung 9 zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verschlussorgan 3 und der Ventilstange 6 vorgesehen. Auch diese Lösevorrichtung 9 weist einen Gegenmagneten 10 auf, mit dem die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 so weit geschwächt oder aufgehoben werden können, dass das Verschlussorgan 3 mit geringem Kraftaufwand von der Ventilstange 6 abgezogen werden kann. Hier handelt es sich bei dem Gegenmagnet 10 um einen Permanentmagnet, welcher drehbar an dem Schwenkhebel 26 befestigt ist. In der einen, in 10 und 12 gezeigten Stellung ist der Gegenmagnet 10 so gepolt, dass er die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 nicht schwächt bzw. sogar unterstützt. In dieser Stellung ist das Verschlussorgan 3 somit an der Ventilstange 6 mittels der magnetischen Anziehungskräfte befestigt. Wird der Schwenkhebel 26 und damit auch der Gegenmagnet 10 allerdings in die in 11 und 13 gezeigte Stellung geschwenkt, so ist der Gegenmagnet 10 dann so gepolt, dass er den magnetischen Anziehungskräften des Befestigungsmagneten 8 entgegenwirkt bzw. diese schwächt oder aufhebt, sodass dann, wie in 13 gezeigt, das Verschlussorgan 3 relativ einfach mit geringem Kräfteaufwand von der Ventilstange 6 abgezogen werden kann. Natürlich wäre es in diesem Ausführungsbeispiel auch möglich, den Befestigungsmagnet 8 im Verschlussorgan 3 auszubilden. Die Ventilstange 6 sollte dann aus entsprechend magnetisierbarem Material 24 ausgebildet sein. Der Gegenmagnet 10 mit seinem Schwenkhebel 26 könnte dann sowohl in der Ventilstange 6 als auch im Verschlussorgan 3 angeordnet sein.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das magnetisierbare Material 24 in allen Ausführungsbeispielen natürlich auch durch entsprechende weitere Magneten ersetzt werden könnte, wodurch sich noch größere magnetische Anziehungskräfte ergeben würden.
Zu den 11 bis 13 wird noch ergänzend darauf hingewiesen, dass hier im Verschlussorgan 3 sowohl ein Adapter 12 für ein Entnahmewerkzeug 11 als auch, hier schlitzförmig ausgeführte, Adapter 12 zum direkten Eingriff in das Verschlussorgan 3 von Hand ausgebildet sind. Dies sind nur Beispiele, auch andere Ausführungsvarianten sind möglich.
In den 14 bis 16 wird nun beispielhaft noch eine weitere erfindungsgemäße Variante gezeigt. Hier ist als Befestigungsmagnet 8 ein Permanentmagnet im Verschlussorgan 3 vorgesehen. Dieser wirkt mit dem magnetisierbaren Material 24 in der Ventilstange 6 zusammen, sodass die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 das Verschlussorgan 3 an der Ventilstange 6 festhalten. Natürlich könnte das magnetisierbare Material 24 auch durch einen entsprechenden weiteren Permanentmagnet ersetzt werden, wodurch die magnetischen Anziehungskräfte noch erhöht werden könnten. In dieser Variante gemäß der 14 bis 16 ist nun die Lösevorrichtung 9 am Entnahmewerkzeug 11 vorgesehen. An der Spitze des Entnahmewerkzeugs 11, welche in den Adapter 12 des Verschlussorgans 3 eingeführt wird, befindet sich als Gegenmagnet 10 ein Elektromagnet, welcher über die elektrischen Zuleitungen 25 aktiviert und deaktiviert werden kann. In das Entnahmewerkzeug 11 ist entsprechend eine Stromquelle wie z.B. ein Akkumulator oder eine Batterie und ein entsprechender Schalter zum An- und Ausschalten des Gegenmagneten 10 intergriert, auch wenn dies nicht explizit gezeigt ist. Wird der Gegenmagnet 10 im Entnahmewerkzeug 11 aktiviert, so kann er die magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten 8 so weit schwächen bzw. aufheben, dass das Verschlussorgan 3 in einfacher Art und Weise von der Ventilstange 6 abgehoben werden kann. Ist der Gegenmagnet 10 deaktiviert und/oder das Entnahmewerkzeug 11 vom Adapter 12 entfernt, so wird das Verschlussorgan 3 in der in 14 dargestellten Stellung mittels der magnetischen Anziehungskräfte an der Ventilstange 6 festgehalten.
15 zeigt wiederum den Zustand, bei dem das Verschlussorgan 3 auf der Ventilstange 6 befestigt und das Entnahmewerkzeug 11 entfernt ist. 16 zeigt den Zustand, bei dem das Verschlussorgan 3 mittels des Entnahmewerkzeugs 11 von der Ventilstange 6 abgenommen ist, sodass man das hier ebenfalls realisierte Formschlusselement 16 an der Ventilstange 6 wie auch die Dichtung 23 sieht.
Bezugszeichenliste

1: Ventil
2: Ventilgehäuse
3: Verschlussorgan
4: Ventilöffnung
5: Ventilantrieb
6: Ventilstange
7: Verbindungseinrichtung
8: Befestigungsmagnet
9: Lösevorrichtung
10: Gegenmagnet
11: Entnahmewerkzeug
12: Adapter
13: Seite
14: Gehäuseöffnung
15: Formschlusselement
16: Formschlusselement
17: erstes Gehäuseteil
18: zweites Gehäuseteil
19: Dichtung
20: Gehäusedeckel
21: Schraube
22: Dichtung
23: Dichtung
24: magnetisierbares Material
25: elektrische Zuleitung
26: Schwenkhebel
27: Vakuumdurchführung
28: Bewegungsbahn
29: Bewegungsbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008061315 A1 [0002, 0008]

Claims

Ventil (1), insbesondere Vakuumventil, mit einem Ventilgehäuse (2) und einem Verschlussorgan (3) zum Verschließen einer Ventilöffnung (4) und mit einem Ventilantrieb (5) zum Hin- und Herbewegen des Verschlussorgans (3) zwischen einer Schließstellung, in der das Verschlussorgan (3) die Ventilöffnung (4) verschließt, und einer Öffnungsstellung, in der das Verschlussorgan (3) die Ventilöffnung (4) ganz oder teilweise freigibt, wobei das Verschlussorgan (3) mittels einer Ventilstange (6) des Ventils (1) mit dem Ventilantrieb (5) verbunden ist und das Verschlussorgan (3) mittels einer lösbaren Verbindungseinrichtung (7) abnehmbar an der Ventilstange (6) befestigt oder befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindungseinrichtung (7) einen Befestigungsmagneten (8) zum abnehmbaren Befestigen des Verschlussorgans (3) an der Ventilstange (6) mittels magnetischen Anziehungskräften aufweist.
Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsmagnet (8) an der Ventilstange (6) und/oder am Verschlussorgan (3) angeordnet ist, und/oder dass der Befestigungsmagnet (8) ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ist.
Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) eine mechanisch oder elektrisch angetriebene Lösevorrichtung (9) zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verschlussorgan (3) und der Ventilstange (6) aufweist.
Ventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösevorrichtung (9) einen Gegenmagnet (10) zum Schwächen oder Aufheben der magnetischen Anziehungskräfte des Befestigungsmagneten (8) aufweist.
Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenmagnet (10) an der Ventilstange (6) und/oder am Verschlussorgan (3) und/oder an einem gesonderten Entnahmewerkzeug (11) angeordnet ist, und/oder dass der Gegenmagnet (10) ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ist.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) ein L-Ventil ist.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (3) einen Adapter (12) zum händischen Abnehmen des Verschlussorgans (3) von der Ventilstange (6) und/oder zum händischen Befestigen des Verschlussorgans (3) an der Ventilstange (6) aufweist.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) auf einer, von der Ventilstange (6) abgewandten, Seite (13) des Verschlussorgans (3) eine verschließbare Gehäuseöffnung (14) für die Entnahme des Verschlussorgans (3) aus dem Ventilgehäuse (2) aufweist.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ventilstange (6) und am Verschlussorgan (3) jeweils Formschlusselemente (15, 16) zum Ausrichten des Verschlussorgans (3) auf der Ventilstange (6) ausgebildet sind.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (3) ein Ventilteller ist und/oder dass die Ventilöffnung (4) eine Öffnungsquerschnittsfläche von zumindest 6000 mm² oder von zumindest 12000 mm² aufweist.