Die Erfindung betrifft ein Käfigventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die WO 2012/012951 A1 offenbart ein Käfigventil, das ein Ventilgehäuse, einen Ventilkäfig, einen Ventilsitz und ein Ventilglied umfasst, wobei das Ventilglied mit dem Ventilsitz und mit dem Ventilkäfig zusammenwirkt, um den Strömungsquerschnitt zwischen einem Ventileinlass und einem Ventilauslass einzustellen. Der Ventilsitz weist Befestigungsbohrungen auf, die insbesondere auf einem zum Ventilsitz konzentrisch liegenden Kreis verteilt sind. Durch die Befestigungsbohrungen ist der Ventilsitz mit dem Ventilgehäuse mittels Schraubmitteln verschraubt. Der Ventilkäfig ist derart gestaltet, dass dieser den Verschraubungsbereich überlappt, so dass möglicherweise gelöste Schrauben nicht verloren werden können, wodurch eine verlustsichere Anordnung gegeben ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Käfigventil anzugeben, bei dem die Zuverlässigkeit der Schraubverbindung insbesondere unter Vibration und Temperaturschwankungen erhöht ist, da besonders die Ventilsitzbefestigung unter diesen Bedingungen leidet.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

In bekannter Weise umfasst ein Käfigventil ein Ventilgehäuse, einen Ventilkäfig, einen Ventilsitz und ein Ventilglied, das mit dem Ventilsitz und mit dem Ventilkäfig zusammenwirkt, um den Strömungsquerschnitt zwischen einem Ventileinlass und einem Ventilauslass einzustellen. Der Ventilsitz weist, insbesondere umfänglich verteilte, Befestigungsbohrungen auf, durch die der Ventilsitz mit dem Ventilgehäuse mittels Schraubmitteln verschraubt ist. Ein Ventilkäfig im Sinne der Erfindung ist eine zwischen dem Ventildeckel und dem Ventilsitz eingebrachte Drosselstruktur, insbesondere mit einer zylindrischen Grundform.

Erfindungsgemäß weisen die Schraubmittel eine unrunde oder eckige Außenkontur auf, wobei ein Sicherungselement vorgesehen ist, das derart gestaltet ist, dass es ein Ringelement bildet, das an der Kopfkontur aller Schraubmittel, die den Ventilsitz mit dem Ventilgehäuse verbinden, wenigstens teilweise anliegt und so ein Verdrehen der Schraubmittel verhindert.

Durch das Sicherungselement wird ein Verdrehen der Schraubmittel und damit ein Lösen der Schraubverbindung auch unter Vibration und bei Temperaturschwankungen effektiv verhindert. Das Sicherungselement ist, da es die Schraubmittel formschlüssig sichert, mehrfach verwendbar.

Bevorzugt sind die Schraubmittel Schrauben, die durch die Befestigungsbohrungen mit dem Ventilgehäuse in dort vorgesehene Muttergewinde eingeschraubt werden. Alternativ können die Schraubmittel auch Muttern sein, die auf an dem Ventilgehäuse angebrachte Gewindebolzen, die die Befestigungsbohrungen durchsetzen, aufgeschraubt werden. Diese Schraubmittel stellen die gängigsten Schraubmittel dar.

Insbesondere ist die Außenkontur der Schraubmittel eine Sechskantkontur. Diese Form ist insbesondere für Schraubmittel mit Außenantrieben verbreitet. Sie verbindet eine Antriebskontur mit einer Arretierungskontur, da die Seitenflächen sich ausgezeichnet zur drehsicheren Festlegung der Schraubmittel eigenen. Es können aber auch Konturen verwendet werden, die mehr als sechs Kanten aufweisen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sicherungselement scheibenförmig ausgebildet. Insbesondere ist dieses zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkäfig in Axialrichtung eingeklemmt gehalten.

Das Sicherungselement liegt bevorzugt radial innerhalb der Schraubmittel und die Außenkontur des Sicherungselements ist an die Außenkontur der Befestigungsmittel angepasst. Im Fall von Schraubmittelen mit einer Sechskantkontur weist das Sicherungselement an seiner umfänglichen, den Schraubmitteln zugewandten Wandung Abflachungen auf, die tangential an der Sicherungsscheibe liegen. Die Schrauben wurden ebenfalls in eine Position gedreht, in welche eine Seite parallel zur entsprechend liegenden Wandung liegt. Zur Montage eines solchen Sicherungselements müssen bevorzugt alle Schraubmittel in die entsprechende Position gedreht werden, damit alle Abflachungen des Sicherungselements parallel zu einer Abflachung liegen. Dazu werden die Schraubmittel mit einem vorgesehenen Drehmoment angezogen und dann noch soweit gedreht, bis die entsprechende Lage erreicht ist. Bei drehmomentkritischen Anwendungen kann die Erhöhung der Kantenzahl auf mehr als sechs Kanten der Außenkontur vorteilhaft sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Sicherungselement in seinem Längsschnitt Z-förmig ausgebildet sein, so dass der untere Schenkel zur Befestigung des Sicherungselements dient und eine untere Wandung seitlich an einem Schraubmittel anliegt und ein oberer Schenkel die Schraubmittel überragt. Bevorzugt liegt in einer Z-förmigen Ausgestaltung der den oberen und den unteren Schenkel verbindende Verbindungsschenkel orthogonal zum unteren und oberen Schenkel. So kann eine große Anlagefläche an der Wandung des Verbindungsschenkels bereitgestellt werden und zudem eine zusätzliche Verlustsicherung, beispielsweise für einen abgerissenen Schraubenkopf, bereitgestellt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Sicherungselements ist dieses derart gestaltet, dass das Schraubmittel, insbesondere der Kopf einer Schraube, in Axialrichtung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt wird. Dadurch kann einem Abreißen des Schraubenkopfes entgegengewirkt werden.

Der Übergang zwischen dem oberen Schenkel und dem Verbindungsschenkel kann gefast sein. Dadurch wird eine scharfe Anströmkante vermieden. Die Fase kann bevorzugt so gestaltet sein, dass eine Wirbelbildung des Prozessfluids im Bereich der Schraubverbindung reduziert wird, indem das Prozessfluid an der Schraubverbindung vorbeigeleitet wird.

Die Befestigungsbohrungen können bevorzugt auf einem Lochkreis in einem Flansch des Ventilsitzes eingebracht sein, wobei der Ventilsitz Markierungen aufweist. Die Markierungen liegen auf einem Teil einer Tangente an einem konzentrischen zum Lochkreis liegenden Kreis mit einem Durchmesser, der dem Lochkreisdurchmesser abzüglich der Breite des vorgesehenen Schraubmittels mit Vieleckkontur entspricht. Die Breite des Schraubmittels bestimmt sich nach dem Abstand gegenüberliegender Kanten bzw. Flächen. Der Ventilsitz kann im Bereich der Sitzkante gegenüber dem Befestigungsflansch erhöht ausgebildet sein, insbesondere sich zylindrisch abheben. Der Innendurchmesser des Sicherungselements ist dabei bevorzugt auf den Außendurchmesser der zylindrischen Erhöhung abgestimmt, so dass das Sicherungselement am Ventilsitz zentriert wird. Der Ventilsitz kann weiter so gestaltet sein, dass bei eingelegtem Sicherungselement dieser noch in Axialrichtung übersteht und so eine Führung für den Ventilkäfig bildet, der wiederum das Sicherungselement gegen das Ventilgehäuse klemmt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Käfigventils;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Käfigventils im Befestigungsbereich, und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sicherungselements.

Fig.1 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Käfigventils 10. Das Käfigventil 10, umfasst ein Ventilgehäuse 14, einen Ventildeckel 18, einen Ventilsitz 20 und einen Ventilkäfig 30, sowie ein Ventilglied 12. Der Ventilsitz 20 weist einen Befestigungsbereich 22 auf, in dem in einem Lochkreis Bohrungen 24 vorgesehen sind, durch welche der Ventilsitz 20 mittels Schrauben 26 an dem Ventilgehäuse 14 befestigt wird. Die Schrauben 26 werden so verschraubt, dass die Außenkontur des Schraubenkopfes parallel zu einer am Ventilsitz 20 vorgesehenen Markierung 28 liegt.

Zwischen den Schrauben 26 und einer innen liegenden Erhebung 32 des Ventilsitzes 20 ist ein ringförmiges Sicherungselement 40 eingebracht. Der Innendurchmesser des Sicherungselements 40 ist auf die Erhebung 32 des Ventilsitzes 20 abgestimmt, so dass eine Zentrierung des Sicherungselements 40 erfolgt. Die Gestaltung des Sicherungselements ist gemäß Fig. 2 und Fig. 3 näher erläutert. Das Sicherungselement 40 wird über den Ventilkäfig 30, der auch an der Erhebung 32 des Ventilsitzes geführt ist, gegen den Ventilsitz 30 geklemmt. Die Schrauben 26 liegen so verdrehsicher am Sicherungselement 40 an. Ein Lösen der Schrauben wird somit verhindert. Ferner überragt das Sicherungselement 40 die Schraubenköpfe, so dass die Verlustsicherung verbessert wird.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht im Befestigungsbereich des Ventilsitzes 20.

Das Sicherungselement 40 weist, wie in dieser Schnittansicht deutlich wird, eine Z-förmige Gestaltung auf. Es umfasst dabei im Längsschnitt einen unteren Schenkel 42a, einen Verbindungsschenkel 42b und einen oberen Schenkel 42c. Am Übergang zwischen dem Verbindungsschenkel 42b zum oberen Schenkel 42c ist das Sicherungselement 40 mit einer Fase 46 versehen. Dadurch wird die Strömung wenig beeinträchtigt über die Schraubenköpfe der Schrauben 26 geleitet. Das Sicherungselement weist an seiner seitlichen Wandung im Bereich des unteren Schenkels 42c und des Verbindungsschenkels 42b eine plane Arretierfläche 44 auf, die korrespondierend zur Außenkontur des Schraubenkopfes der Schraube 26 ausgebildet ist. Der Schraubenkopf liegt im eingebauten Zustand dann mit seiner Seitenfläche an der Arretierfläche 44 des Sicherungselements 40 an. Auf diese Weise wird ein Verdrehen und damit ein Lösen der Schrauben 26 auch unter Temperaturschwankung und Vibration zuverlässig verhindert.

Das Sicherungselement 40 ist derart auf die Schraube, insbesondere den Schraubenkopf, abgestimmt, dass im eingebauten Zustand, nämlich wenn das Sicherungselement 40 gegen den Ventilsitz 20 gespannt wird, von dem oberen Schenkel 42c eine Anpresskraft auf die Schraubenköpfe der Schrauben 26 ausgeübt wird, so dass diese Kraft einer Ausreißkraft entgegenwirkt, wodurch die Verlustsicherung verbessert wird.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sicherungselements 40, das einen unteren Schenkel 42a, einen Verbindungsschenkel 42b und einen oberen Schenkel 42c aufweist. Im Falle des ringförmigen Sicherungselements 40 sind der untere Schenkel 42a und der obere Schenkel 42b als umlaufende Ringschultern ausgebildet. Die den Schrauben 26 zugewandte Seitenwand ist polygonförmig ausgebildet, wobei die Länge der Kanten des Polygons in etwa der Länge der Kante einer Arretierfläche 44 des Schraubenkopfes der Schraube 26 entspricht. Die Kanten liegen tangential am ringförmigen Sicherungselement 40 an. Bezugszeichenliste 10 Käfigventil 12 Ventilglied 14 Ventilgehäuse 18 Ventildeckel 20 Ventilsitz 22 Befestigungsbereich

24 Bohrungen 26 Schrauben 28 Markierung 30 Ventilkäfig 32 Erhebung

40 Sicherungselement 42a unterer Schenkel 42b Verbindungsschenkel 42c oberer Schenkel 44 Arretierfläche

46 Fase