特許 7105801 力センサを備えた真空弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-14

(45)【発行日】2022-07-25

(54)【発明の名称】力センサを備えた真空弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 51/02 20060101AFI20220715BHJP

   F16K 3/18 20060101ALI20220715BHJP

   F16K 3/10 20060101ALI20220715BHJP

【ＦＩ】

F16K51/02 B

F16K3/18

F16K3/10

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019556831

(86)(22)【出願日】2018-04-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-06-18

(86)【国際出願番号】 EP2018059988

(87)【国際公開番号】W WO2018193014

(87)【国際公開日】2018-10-25

【審査請求日】2020-12-25

(31)【優先権主張番号】17167054.0

(32)【優先日】2017-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】593030945

【氏名又は名称】バット ホールディング アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アドリアン エシェンモーザー

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ホーファー

【審査官】西井 香織

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５３４３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６６２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５０２９５９７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５２６３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ５１／０２

Ｆ１６Ｋ ３／００ － ３／３６

Ｆ１６Ｋ １／００ － １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容積流または質量流を調整するため、かつ／または流路を気密に遮断するための、真空弁であって、
・開口軸線（５）を定める弁開口（２）と、前記弁開口（２）を取り囲む第１のシール面（６ａ）とを有する弁座（３）と、
・前記容積流または前記質量流を調整するため、かつ／または前記流路を遮断するための、弁閉鎖体（４）であって、前記第１のシール面（６ａ）に対応する第２のシール面（６ｂ）を備えていて、該第２のシール面（６ｂ）の可変の位置が、前記弁閉鎖体（４）のそれぞれの位置および方向付けによって決定されている、弁閉鎖体（４）と、
・前記弁閉鎖体（４）に連結された駆動ユニット（８）と、を備えており、
該駆動ユニット（８）は、前記弁閉鎖体（４）が、
前記弁閉鎖体（４）と前記弁座（３）とが互いに相対的に無接触に位置している開放位置（Ｏ）から、
間に位置しているシール部材（１０）を介して、前記第１のシール面（６ａ）と前記第２のシール面（６ｂ）との間において軸方向で密な接触が存在していて、かつ前記弁開口（２）がこれによって気密に閉鎖されている、閉鎖位置（Ｇ）に、
移動可能であり、かつ戻り移動可能であるように、構成されている、真空弁において、
当該真空弁は、さらに、変形に対して敏感なエレメントを有する少なくとも１つの力センサ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ）を備えたセンサ装置を含んでおり、前記センサ装置は、前記センサ装置によって、前記第１のシール面と前記第２のシール面との間に位置している前記シール部材（１０）の、前記第１のシール面（６ａ）および前記第２のシール面（６ｂ）によって生ぜしめられたシール部材圧縮に関する、測定信号が検出されるように、構成されており、
前記シール部材（１０）は、前記弁座（３）の溝内におけるＯリングとして形成されており、
前記弁閉鎖体（４）は、第１の連結部材を介して前記駆動ユニット（８）に連結されており、
前記センサ装置の前記少なくとも１つの力センサ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ）は、
・前記第１の連結部材と前記弁閉鎖体（４）との接点に、および／または前記第１の連結部材と前記駆動ユニット（８）との接点に、または、
・前記第１の連結部材のコントロールされた案内のためのガイドコンポーネント（１８）に、
配置されている、
ことを特徴とする、真空弁。

【請求項2】

・当該真空弁のコントロール兼制御ユニットによって制御されて、前記駆動ユニット（８）は、前記開放位置（Ｏ）と前記閉鎖位置（Ｇ）との間における前記弁閉鎖体（４）の移動のための、所定の制御値によって、駆動制御され、かつ
・前記駆動ユニット（８）、前記弁閉鎖体（４）、および前記センサ装置は、前記制御値が、前記測定信号に基づいて調節されるように構成されていて、かつ共働する、
請求項１記載の真空弁。

【請求項3】

前記センサ装置は、前記測定信号が、
・前記シール部材（１０）の少なくとも１つの部分から前記第１のシール面（６ａ）の少なくとも１つの部分に作用する力を、かつ／または
・前記シール部材（１０）の少なくとも１つの部分から前記第２のシール面（６ｂ）の少なくとも１つの部分に作用する力を
検出するように、構成されている、
請求項１または２記載の真空弁。

【請求項4】

前記センサ装置は、前記変形に対して敏感なエレメントが、前記弁座もしくは前記弁閉鎖体の、前記第１のシール面および／または前記第２のシール面の少なくとも１つの部分を有する部分に配置されているように、構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項5】

前記センサ装置は、
前記測定信号が、
・前記第１の連結部材から前記弁閉鎖体への、かつ／または
・前記第１の連結部材から前記駆動ユニットへの、かつ／または
・前記弁閉鎖体から前記第１の連結部材への、かつ／または
・前記駆動ユニットから前記第１の連結部材への
力を検出するように、構成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項6】

・当該真空弁は、第１の弁ハウジング（１７）を含んでおり、前記駆動ユニット（８）は、前記第１の弁ハウジング（１７）に結合されており、
・前記弁閉鎖体（４）は、第２の連結部材を介して前記駆動ユニット（８）に連結されており、かつ
・前記第２の連結部材は、前記第１の弁ハウジング（１７）に結合された第１の支持エレメント（１８）に、前記第２の連結部材のコントロールされた案内のために接触しており、
前記センサ装置は、
前記測定信号が、
・前記第２の連結部材から前記第１の支持エレメントへの、かつ／または
・前記第１の支持エレメントから前記第２の連結部材への
力を検出するように、構成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項7】

前記弁閉鎖体（４）は、第３の連結部材を介して前記駆動ユニット（８）に連結されており、前記第３の連結部材は、少なくとも１つの移動アーム（１５）を有しており、かつ前記移動アーム（１５）は、前記弁閉鎖体（４）および前記駆動ユニット（８）に機械的に連結されており、前記駆動ユニット（８）を用いた前記移動アーム（１５）の移動によって、前記弁閉鎖体（４）は、前記開放位置（Ｏ）と前記閉鎖位置（Ｇ）との間において、前記弁座（３）に対して平行に移動可能である、
請求項１から４までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項8】

前記センサ装置は、前記測定信号が、
・前記移動アーム（１５）から前記弁閉鎖体（４）への、かつ／または
・前記弁閉鎖体（４）から前記移動アーム（１５）への、かつ／または
・前記移動アーム（１５）から前記駆動ユニット（８）への、かつ／または
・前記駆動ユニット（８）から前記移動アーム（１５）への
力を検出するように、構成されている、
請求項７記載の真空弁。

【請求項9】

・当該真空弁は、第２の弁ハウジング（１７）を含んでいて、前記駆動ユニット（８）は、前記第２の弁ハウジング（１７）に結合されており、
・前記弁閉鎖体（４）は、前記第３の連結部材を介して前記駆動ユニット（８）に連結されており、かつ
・前記移動アーム（１５）は、前記第２の弁ハウジング（１７）に結合された第２の支持エレメント（１８）に、前記移動アーム（１５）のコントロールされた案内のために接触しており、
前記センサ装置は、前記測定信号が、
・前記移動アーム（１５）から前記第２の支持エレメント（１８）への、かつ／または
・前記第２の支持エレメント（１８）から前記移動アーム（１５）への
力を検出するように、構成されている
請求項７または８記載の真空弁。

【請求項10】

・前記弁閉鎖体（４）、
・前記第２の支持エレメント（１８）、
・前記駆動ユニット（８）、および
・前記第３の連結部材
のうちの少なくとも１つが、前記センサ装置の、前記変形に対して敏感なエレメントを有する前記力センサ（１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ）を有している、
請求項９記載の真空弁。

【請求項11】

当該真空弁は、外部環境から離隔された真空領域を定めていて、かつ前記センサ装置の、測定信号のために働く力センサは、前記真空領域の外に配置されている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項12】

当該真空弁は、処理ユニットを有していて、該処理ユニットは、検出された測定信号が、前記処理ユニットを用いて処理可能であり、かつ検出された前記測定信号によって状態情報が生ぜしめられるように、構成されている、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の真空弁。

【請求項13】

前記状態情報は、前記第１のシール面（６ａ）および／または前記第２のシール面（６ｂ）および／または前記シール部材（１０）の機械的な、かつ／または構造上の完全性に関して提供される、
請求項１２記載の真空弁。

【請求項14】

所定の許容誤差値との前記状態情報の照合に基づいて、当該真空弁によって制御される処理の評価に関する出力信号が提供される、
請求項１２または１３記載の真空弁。

【請求項15】

前記弁座（３）は、
・当該真空弁の、当該真空弁に構造的に結合された部分によって形成されている、または
・処理室によって提供されている、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の真空弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変形に対して敏感なエレメントを有する少なくとも１つの力センサを備えたセンサ装置を有する真空弁に関する。

【0002】

一般的に、容積流または質量流を調整するため、かつ／または弁ハウジングに成形された開口を貫いて延びる流路をほぼ気密に閉鎖するための真空弁が、種々様々な実施形態において従来技術に基づいて公知であり、かつ特に、保護された雰囲気内において可能な限り汚染粒子の存在なしに行われねばならない、ＩＣ製造、半導体製造、または基板製造の分野における真空室システムにおいて使用される。このような真空室システムは、特に、加工すべきまたは製造すべき半導体素子または基板を収容するために設けられた、少なくとも１つの排気可能な真空室を含んでおり、この真空室は、少なくとも１つの真空室開口を有していて、この真空室開口を通して、半導体素子または他の基板を、真空室に導入しかつ真空室から導出することができる。真空室システムはさらに、真空室を排気するための少なくとも１つの真空ポンプを含んでいる。例えば、半導体ウェハまたは液晶基板のための製造設備においては、敏感な半導体素子または液晶素子が、順次、複数の処理真空室を通過走行し、これらの処理真空室において、処理真空室内に位置している部品は、それぞれ１つの加工装置を用いて加工される。処理真空室内における加工プロセス中、および室から室への搬送中に、敏感な半導体素子または基板は、常に保護された雰囲気、特に空気のない環境内に存在していなくてはならない。

【0003】

そのために一方では、気体供給部および気体排出部を開閉するための周囲弁（Peripherierventil）が、かつ他方では、部品の導入・導出用の、真空室の移送開口を開閉するための移送弁が使用される。

【0004】

半導体部品によって通過走行される真空弁は、記載された使用分野に基づいて、かつこれに関連した寸法設定に基づいて、真空移送弁とも呼ばれ、多くの場合その方形の開口横断面に基づいて、方形弁とも呼ばれ、かつその通常の機能形式に基づいて、スライド弁、方形スライダ、または移送スライド弁とも呼ばれる。

【0005】

周囲弁は、特に、真空室と真空ポンプまたは別の真空室との間における気体流路の制御または調整のために使用される。周囲弁は、例えば管システム内において、処理真空室また移送室と、真空ポンプ、雰囲気、または別の処理真空室との間に位置している。ポンプ弁とも呼ばれる、このような弁の開口横断面は、通常、真空移送弁におけるよりも小さい。周囲弁は、使用分野に関連して、開口の完全な開閉のためのみならず、完全な開放位置と気密な閉鎖位置との間における、開口横断面の連続的な移動による貫流の制御または調整のためにも使用されるので、周囲弁は調整弁とも呼ばれる。気体流を制御または調整するための1つの可能な周囲弁は、シャトル弁である。

【0006】

例えば米国特許第６０８９５３７号明細書（US 6089537）（Olmsted）に基づいて公知である、典型的なシャトル弁では、第1のステップにおいて、通常円形の弁頭が、通常同様に円形の開口にわたって、開口を開放する位置から、開口を覆う中間位置に回転式に旋回させられる。例えば米国特許第６４１６０３７号明細書（US 6416037）（Geiser）または米国特許第６０５６２６６号明細書（US 6056266）（Blecha）に記載されているようなスライド弁の場合には、弁頭および開口は、多くの場合方形に形成されていて、かつこの第1のステップにおいて直線的に、開口を開放する位置から、開口を覆う中間位置にシフトさせられる。この中間位置において、シャトル弁またはスライド弁の弁頭は、開口を取り囲む弁座に対して間隔をおいた対向位置に位置している。第２のステップにおいて、弁頭と弁座との間における間隔は小さくなり、これによって弁頭と弁座とは互いに均等に押し合わされ、かつ開口はほぼ気密に閉鎖される。この第２の運動は、好ましくは、弁座に対してほぼ垂直な方向において行われる。シールは、例えば、弁頭の閉鎖側に配置されたシールリングであって、開口を取り囲む弁座に押圧されるシールリングを介して行われるか、または弁頭の閉鎖側が押圧される、弁座におけるシールリングを介して行われることができる。２つのステップにおいて行われる閉鎖過程によって、シールリングは、弁頭と弁座との間において、シールリングを損傷するおそれのある剪断力をほとんど被らない。それというのは、第2のステップにおける弁頭の運動は、弁座に向かってほぼ直線的に垂直に行われるからである。

【0007】

種々様々なシール装置が、従来技術に基づいて、例えば米国特許第６６２９６８２号明細書（US 6629682 B2）（Duelli）に基づいて公知である。真空弁におけるシールリングおよびシール部材のための適宜な材料は、例えばＦＫＭとも呼ばれるフッ素ゴム、特に「Ｖｉｔｏｎ」の商品名で公知のフッ素エラストマ、ならびにパーフロロゴム、略称ＦＦＫＭである。

【0008】

従来技術に基づいて、開口にわたって平行な、弁頭の、シャトル弁における回転式の運動およびスライド弁における並進的な運動と、開口への垂直なほぼ並進的な運動とのこの組合せを得るための種々様々な駆動システムが、公知であり、例えばシャトル弁のためには米国特許第６０８９５３７号明細書（Olmsted）に基づいて、かつスライド弁のためには米国特許第６４１６０３７号明細書（Geiser）に基づいて公知である。

【0009】

弁座への弁頭の圧着は、全圧力範囲内における要求された気密性が保証されているように、かつシール媒体、特にＯリングの形態のシールリングの損傷が、極めて大きな圧力負荷によっても回避されるように、行われねばならない。このことを保証するために、公知の弁では、両弁頭側の間において存在する圧力差に関連して調整される、弁頭の圧着圧調整が行われる。特に、大きな圧力変動時、または負圧から正圧への変化時、または逆に正圧から負圧への変化時には、しかしながらシールリングの全周囲に沿った均一な力分布が、常に保証されていない。一般的には、シールリングを、弁に作用している圧力に基づいて生じる支持力から遮断することが望まれる。米国特許第６６２９６８２号明細書（Duelli）では、そのために例えば、シールリングと該シールリングのそばに位置している支持リングとから成っているシール媒体を備えた真空弁が提案され、これによってシールリングは、支持力からほぼ解放されている。

【0010】

場合によっては正圧のためにも負圧のためにも、要求されている気密性を得るために、第２の運動ステップの代わりに、または第２の運動ステップに加えて、いくつかの公知のシャトル弁またはスライド弁は、弁頭に対して垂直にシフト可能な、開口を取り囲む弁リングを備えており、この弁リングは、弁を気密に閉鎖するために弁頭に押圧される。弁頭に対して相対的にアクティブにシフト可能な弁リングを備えたこのような弁は、例えば独国特許出願公告第１２６４１９１号明細書（DE 1264191 B1）、独国特許発明第３４４７００８号明細書（DE 3447008 C2）、米国特許第３１４５９６９号明細書（US 3145969）（von Zweck）、および独国実用新案第７７３１９９３号明細書（DE 7731993 U）に基づいて公知である。米国特許第５５７７７０７号明細書（US 5577707）（Brida）には、開口を有する弁ハウジングと、開口にわたって平行に旋回可能な弁頭とを備えた、開口を通る貫流を制御するためのシャトル弁が記載されている。開口を取り囲んでいる弁リングは、弁頭に向かう方向において垂直に、複数のばねおよび圧縮空気シリンダを用いて、アクティブに可動である。このシャトル弁の可能な発展形態は、米国特許出願公開第２００５／００６７６０３号明細書（US 2005/0067603 A1）（Lucas et al.）において提案される。

【0011】

上に述べた弁は、特に、真空室内において敏感な半導体素子の製造時に使用されるので、相応のシール作用が、このような処理室のためにも確実に保証されていなくてはならない。そのために、特にシール材料の状態、または圧縮時にシール材料と接触している接触面の状態は、重要である。真空弁の作動時間の経過において、典型的には、シール材料またはシール面の摩耗が発生することがある。

【0012】

このとき場合によっては発生する非シール性を回避するため、またはシール部材の品質を一定の十分に高いレベルに保つために、弁閉鎖体は典型的には、特定の時間間隔をおいて、交換される、もしくは新しくされる。このときこのようなメンテナンスサイクルは、多くの場合、特定の時間内において予想することができる開閉サイクルの数によって測定される。つまりメンテナンスは、多くの場合、非シール性の発生を予め十分に排除できるようにするために、予防的に行われる。

【0013】

このような保守必要性は、単にシール材料または弁頭に制限されるのみならず、特に、弁頭に対応する真空弁部分を形成する弁座にも同様に波及する。弁座の側におけるシール面の構造、例えば弁座に形成された溝の構造もまた同様に、機械的な負荷にさらされている。したがって、弁の作動に基づいて発生する、溝の構造上の変化によっても、シール部材が損なわれることもある。そのためにも、通常、相応のメンテナンスインターバルが決定されている。

【0014】

この弁メンテナンスの欠点は、弁メンテナンスの予防的な特徴にある。メンテナンスが行われる部分は、多くの場合、これらの部分の、正規のまたは実際の耐用寿命の経過前に、新しくされる、または交換される。このようなそれぞれのメンテナンスステップは、通常、製造プロセスのための一定の停止時間、および高められた技術的および経済的なコストを意味する。そしてこのことは、総和において、必要であるよりも短く、かつ本来必要であるよりも頻繁な間隔をおいて、製造が停止されることを意味する。

【0015】

ゆえに本発明の根底を成す課題は、最適化された作動、ひいては個々の弁部分の耐用寿命の改善、つまり延長を可能にする、改善された真空弁を提供することである。

【0016】

本発明の別の課題は、最適化された弁メンテナンス、ひいては場合によっては発生するプロセス停止の改善、つまり短縮を可能にする、改善された真空弁を提供することである。

【0017】

本発明の別の課題は、処理容積のより確実な気密のシールを達成することができ、特にこのときシールの品質が予想可能であるような、弁システムを提供することである。

【0018】

これらの課題は、独立請求項に特徴付けられて記載された特徴の実現によって解決される。本発明を択一的にまたは好適に発展形成する特徴は、従属請求項から読み取ることができる。

【0019】

本発明の根底を成す思想は、真空弁を、少なくとも1つの力センサを備えたセンサ装置と組み合わせること、およびこのとき弁およびセンサ装置を、これによって真空弁のシール部材摩耗を監視しかつ最小化することができるように、構成することにある。互いに対応するシール面によって生ぜしめられる、シール面の間に位置しているシール部材のシール部材圧縮を、検出するための圧力センサを用いて、圧縮力を、他の部材の摩耗とは無関係に測定すること、かつ場合によって調整することができ、例えばこのとき差圧のためのおよび差圧なしの種々様々なシール部材圧縮によって、シール部材摩耗を減じることができる。これによって特に、メンテナンスコストおよびメンテナンスインターバルを相応に延長することができる。

【0020】

さらにこのときセンサ装置を用いて、測定信号を検出することができ、かつこの信号によって、真空弁の状態情報を、例えばシール部材へのシール面の圧着圧に関する状態情報を、導出することができ、これによって例えばシール面（シール材料）の構造上の構成を導出することができる。このようにするとつまり、真空弁の状態を、監視することができ、かつ連続的に評価することができる。このようにして生ぜしめることができるデータによって、個々のコンポーネント、例えばシール面のメンテナンス時期もしくは交換時期を決定することができる。例えばこれによって、弁のシール性の機能不全を、十分に予測することができ、かつ（時間的に）正確に合わせられた対応処置を導入することができる。メンテナンスインターバルは、これによってより良好に計画可能に、かつより効果的に実施可能であり、このとき同時に処理完全性は、維持され、かつ保証されたままである。

【0021】

真空弁のシール部材摩耗のための重要な状態情報としては、例えばシール面の部分の、またはエラストマのシール材料の表面特性（圧縮可能性）を役立てることができる。

【0022】

圧力センサは、例えばＤＭＳ力センサ（ＤＭＳ：歪みゲージ）に基づいていてよく、このときＤＭＳセンサはそのために、例えば圧力センサの一方の側に蒸着結合される。このとき電気的な駆動装置によって、例えば圧縮を個々に調節することができる。空気力式のＬモーション駆動装置において、センサによって、弁が閉鎖されているか否かをも検査することができる。

【0023】

本発明は、容積流または質量流を調整するため、かつ／または流路を気密に遮断するための、真空弁、例えば真空スライド弁、シャトル弁、または単動弁であって、このとき真空弁は、開口軸線を画定する弁開口であって、例えば第1の気体領域を第２の気体領域に接続することができる弁開口と、弁開口を取り囲む第１のシール面とを有する弁座を有している、真空弁に関する。真空弁はさらに、容積流または質量流を調整するため、かつ／または流路を遮断するための、弁閉鎖体、特に弁頭であって、第１のシール面に対応する第２のシール面を備えていて、該第２のシール面の可変の位置が、弁閉鎖体のそれぞれの位置および方向付けによって決定されている、弁閉鎖体、特に弁頭を含んでいる。

【0024】

このとき弁座は、真空弁の、真空弁に一体に組み込まれた構成部分であってよく、かつ特に弁ハウジングの部分を具現していてよい。択一的に弁座は、真空室の開口によって形成されていてよく、かつ弁座に対して相対的に可動の弁閉鎖体と共働して、本発明の意味における真空弁を形成することができる。

【0025】

特に、両シール面は、シール材料製のシール部材を有している。シール材料は、例えばポリマを基礎とする材料（例えばエラストマ、特にフッ素エラストマ）であってよく、この材料は、シール面に加硫固定されているか、またはＯリングとして弁閉鎖体または弁座における溝内に設けられている。つまりシール面としては、本発明の枠内では好ましくは、面であって、その面の間に、弁開口を閉鎖するために（閉鎖位置）、シール材料製のシール部材が圧縮されて設けられている面が、みなされる。

【0026】

弁閉鎖体には、駆動ユニットが連結されており、この駆動ユニットは、弁閉鎖体が、弁閉鎖体のそれぞれの位置によって定められているそれぞれの弁開放状態を提供するために、定められて変化可能であり、かつ調節可能であるように、構成されている。弁閉鎖体は、弁閉鎖体と弁座とが互いに相対的に無接触に位置している開放位置から、間に位置しているシール部材を介して、第１のシール面と第２のシール面との間において軸方向で密な接触が存在していて、かつ弁開口がこれによって気密に閉鎖されている、閉鎖位置に、移動可能であり、かつ戻り移動可能である。

【0027】

駆動ユニットは、例えば電動機（ステップモータ）として、または複数のモータの組合せとして、または空気力式の駆動装置として形成されている。特に、駆動装置は、少なくとも２つの（互いにほぼ垂直な）方向における、弁閉鎖体の運動を提供する。

【0028】

真空弁は、さらに、変形に対して敏感なエレメントを有する少なくとも１つの力センサ、例えばＤＭＳ力センサを備えたセンサ装置を有しており、このときセンサ装置は、センサ装置によって、第１のシール面と第２のシール面との間に位置しているシール部材の、第１のシール面および第２のシール面によって生ぜしめられたシール部材圧縮に関する、測定信号が検出されるように、構成されている。

【0029】

１つの実施形態では、真空弁は、開放位置と閉鎖位置との間において弁閉鎖体を移動させることを目的として、所定の制御値で駆動ユニットを駆動制御するために、コントロール兼制御ユニットを有しており、このとき駆動ユニット、弁閉鎖体、およびセンサ装置は、制御値が、測定信号に基づいて調節されるように、特に測定信号が、連続的に、所定の目標値に合致するように、構成されていて、かつ共働する。

【0030】

このとき真空弁、センサ装置、およびコントロール兼制御ユニットは、例えば、センサ装置が、測定信号の提供および監視のために、例えば汎用のワイヤ接続式、または無線式の接続部を介して、コントロール兼制御ユニットに、一方通信または双方通信で接続されているように、構成されていてよい。

【0031】

真空弁はさらに、例えば、特にコントロール兼制御ユニットまたはセンサ装置によって提供されて、検出された測定信号が処理ユニットを用いて処理可能であり、かつ検出された測定信号によって状態情報が発生可能であるように、構成された処理ユニットを有していてよい。検出された測定信号は、次いで、評価可能な状態情報を提供するために、例えばコントロール兼制御ユニットによる弁調整のために、または使用者情報として、さらに処理され、かつ提供されることができる。

【0032】

状態情報は例えば、例えば検出された測定信号のための実際値・目標値比較に基づいて、例えば検出された圧着圧と駆動ユニットの基準調節のための期待された圧着圧とに基づいて、第１のシール面および／または第２のシール面および／またはシール部材の機械的な、かつ／または構造上の完全性に関する情報を提供することができる。

【0033】

さらに、状態情報に基づいて、所定の許容誤差値に対する検出された測定信号の関係を示す出力信号が提供されてもよい。このようにして、特に、真空弁によって制御される処理に関する評価を行うことができ、例えば、要求されたシール作用が達成されるか否かの評価を行うことができ、または場合によっては発生する、シール面の汚染または損傷を認識することができる。このようにして例えば、使用者に、視覚信号または音響信号によって、処理が要求された許容誤差範囲内において実行されているか否か、またはこのような許容誤差（例えば圧力レベル）の不所望の下回りまたは超過が予測され得るか否かを、示すことができる。

【0034】

本発明の１つの実施形態によれば、センサ装置は、測定信号が、シール部材の少なくとも１つの部分から第１のシール面の少なくとも１つの部分に作用する力を、かつ／またはシール部材の少なくとも１つの部分から第２のシール面の少なくとも１つの部分に作用する力を検出するように、構成されていてよい。

【0035】

例えば、弁閉鎖体によって作用する力を測定するための力センサが提供されていてよく、例えばこのとき力センサは、特に第２のシール面から弁閉鎖体の残りの部分への力を検出するために、弁閉鎖体に配置されている。

【0036】

力センサはさらに、特に第１のシール面から弁座の残りの部分への力を検出するために、弁座によって提供されていてもよい。

【0037】

１つの実施形態では、センサ装置は例えば、変形に対して敏感なエレメントが、弁座もしくは弁閉鎖体の、第１のシール面および／または第２のシール面の少なくとも１つの部分を有する部分に配置されているように、構成されている。

【0038】

例えばセンサ装置は、変形に対して敏感なエレメントの少なくとも１つの部分が、第１のシール面の少なくとも１つの部分を形成するように、構成されていてよく、このとき例えば力センサの、圧力に対して敏感なエレメントが、シール部材側において、弁座の、第１のシール面を有する部分の少なくとも１つの部分に装着される。

【0039】

同様にセンサ装置は例えば、変形に対して敏感な別のエレメントの少なくとも１つの部分が、第２のシール面の少なくとも１つの部分を形成するように、構成されていてよい。

【0040】

さらに例えば、変形に対して敏感なエレメントの少なくとも１つの部分が、弁座側において、第１のシール面の少なくとも１つの部分を形成しかつ弁座に装着されたシール材料の下に配置されていてもよく、例えばシール材料の下における弁座の部分に、またはシール材料に、直接的に蒸着固定されていてもよい。同様に例えば、変形に対して敏感な別のエレメントの少なくとも１つの部分が、弁頭側において、第２のシール面を形成しかつ弁頭に装着されたシール材料の少なくとも１つの部分の下に配置されていてもよい。

【0041】

別の実施形態では、弁閉鎖体は、第１の連結部材を介して駆動ユニットに連結されており、かつセンサ装置は、測定信号が、第１の連結部材から弁閉鎖体への、かつ／または第１の連結部材から駆動ユニットへの、かつ／または弁閉鎖体から第１の連結部材への、かつ／または駆動ユニットから第１の連結部材への力を検出するように、構成されている。

【0042】

例えばそのために、センサ装置の複数の力センサが、種々異なった箇所に配置されていてよく、例えば第１の連結部材との弁閉鎖体の接点に、または第１の連結部材との駆動ユニットの接点に配置されていてよい。このとき個々の力センサは、例えば、それぞれ直接的に、力センサに作用する力が検出されるように、使用することができる。

【0043】

しかしながらただ１つの力センサを介して、例えば、真空弁の複数の部分の構造上の特徴の認識を介して、真空弁における１つの箇所、つまり真空弁におけるただ１つの力センサの配置によっては直接的に検出されない箇所に関する圧着圧をも導出することが可能である。つまりただ１つの力センサの配置が、与えられた状況下において、弁調整のために、かつ／または真空弁の状態の検出のために十分であり得る。

【0044】

このとき好ましくは特にまた、センサ装置は、例えば、例えば力センサ自体を真空領域内にもたらす必要がないように、構成されていてよく、このように構成されていると、比較的僅かな構造上のコストを保証することができる。

【0045】

したがって１つの実施形態は、真空弁であって、外部環境から離隔された真空領域を備えていて、このときセンサ装置の、測定信号のために役立つ力センサが、真空領域の外に配置されている、真空弁に関する。

【0046】

本発明の別の実施形態では、真空弁は、第１の弁ハウジングを含んでおり、このとき駆動ユニットは、第１の弁ハウジングに結合されており、弁閉鎖体は、第２の連結部材を介して駆動ユニットに連結されており、かつ第２の連結部材は、第１の弁ハウジングに結合された第１の支持エレメントに、第２の連結部材のコントロールされた案内のために接触している。いまやセンサ装置は、測定信号が、第２の連結部材から第１の支持エレメントへの、かつ／または第１の支持エレメントから第２の連結部材への力を検出するように、構成されていてよい。

【0047】

本発明の別の実施形態は、１つの構成に関しており、このとき弁閉鎖体は、第３の連結部材を介して駆動ユニットに連結されており、このとき第３の連結部材は、少なくとも１つの移動アームを有しており、かつ移動アームは、弁閉鎖体および駆動ユニットに機械的に連結されており、このとき駆動ユニットを用いた移動アームの移動によって、弁閉鎖体は、開放位置と閉鎖位置との間において、弁座に対してほぼ平行に移動可能である。例えば移送弁は、しばしばこのような連結配置形態に基づいている。

【0048】

つまりいまや本発明に係るセンサ装置は、測定信号が、移動アームから弁閉鎖体への、かつ／または弁閉鎖体から移動アームへの、かつ／または移動アームから駆動ユニットへの、かつ／または駆動ユニットから移動アームへの力を検出するように、構成されていてよい。

【0049】

移動アームのコントロールされた案内のために、真空弁は例えば、少なくとも一方の側における案内のためのガイドコンポーネントを、もしくは弁ハウジングにおける移動アームの支持部を有することができる。いまやつまり特に、支持部は、さらに１つの力センサを提供することができるか、または支持部の代わりに力センサを使用することができる。

【0050】

別の実施形態では、駆動ユニットは、真空弁の第２の弁ハウジングに結合されており、弁閉鎖体は、移動アームを有する第３の連結部材を介して駆動ユニットに連結されており、かつ移動アームは、第２の弁ハウジングに結合された第２の支持エレメントに、移動アームのコントロールされた案内のために接触しており、このときセンサ装置は、測定信号が、移動アームから第２の支持エレメントへの、かつ／または第２の支持エレメントから移動アームへの力を検出するように、構成されている。

【0051】

そのために例えば、弁閉鎖体、第２の支持エレメント、駆動ユニット、および第３の連結部材、特に移動アームのうちの少なくとも１つが、センサ装置の、変形に対して敏感なエレメントを有する力センサを有していてよい。

【0052】

このとき例えば、ただ１つの力センサが、移動アームとの弁閉鎖体の接点、支持エレメントとの移動アームの接点、および／または移動アームとの駆動ユニットの接点に直接的に、または該接点に隣接して配置されていてよい。特に、個々の力センサは、それぞれ直接的に個々の力センサに作用する力が検出されるように、または真空弁における箇所であって、真空弁におけるただ１つの力センサの配置によっては直接的に検出されない、真空弁における箇所に関する圧着圧が導出されるように、使用されることができる。

【0053】

特にセンサ装置はそれぞれ、圧縮力が、個々の弁部材の摩耗とは無関係に、特に駆動コンポーネントの摩耗とは無関係に測定され得るように、構成されている。

【0054】

以下において、図面において概略的に示されている実施形態を参照しながら、本発明に係る真空弁を、純粋に例として詳説する。等しいエレメントは、図面において等しい符号で特徴付けられている。記載された実施形態は、全般的に寸法忠実に示されておらず、かつまた制限するものとして理解されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1a】シャトル弁としての本発明に係る真空弁の可能な実施形態を示す図である。

【図1b】シャトル弁としての本発明に係る真空弁の可能な実施形態を示す図である。

【図2a】移送弁としての本発明に係る真空弁の可能な実施形態を示す図である。

【図2b】移送弁としての本発明に係る真空弁の可能な実施形態を示す図である。

【図2c】移送弁としての本発明に係る真空弁の可能な実施形態を示す図である。

【図3a】２つの力センサを備えた移送弁における本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【図3b】２つの力センサを備えた移送弁における本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【図4a】１つの力センサを備えた移送弁における別の本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【図4b】１つの力センサを備えた移送弁における別の本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【図5a】単動弁における別の本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【図5b】単動弁における別の本発明に係るセンサ装置を概略的に示す図である。

【0056】

図１ａおよび図１ｂには、シャトル弁（Pendelventil）として形成された本発明に係る弁の可能な１実施形態が、概略的に示されている。流路をほぼ気密に遮断するための弁は、開口２を備えた弁ハウジング１を有している。開口２は、ここでは例えば真円形の横断面を有している。開口２は、弁座３によって取り囲まれる。この弁座３は、軸方向で弁頭４の方向に向いていてかつ開口軸線５に対して横方向に延びている、円形リングの形を有しているシール面６ａであって、弁ハウジング１に成形されているシール面６ａによって形成される。弁頭４は、旋回可能に、かつ開口軸線５に対してほぼ平行に移動可能である。弁頭４（弁閉鎖体）の閉鎖位置Ｇ（図１ｂ）において、開口２は、弁頭４を用いて気密に閉鎖されている。弁頭４の開放位置Ｏは、図１ａに示されている。

【0057】

弁頭４は、弁頭の側部に配置されていて開口軸線５に対して垂直に延びるアーム７を介して、駆動装置８（モータ）に結合されている。このアーム７は、弁頭４の閉鎖位置Ｇにおいて、開口２の、開口軸線５に沿って幾何学的に投影された開口横断面の外側に位置している。

【0058】

駆動装置８は、相応の伝動装置の使用によって次のように構成されている。すなわちこの場合、弁頭４は、シャトル弁において通常であるように、駆動装置８の横方向運動ｘを用いて、開口軸線５に対して横方向にかつほぼ平行に開口２の横断面にわたってかつ開口軸線５に対して垂直に、開放位置Ｏと中間位置との間における、旋回軸線９を中心にした旋回運動の形態で旋回可能であり、かつ駆動装置８の、開口軸線５に対して平行に行われる長手方向運動ｙを用いて、直線的にシフト可能であるようになっている。開放位置Ｏにおいて弁頭４は、開口２のそばで側部に配置された滞在部分に位置決めされているので、開口２および流路は開放されている。中間位置において弁頭４は、開口２の上方に間隔をおいて位置決めされていて、かつ開口２の開口横断面を覆っている。閉鎖位置において開口２は、気密に閉鎖されていて、かつ流路は遮断されており、このとき弁閉鎖体４（弁頭）と弁座のシール面６ａとの間には、気密な接触が存在している。

【0059】

弁の、自動化されかつ調整された開閉を可能にするために、弁は例えば電子的な調整兼制御ユニットを備えており、この調整兼制御ユニットは、弁頭４が処理容積を気密に閉鎖するため、またはこの容積の内圧を調整するために相応に移動可能であるように、形成されていて、かつそのように駆動装置８に結合されている。

【0060】

本実施形態において駆動装置８は、電動機として形成されており、このとき伝動装置は、駆動装置８の駆動が横方向運動ｘかまたは長手方向運動ｙを生ぜしめるように切換え可能である。駆動装置８と伝動装置とは、調整器によって電子的に駆動制御される。特に滑子案内切換えシステム（Kulissenschaltung）を備えた、このような伝動装置は、従来技術に基づいて公知である。さらに、横方向運動ｘおよび長手方向運動ｙを実施するために複数の駆動装置を使用することが可能であり、このとき制御装置が、駆動装置の駆動制御を引き受ける。

【0061】

記載されたシャトル弁による貫流の正確な調整もしくは調節は、横方向運動ｘを用いた開放位置Ｏと中間位置との間における弁頭４の旋回移動だけによってではなく、特に、長手方向運動ｙを用いた中間位置と閉鎖位置との間における、開口軸線５に沿った弁頭４の直線移動によって可能である。記載されたシャトル弁は、正確な調整課題のために使用することができる。

【0062】

弁頭４および弁座３は、それぞれ１つのシール面６ａ，６ｂを、つまり第１のシール面と第２のシール面とを有している。第１のシール面６ａは、さらにシール部材１０を有している。このシール部材１０は、例えばポリマとして、加硫を用いて弁座３に加硫固定されていてよい。択一的にシール部材１０は、例えば弁座３の溝内におけるＯリングとして形成されていてよい。またシール材料が、弁座３に接着されていて、かつこれによってシール部材１０を具現することが可能である。択一的な実施形態では、シール部材１０は、弁頭４の側部に、特に第２のシール面６ｂに配置されていてよい。また、これらの構成の組合せも考えられる。

【0063】

弁頭４は、例えば調整値および送信された制御信号によって可変に調節される。入力信号としては、例えば、弁に結合された処理容積内における現在の圧力状態に関する情報が得られる。さらに調整器に、別の入力値、例えば容積内への質量流入量を提供することができる。次いでこれらの値を用いて、かつ容積のために調節、もしくは達成されることが望ましい、設定された目標圧を用いて、弁の調整された調節が、調整サイクルの時間にわたって行われ、これによって容積からの質量流出量を、弁を用いて時間にわたって調整することができる。そのために弁の後ろには真空ポンプが設けられており、すなわち弁は、処理室とポンプとの間に配置されている。このようにして、所望の圧力経過を調整することができる。

【0064】

弁閉鎖体４の調節によって、弁開口２のためのそれぞれの開口横断面が調節され、ひいては、単位時間当たり処理容積から排気することができる可能な気体量が調節される。弁閉鎖体４は、そのために、特に可能な層状の媒体流を得ることを目的として、真円形の形状とは異なる形状を有することができる。

【0065】

開口横断面の調節のために、弁頭４は、調整兼制御ユニットによって、開放位置Ｏから中間位置への駆動装置８の横方向運動ｘを用いて、かつ中間位置から閉鎖位置への駆動装置８の長手方向運動ｙを用いて移動可能である。流路の完全な開放のために弁頭４は、制御によって、中間位置における閉鎖位置からの駆動装置８の長手方向運動ｙを用いて、かつそこから、中間位置から開放位置Ｏへの駆動装置８の横方向運動ｘを用いて移動可能である。

【0066】

弁座５への弁頭４の圧着は、要求された気密性が全圧力範囲内において保証され、かつ過度に大きな圧力負荷によるシール部材１０の損傷が回避されるように行われねばならない。このことを保証するために、公知の弁は、両弁頭側の間において存在する圧力差に関連して調整された、弁頭４の圧着圧調整を行う。

【0067】

特に、大きな圧力変動時、または負圧から正圧への変化時または正圧から負圧への変化時には、しかしながら均一な力分布が、調整処理中、つまり開口横断面の変化中に、常に保証されないことがある。つまり弁荷重に応じて、例えばシール部材１０（シール材料）、弁頭４、およびシール面６ａ，６ｂには、異なった荷重が加えられ、これによって例えば弁荷重に応じて、可変の有効なメンテナンスインターバルが生じる。

【0068】

従来技術では、弁閉鎖体は、典型的には予防的に、一定の時間間隔をおいて交換される、もしくは新しくされ、これによって場合によっては発生する非シール性を回避すること、またはシール部材の品質を、一定の十分に高いレベルに保つことができる。このことには特に、弁部分が多くの場合、弁部分の正規のまたは実際の耐用寿命の経過前に、新しくされる、または交換されるという欠点がある。

【0069】

本発明によれば真空弁は、少なくとも１つの力センサ、図示の実施形態では２つの力センサ１１ａ，１１ｂを備えたセンサ装置を有しており、これによって例えば、真空弁のシール部材摩耗の監視もしくは最小化を行うことができる。

【0070】

例えば、シール面６ａ，６ｂの間に位置しているシール部材１０の、互いに対応しているシール面６ａ，６ｂによって生ぜしめられたシール部材圧縮を検出するために、圧縮力を、プロセス室の圧力変動または他の部材の摩耗とは無関係に測定することができる。つまり圧縮力は、処理期間にわたって、例えば実時間において調整されることができる。

【0071】

これによってシール部材摩耗を減じることができ、かつメンテナンスインターバルを相応に延長することができる。

【0072】

さらに、センサ装置を用いて測定信号を検出することができ、かつこれらの信号によって、例えばシール部材へのシール面の圧着圧に関する、真空弁の状態情報を導出することができ、これによって例えば、シール面６ａ，６ｂおよびシール部材１０の構造上の構成を導出することができる。つまり真空弁の状態を監視し、かつ継続的に評価することができる。

【0073】

図示の実施形態では、センサ装置は、クロスアーム７に配置された力センサ１１ａを含んでおり、このとき力センサ１１ａは力測定のために、例えば歪みゲージを有しており、この歪みゲージは、力センサ１１ａの一方の側に蒸着結合されている。力センサ１１ａは、例えば弁頭４からクロスアーム７への垂直力を検出する。

【0074】

択一的に力センサを、例えば弁頭のシール面６ｂから弁頭４の残りの部分への力を検出するために、例えば弁頭４によって提供することができ、または力センサの、圧力に対して敏感なエレメントを、シール部材１０からシール面６ａ，６ｂに作用する力を直接的に検出するために、例えばシール部材側においてシール面６ａ，６ｂのうちの一方のシール面に装着することができる。

【0075】

図示の実施形態では、センサ装置はさらに第２の力センサ１１ｂを有しており、この力センサ１１ｂは、駆動装置８の駆動軸１３のガイド１２によって提供されている。第２の力センサ１１ｂは、例えば旋回軸線９に対して垂直な力を検出し、このとき真空弁の部分の構造上の特徴、特にクロスアーム７、および駆動軸１３および弁頭４とのクロスアーム７の連結部の構造上の特徴の認識によって、シール部材１０に対する弁頭４の圧着圧に関する情報を導出することができる。

【0076】

図示のようなシャトル弁とは択一的に、例えばフラップ弁、スライド弁、またはいわゆるバタフライ調整弁のような他の真空弁型式によって、本発明に係る真空弁を実現することが可能である。特に、本発明に係る弁は真空領域における使用のために構成されている。さらにまた同様に、１つの方向にしか移動することができない閉鎖体を有するシャトル弁も使用可能である。

【0077】

図２ａ～図２ｃには、移送弁（Transferventil）として形成された、本発明に係る弁の可能な１実施形態が、異なった閉鎖位置において概略的に示されている。

【0078】

図示の移送弁は、スライド弁の特殊形態である。真空弁は、方形でプレート形状の閉鎖エレメント４（例えば弁頭）を有しており、この閉鎖エレメント４は、開口２を気密に閉鎖するためのシール面６ｂを有している。開口２は、閉鎖エレメント４に対応する横断面を有していて、かつ壁１４に成形されている。開口２は、弁座３によって取り囲まれており、この弁座３自体は、同様に、閉鎖エレメント４のシール面６ｂに対応するシール面６ａを提供している。閉鎖エレメント４のシール面６ｂは、閉鎖エレメント４を取り囲んでいて、かつシール材料１０（シール部材）を保持している。閉鎖位置においてシール面６ａ，６ｂは、互いに押圧され、かつシール材料は、両シール面６ａ，６ｂの間において圧縮される。

【0079】

開口２は、壁１４の左に位置している第１の気体領域Ｌを、壁１４の右の第２の気体領域Ｒに接続している。壁１４は、例えば真空室の室壁によって形成される。このとき真空弁は、室壁１４と閉鎖エレメント４との共働によって形成される。

【0080】

閉鎖エレメント４は、移動アーム１５に配置されており、この移動アーム１５は、ここでは例えばロッド形状であり、かつ幾何学的な移動軸線１６に沿って延びている。移動アーム１５は、駆動ユニット８に機械的に連結されており、この駆動ユニット８を用いて、閉鎖部材４は、壁１４の左の第１の気体領域Ｌにおいて、駆動ユニット８を用いた移動アーム１５の移動によって、開放位置Ｏ（図２ａ）から中間位置Ｚ（図２ｂ）を介して閉鎖位置Ｇ（図２ｃ）に移動可能である。

【0081】

開放位置Ｏにおいて閉鎖エレメント４は、開口２の投影領域の外側に位置しており、かつ開口２を完全に開放している（図２ａ参照）。

【0082】

移動軸線１６に対して平行でかつ壁１４に対して平行な軸線方向における移動アーム１５の移動によって、閉鎖エレメント４は、駆動ユニット８を用いて、開放位置Ｏから中間位置Ｚに移動することができる。

【0083】

この中間位置Ｚにおいて閉鎖エレメントのシール面６ｂは、開口２を覆っており、かつ弁座３の、開口２を取り囲むシール面６ａに対して間隔をおいて位置する対向位置にある（図２ｂ参照）。

【0084】

移動軸線１６に対して横方向における、つまり例えば壁１４および弁座３に対して垂直な方向における、移動アーム１５の移動によって、閉鎖エレメント４は中間位置Ｚから閉鎖位置Ｇに移動することができる（図２ｃ）。

【0085】

閉鎖位置Ｇにおいて閉鎖エレメント４は、開口２を気密に閉鎖し、かつ第１の気体領域Ｌを第２の気体領域Ｒから気密に隔てている。

【0086】

つまり真空弁の開閉は、駆動ユニット８を用いて、閉鎖エレメント４および移動アーム１５のＬ字形の運動によって行われる。したがって図示された移送弁は、Ｌ型弁とも呼ばれる。

【0087】

図示されたような移送弁は、典型的には、処理室（真空室）をシールするために、かつ容積をローディングおよびアンローディングするために設けられる。開放位置Ｏと閉鎖位置Ｇとの間における頻繁な変化は、このような使用では、通常である。これによってシール面６ａ，６ｂおよびシール部材１０の増幅された摩耗現象が発生することがある。

【0088】

本発明によれば、シール面６ａ，６ｂの間に位置しているシール部材１０の、シール面６ａ，６ｂによって生ぜしめられるシール部材圧縮に関した、測定信号を検出するために、少なくとも１つの力センサを備えたセンサ装置が設けられている。検出された測定信号は、特に、最適化された圧着を監視するため、および調整するために使用することができる。

【0089】

図示の実施形態では、力センサ１１ｃが弁閉鎖体４に配置されており、かつ例えば、弁閉鎖体４の、両シール面６ａ，６ｂの圧着によって生ぜしめられた変形を検出する。

【0090】

これによって本発明に係るセンサ装置によって、例えば処理経過中に、弁のシール性を検査することができ、圧着圧を相応に調整し、かつ場合によってはシール性の機能不全を予測することができる。特に、例えば電気的な駆動ユニット８によって、圧縮を個々に調節することができる。空気力式のＬモーション駆動装置を用いて、センサ装置によって少なくとも、弁が閉鎖されているか否かを検査することができる。

【0091】

図３ａ、図３ｂ、もしくは図４ａ、図４ｂには、本発明に係る移送弁の２つの別の可能なセンサ装置が、閉鎖位置Ｇ（図３ａ、図４ａ）および開放位置Ｏ（図３ｂ、図４ｂ）において概略的に示されている。

【0092】

先行する図面において使用された符号は、ここでも同様に使用されている。示された図面において弁座３は、さらに真空弁のハウジング１７に形成されている。しかしながら当業者にとって、以下の記載が実施形態においてほぼ同様に使用可能であり、このとき弁座３が処理室、つまり室ハウジングによって提供されることは明らかである。

【0093】

さらに自明なことであるが、ここでは純粋に概略的に旋回機構として示されている弁機構は、限定的に理解されるべきではなく、かつ当業者は、本発明によりセンサ装置を、例えば同様な形式で任意のＬモーション駆動装置に、例えば弁頭の、互いに垂直に位置している直線的な２つの移動装置を備えた、Ｌモーション駆動装置に、転用することができる。

【0094】

移動アーム１５のコントロールされた案内のために、真空弁はここでは、例えばガイドコンポーネント１８を有しており、このとき駆動ユニット８およびガイドコンポーネント１８はそれぞれ、互いに不動の配置形態で位置しており、このことはここでは例えば、駆動ユニット８およびガイドコンポーネント１８がそれぞれ位置固定に弁ハウジング１７に結合されていることによって達成されている。移動アーム１５はさらに、弁閉鎖体４および駆動ユニット８に機械的に連結されており、このとき駆動ユニット８を用いた移動アーム１５の移動によって、弁閉鎖体４は開放位置Ｏと閉鎖位置Ｇとの間において、特に図２ａ～図２ｄにおいて記載されたようなＬモーション運動で、弁座３に対してほぼ平行に移動可能である。

【0095】

センサ装置はいまや、測定信号が、第２の連結部材から第１の支持エレメントへの、かつ／または第１の支持エレメントから第２の連結部材への力を検出するように、構成させていてよい。

【0096】

図３ａおよび図３ｂに示されたセンサ装置は、いまや例えば２つの力センサ１１ｄ，１１ｅを有しており、このとき一方の力センサ１１ｄは、弁閉鎖体４によって提供され、かつ他方の力センサ１１ｅは、駆動ユニット８によって提供される。この配置形態は、例えばそれぞれ、駆動ユニット８から移動アーム１５への力、および弁閉鎖体４から移動アーム１５への力の直接的な検出を可能にする。

【0097】

これによって例えば、例えばシール面６ａ，６ｂまたはシール部材１０の機械的な、かつ／または構造上の完全性に関する、真空弁の状態情報を、駆動ユニット８から移動アーム１５に作用する既知の力に関する、検出された測定信号に関する実際値・目標値比較に基づいて、導出することができる。そのために測定信号を、移動アームに作用する力の関数として、既知の許容誤差値と照合することができ、かつ例えば、提供されたシール作用に関して疑義がある場合には、場合によっては使用者に対して警告信号を提供することができる。

【0098】

図４ａおよび図４ｂに示されたセンサ装置は、ガイドコンポーネント１８によって提供された、ただ１つの力センサ１１ｆを含んでいる。つまり力センサ１１ｆは、一方では直接的に、移動アーム１５からガイドコンポーネント１８に作用する力を検出する。さらにしかしながら真空弁の部分の構造上の特徴の認識によって、真空弁における１つの箇所、つまり真空弁におけるただ１つの力センサ１１ｆの配置形態によっては直接的に検出されない箇所に関する圧着圧をも導出することができる。つまりただ１つの力センサ１１ｆの配置形態が、場合によっては、真空弁の調整のため、または真空弁の状態の検出のために十分であり得る。

【0099】

これによって特に例えばセンサ装置は、例えばセンサ装置自体を、真空領域内にもたらす必要がなく、ひいては比較的僅かな構造上のコストを保証することができるように、構成されていてよい。

【0100】

図５ａ、図５ｂには、ここでは例えばいわゆる単動弁（Monoventil）における別の可能なセンサ装置が、閉鎖位置Ｇ（図５ａ）および開放位置Ｏ（図５ｂ）において概略的に示されている。

【0101】

直線運動を用いて流路を気密に閉鎖するための弁は、流路のための開口２を備えた弁ハウジング１７を有しており、このとき開口２は、流路に沿った幾何学的な開口軸線５を有している。閉鎖エレメント４は、直線的に、開口軸線５に対して横方向に延びている幾何学的な移動軸線１９に沿って、閉鎖エレメント平面２０内において、開口２を開放する開放位置Ｏから、開口２にわたって直線的にシフトさせられた閉鎖位置Ｇへと、閉鎖方向にシフト可能であり、かつ逆に開放方向に戻りシフト可能である。

【0102】

例えば湾曲した第１のシール面６ａは、弁ハウジング１７の開口２を、第１の平面２２ａにおける第１の部分２１ａに沿って、かつ第２の平面２２ｂにおける第２の部分２１ｂに沿って取り囲んでいる。第１の平面２２ａと第２の平面２２ｂとは、互いに間隔をおいて位置していて、互いに平行に、かつ閉鎖エレメント平面２０に対して平行に延びている。これによって第１の部分２１ａと、反対側に位置している第２の部分２１ｂとは互いに、移動軸線１９に対して横方向に、かつ開口軸線５の方向において、幾何学的なずれを有している。互いに反対側に位置している両部分２１ａ，２１ｂの間において、移動軸線１９に沿って延びている領域に、開口２が配置されている。

【0103】

閉鎖エレメント４は、第１のシール面６ａに対応する第２のシール面６ｂを有しており、この第２のシール面６ｂは、第１および第２の部分２１ａ，２１ｂに対して対応する部分に沿って延びている。

【0104】

単動弁、つまりただ１つの直線運動を用いて閉鎖可能な真空弁は、例えば、比較的複雑に構成された駆動装置を必要とする、例えば２つの運動を用いて閉鎖可能な移送弁との比較において、比較的単純な閉鎖機構を備えているという利点を有している。さらに閉鎖エレメントは、一体に形成されていてよいので、閉鎖エレメントは、高い加速力にさらされることができるので、この弁はまた、迅速閉鎖および緊急閉鎖のために使用することができる。閉鎖およびシールは、ただ１つの直線運動を用いて行うことができるので、弁の極めて迅速な開閉が可能である。

【0105】

特に、単動弁の利点としては例えば、シール部材が、閉鎖時におけるその移動経過に基づいて、シール部材の長手延在方向に対して横方向における横方向負荷の影響を受けないということがある。他方において、シール部材は、開口軸線５に対して横方向であるその延在形態に基づいて、閉鎖エレメント４に対して開口軸線５に沿って発生する力であって、特に、大きな差圧時に閉鎖エレメント４に作用することがある力を、受け止める必要がほとんどなく、もしこのような必要があると、このことは、閉鎖エレメント４、閉鎖エレメント４の駆動装置、および閉鎖エレメント４の支持装置の極めて頑丈な構造を必要とする。

【0106】

図５ａおよび図５ｂに示されたセンサ装置は、閉鎖エレメント４に配置されたただ１つの力センサ１１ｇを、移動アーム１５から閉鎖エレメント４に作用する力を検出するために含んでいる。つまりこの場合においても、例えば、真空弁の部分の構造上の特徴の認識によって、第１のシール面と第２のシール面との間に位置しているシール部材１０の、第１のシール面６ａおよび第２のシール面６ｂによって生ぜしめられるシール部材圧縮に関する測定信号を、検出することができる。

【0107】

もちろん、示されたこれらの図面は、単に可能な実施形態を概略的に示しているだけである。種々様々な付加構成を、互いに、かつ従来技術の方法と組み合わせることが可能である。

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】