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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere für einen fluidbetätigten Drehantrieb, mit einer ersten Gehäusekomponente und einer mittels mindestens einer Schraubverbindung an der ersten Gehäusekomponente befestigten zweiten Gehäusekomponente, wobei die erste Gehäusekomponente eine erste Fügefläche hat, an der die zweite Gehäusekomponente mit einer zweiten Fügefläche anliegt, wobei zur Ausbildung der Schraubverbindung in der ersten Gehäusekomponente eine zu der ersten Fügefläche ausmündende Gewindebohrung ausgebildet ist, mit der eine Durchgangsbohrung der zweiten Gehäusekomponente fluchtet, die von einer in die Gewindebohrung eingeschraubten Befestigungsschraube durchsetzt ist, wobei die Befestigungsschraube einen Schraubenkopf aufweist, der sich axial an einer der zweiten Fügefläche entgegengesetzten Außenfläche der zweiten Gehäusekomponente abstützt, um die zweite Gehäusekomponente mit der ersten Gehäusekomponente zu verspannen, wobei beide Gehäusekomponenten einen elektrisch leitenden metallischen Grundkörper haben und die Befestigungsschraube aus elektrisch leitendem Material besteht.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Drehantrieb, mit einem Gehäuse, in dem Antriebsmittel zur Erzeugung einer rotativen Antriebsbewegung einer von der Außenseite des Gehäuses her zugänglichen Antriebswelle angeordnet sind, wobei das Gehäuse eine als Hohlkörper ausgebildete erste Gehäusekomponente aufweist, in der die Antriebswelle drehbar gelagert ist, und wobei das Gehäuse mindestens eine an die erste Gehäusekomponente angesetzte und als Deckel ausgebildete zweite Gehäusekomponente aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines in dem vorgenannten Sinne ausgebildeten Gehäuses oder Drehantriebes.
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Aus der
WO 2016/202355 A1 ist ein Gehäuse der eingangs genannten Art bekannt, bei dem es sich um das Gehäuse eines Drehantriebes handelt, der insbesondere zur Betätigung eines Prozessventils verwendbar ist. Das Gehäuse umfasst eine als Hohlkörper ausgebildete erste Gehäusekomponente, an der stirnseitig zwei als Deckel ausgebildete zweite Gehäusekomponenten mit jeweils mehreren Schraubverbindungen befestigt sind. Jede Schraubverbindung umfasst eine ein Durchgangsloch der ersten Gehäusekomponente durchsetzende Befestigungsschraube, die in eine Gewindebohrung der ersten Gehäusekomponente eingeschraubt ist, wobei sie sich mit einem Schraubenkopf an einer Außenfläche der ersten Gehäusekomponente abstützt, sodass selbige mit der ersten Komponente verspannt ist.
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Bei der Verwendung von Gehäusen und damit ausgestatteten Drehantrieben in explosionsgefährdeten Zonen sind geeignete Maßnahmen zu treffen, um mögliche Zündquellen für Explosionen zu vermeiden. In der Europäischen Union existieren im Zusammenhang mit dem Explosionsschutz die sogenannten ATEX-Richtlinien, die beim Inverkehrbringen von Produkten, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden sollen, zu berücksichtigen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, um Gehäuse und damit ausgestattete Drehantriebe auf einfache und kostengünstige Weise für eine Verwendbarkeit in explosionsgefährdeten Bereichen auszulegen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gehäuse der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente von einer elektrisch isolierenden Korrosionsschutzschicht überzogen ist und an der Außenfläche einen die Durchgangsbohrung umschließenden Kontaktierungsvorsprung aufweist, der durch den Schraubenkopf plastisch deformiert ist, sodass die ihn ursprünglich bedeckende Korrosionsschutzschicht zumindest partiell aufgebrochen ist und ein einen Potenzialausgleich ermöglichender elektrisch leitender Kontakt zwischen dem deformierten Kontaktierungsvorsprung und dem Schraubenkopf vorliegt.
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Bei einem Drehantrieb der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass sein Gehäuse in dem vorgenannten Sinne ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses oder eines Drehantriebes durch Ausführung der folgenden Verfahrensschritte gelöst:
- - Bereitstellen der ersten Gehäusekomponente und der von einer Korrosionsschutzschicht überzogenen zweiten Gehäusekomponente, wobei der Kontaktierungsvorsprung der zweiten Komponente noch nicht deformiert ist,
- - Aneinanderansetzen der beiden Gehäusekomponenten mit ihren Fügeflächen und Zusammenspannen der beiden Gehäusekomponenten durch Einschrauben der durch die Durchgangsbohrung der zweiten Gehäusekomponente hindurchgesteckten Befestigungsschraube in die Gewindebohrung der ersten Gehäusekomponente, sodass der Kontaktierungsvorsprung durch den Schraubenkopf unter Aufbrechen des den Kontaktierungsvorsprung bedeckenden Schutzschichtabschnittes der Korrosionsschutzschicht deformiert wird und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schraubenkopf und dem Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente hergestellt wird.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zwischen den beiden Gehäusekomponenten des Gehäuses eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen, sodass alle Teile auf Erdpotenzial gebracht werden können, um innerhalb einer explosionsgefährdeten Atmosphäre keine Komponenten mit aufgeladenem Potenzial zu haben, die unter gewissen Umständen einen Funken erzeugen könnten. Beide Gehäusekomponenten haben einen metallischen Grundkörper, beispielsweise realisiert mittels eines Aluminiumwerkstoffes. Zur Vermeidung von Korrosion ist zumindest der Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente von einer Korrosionsschutzschicht überzogen, die elektrisch isolierende Eigenschaften hat und daher der Ausbildung einer leitenden Verbindung grundsätzlich abträglich ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann trotz der Korrosionsschutzschicht der gewünschte Potenzialausgleich gewährleistet werden. An der Außenfläche des Grundkörpers der zweiten Gehäusekomponente ist ein die Durchgangsbohrung umschließender Kontaktierungsvorsprung ausgebildet, der auch von der Korrosionsschutzschicht überzogen ist, der aber beim Festziehen der Befestigungsschraube verformbar ist beziehungsweise verformt wird, was mit einem Aufbrechen der ihn bedeckendem Korrosionsschutzschicht einhergeht, sodass der elektrisch leitende Schraubenkopf bei der Herstellung der Schraubverbindung über den Kontaktierungsvorsprung eine elektrisch leitende Verbindung zu dem metallischen Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente herstellt. Das Aufbrechen der Korrosionsschutzschicht kann dadurch begünstigt werden, dass ihre Schichtdicke im Bereich des Kontaktierungsvorsprunges relativ gering ist, beispielsweise bedingt durch die beim Beschichten des relativ schmalen Kontaktierungsvorsprunges in aller Regel auftretende Oberflächenspannung des zunächst noch flüssigen Materials der Korrosionsschutzschicht. Der erhabene Bereich des Kontaktierungsvorsprunges definiert quasi eine Soll-Bruchzone für die Korrosionsschutzschicht, in deren Bereich die ausgehärtete Korrosionsschutzschicht durch den Schraubenkopf definiert aufgekratzt und/oder weggeschoben und somit aufgebrochen wird. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Befestigungsschraube und der ersten Gehäusekomponente ergibt sich durch den zwischen diesen beiden Bestandteilen realisierten Gewindeeingriff, sodass hier keine besonderen Kontaktierungsmaßnahmen durchzuführen sind, um die gewünschte leitende Verbindung zu erhalten. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können mit einem sicher beherrschbaren Prozess sehr zuverlässig durchgeführt werden, sodass der Kontrollaufwand minimiert ist und aufwendige Nachbearbeitungen bei Herstellungsvorgang entfallen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Der verwendete Begriff „Schraubenkopf“ soll die beiden Varianten mit und ohne eine zusätzliche Unterlegscheibe erfassen. Der Schraubenkopf umfasst einen einstückig mit einem Gewindeschaft der Befestigungsschraube ausgebildeten Kopfkörper, der entweder direkt oder über eine auf den Gewindeschaft aufgesteckte ringförmige Unterlegscheibe an dem Kontaktierungsvorsprung anliegt, um die Korrosionsschutzschicht beim Festziehen der Schraubverbindung im Bereich des Kontaktierungsvorsprunges definiert zu entfernen. Die Unterlegscheibe besteht wie der Kopfkörper aus elektrisch leitendem und bevorzugt metallischem Material.
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Der zuverlässige Effekt des lokalen Aufbrechens der Korrosionsschutzschicht lässt sich mit einer einfach gestalteten Unterlegscheibe erzielen. Sie kann an ihren beiden axialen Stirnflächen eben und strukturlos, nach Art einer einfachen Ringscheibe ausgebildet sein. Auf aufwendig herzustellende und daher teure Unterlegscheiben mit einer Verzahnungsstruktur kann somit verzichtet werden.
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Die Korrosionsschutzschicht wird bevorzugt bewusst so auf den Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente aufgebracht, dass ihre Schichtdicke an der dem Schraubenkopf zugewandten Stirnseite des Kontaktierungsvorsprunges dünner ist als in den benachbart zu dem Kontaktierungsvorsprung angeordneten Bereichen der Außenfläche der zweiten Gehäusekomponente. Dies lässt sich einfach durch ein Aufbringen der Korrosionsschutzschicht in einem flüssigen Zustand bewirken, was zur Folge hat, dass aufgrund der auftretenden Oberflächenspannung im Bereich des Kontaktierungsvorsprunges die Schichtdicke herabgesetzt ist, ohne besondere Prozessschritte vornehmen zu müssen.
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Die Abmessungen des Kontaktierungsvorsprunges sind insbesondere so gewählt, dass er von dem Schraubenkopf der Befestigungsschraube vollständig überdeckt ist. Daraus resultiert eine besonders geringe radiale Dicke des Kontaktierungsvorsprunges und eine optimale Einleitung der zur Deformation des Kontaktierungsvorsprunges aufzubringenden Verformungskraft.
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Bevorzugt ist der Kontaktierungsvorsprung so ausgebildet, dass er die Durchgangsbohrung der zweiten Gehäusekomponente ringförmig umschließt. Eine solche ringförmige Struktur des Kontaktierungsvorsprunges begünstigt eine symmetrische Krafteinleitung und folglich auch ein gleichförmiges Aufbrechen der Korrosionsschutzschicht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der undeformierte Kontaktierungsvorsprung ringförmig in sich geschlossen, wobei er dem Schraubenkopf kragenartig entgegenragt. Der mögliche leitende Kontaktbereich zwischen dem Schraubenkopf und dem Kontaktierungsvorsprung ist dadurch besonders groß.
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Alternative vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, dass sich der undeformierte Kontaktierungsvorsprung aus einer Vielzahl von Einzelvorsprüngen zusammensetzt, die unter gegenseitigem Abstand rings um die Durchgangsöffnung herum verteilt angeordnet sind. Solche Ausführungsformen haben den Vorteil einer besonders hohen Flächenpressung und folglich einer besonders intensiven Krafteinleitung in die Kontaktierungsvorsprünge, was deren Verformung begünstigt. Die Einzelvorsprünge sind quasi punktuell um die Durchgangsöffnung herum verteilt.
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Die Einzelvorsprünge können beispielsweise kreisbogenförmig gestaltet und so angeordnet sein, dass ihre konkave Seite der Durchgangsbohrung zugewandt ist. Alternativ können die Einzelvorsprünge beispielsweise länglich gestaltet sein und mit bezüglich des Zentrums der Durchgangsbohrung radialer Längsausrichtung angeordnet sein. Solche Einzelvorsprünge können sich in ihrer Längsrichtung mit zunehmendem Abstand vom Zentrum der Durchgangsbohrung verbreitern.
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Bei der Korrosionsschutzschicht handelt es sich vorzugsweise um eine durch Lackieren auf den Grundkörper der zweiten Gehäusekomponente aufgebrachte Lackschicht. Sie liefert trotz sehr geringer Schichtdicke einen hohen Korrosionsschutz. Zudem ist sie beim Festziehen der zugeordneten Befestigungsschraube leicht aufbrechbar.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse ist für beliebige Zwecke und zur Realisierung unterschiedlichster Geräte nutzbar. Als besonders vorteilhaft wird eine Verwendung des Gehäuses zur Realisierung eines Drehantriebes angesehen, insbesondere eines fluidbetätigten Drehantriebes. Ein solcher Drehantrieb verfügt über ein mehrteiliges Gehäuse, in dem Antriebsmittel zum Hervorrufen einer rotativen Antriebsbewegung einer Antriebswelle untergebracht sind. Die Antriebsmittel umfassen beispielsweise mindestens eine Zahnstange-Ritzel-Kombination. Die erste Gehäusekomponente ist vorzugsweise von der Antriebswelle durchsetzt, wobei die Antriebswelle in der ersten Gehäusekomponente drehbar gelagert ist. An mindestens einer Stirnseite ist der Hohlkörper offen und durch einen von der zweiten Gehäusekomponente gebildeten Deckel verschlossen. Bevorzugt ist die erste Gehäusekomponente an zwei einander entgegengesetzten Stirnseiten mit je einer als Deckel ausgebildeten zweiten Gehäusekomponente versehen, die durch mindestens eine Schraubverbindung an der ersten Gehäusekomponente befestigt ist.
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Die zweite Gehäusekomponente ist vorzugsweise mit mehreren Schraubverbindungen an der ersten Gehäusekomponente befestigt. Bevorzugt sind sämtliche dieser Schraubverbindungen in dem erfindungsgemäßen Sinn ausgebildet, sodass zwischen der ersten und der zweiten Gehäusekomponente mehrere jeweils einen Potenzialausgleich ermöglichende elektrisch leitende Verbindungen vorliegen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehantriebes, der mit einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuses ausgestattet ist,
- 2 eine Seitenansicht der Anordnung aus 1, wobei der Bereich einer Schraubverbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Gehäusekomponente separat auch nochmals vergrößert abgebildet ist,
- 3 die Anordnung aus 2 vor der Herstellung einer einen Potenzialausgleich ermöglichenden Schraubverbindung, wobei ein strichpunktiert umrahmter Bereich der besseren Übersichtlichkeit wegen separat auch nochmals vergrößert abgebildet ist,
- 4 eine Stirnansicht der gemäß 1 bis 3 vorhandenen zweiten Gehäusekomponente in einer Einzeldarstellung vor der Befestigung an einer zweiten Gehäusekomponente, wobei ein strichpunktiert umrahmter Ausschnitt separat auch nochmals vergrößert abgebildet ist, und
- 5 und 6 alternative Ausführungsformen zur Realisierung eines Kontaktierungsvorsprunges in einer dem vergrößerten Ausschnitt der 4 entsprechenden Darstellungsweise.
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Der in der Zeichnung illustrierte Drehantrieb 1 ist in beliebigen Anwendungsfeldern nutzbar, um rotative Bewegungen, seien es Drehbewegungen oder Schwenkbewegungen, zu erzeugen. Ein besonders relevantes Einsatzgebiet ist das der Prozessindustrie, wo der Drehantrieb 1 als Bestandteil eines sogenannten Prozessventils verwendbar ist. Ein solches Prozessventil verfügt über eine von einem Prozessmedium durchströmbare Ventilarmatur mit einem durch Verdrehen in unterschiedlichen Stellungen positionierbaren Ventilglied. Der Drehantrieb ist bevorzugt an die Ventilarmatur angebaut und dazu vorgesehen, das Ventilglied zu verdrehen und nach Bedarf zu positionieren.
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Der Drehantrieb 1 hat ein mehrteiliges Gehäuse 2, das einen Gehäuseinnenraum 3 umschließt. In dem Gehäuseinnenraum 3 befinden sich Antriebsmittel 4 des Drehantriebes 1, durch die eine in dem Gehäuse 2 drehbar gelagerte Antriebswelle 5 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten, hin und her gehenden rotativen Antriebsbewegung 6 antreibbar ist. Die Drehachse der Antriebsbewegung 6 fällt mit der Längsachse 7 der Antriebswelle 5 zusammen.
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Die Antriebswelle 5 hat eine von außerhalb des Gehäuses 2 her zugängliche Abtriebs-Schnittstelle 8. Exemplarisch ist sie von einem aus dem Gehäuse 2 herausragenden Endabschnitt der Antriebswelle 5 gebildet. Sie ist dafür ausgelegt, mit einem rotativ zu betätigenden, in der Zeichnung nicht weiter illustrierten Bauteil gekuppelt zu werden, beispielsweise mit dem schon erwähnten Ventilglied eines Prozessventils.
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Der Drehantrieb 8 des illustrierten Ausführungsbeispiels ist von einer fluidbetätigten Bauart und wird insbesondere mit Druckluft oder einem anderen fluidischen Druckmedium betätigt. Zu den Antriebsmitteln 4 gehört dabei insbesondere eine in dem Gehäuseinnenraum 3 angeordnete, durch Fluidkraft hin und her bewegbare Zahnstangenanordnung 12, die in 1 teils verdeckt und teils nur strichpunktiert angedeutet ist. Des Weiteren enthalten die Antriebsmittel 4 einen mit der Zahnstangenanordnung 12 kämmende Ritzelanordnung 13, die drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden ist, insbesondere indem sie einstückig mit dieser Antriebswelle 5 ausgebildet ist.
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Die Zahnstangenanordnung 12 ist mit einer Kolbenanordnung 14 der Antriebsmittel 4 antriebsmäßig verbunden, die durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung zu einer durch Doppelpfeile angedeuteten, hin und her gehenden Linearbewegung 15 antreibbar ist, die von der Zahnstangenanordnung 12 mitgemacht wird. Aufgrund des zwischen der Zahnstangenanordnung 12 und der Ritzelanordnung 13 bestehenden Verzahnungseingriffes führt dies zu der rotativen Antriebsbewegung 6 der Antriebswelle 5.
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Das Gehäuse 2 weist an seiner Außenseite eine oder mehrere Anschlussöffnungen 16 auf, die jeweils mit einer in dem Gehäuseinnenraum 3 von der Kolbenanordnung 14 begrenzten Antriebskammer 17 kommunizieren. Im Betrieb des Drehantriebes 1 sind die Anschlussöffnungen 16 mit einer nicht weiter abgebildeten Ventilanordnung verbunden, die in der Lage ist, eine Zufuhr und Abfuhr eines fluidischen Druckmediums bezüglich der mindestens einen Antriebskammer 17 zu steuern, um die Linearbewegung 15 zu erzeugen.
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Gemäß einer nicht illustrierten Ausführungsform kann der Drehantrieb 1 auch ein elektrischer oder elektromagnetischer Drehantrieb sein.
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Das Gehäuse 2 umfasst eine erste Gehäusekomponente 18 und mindestens eine mittels mindestens einer Schraubverbindung 22 an der ersten Gehäusekomponente 18 befestigte zweite Gehäusekomponente 19. Das beispielhafte Gehäuse 2 setzt sich aus einer ersten Gehäusekomponente 18 und zwei unabhängig voneinander an der ersten Gehäusekomponente 18 befestigten zweiten Gehäusekomponenten 19 zusammen.
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Die erste Gehäusekomponente 18 ist bevorzugt als ein Hohlkörper 18a ausgebildet, wobei es sich insbesondere um einen Rohrkörper handelt, der insbesondere durch Strangpressen hergestellt ist. Die so gestaltete erste Gehäusekomponente 18 begrenzt peripher den Gehäuseinnenraum 3 und hat zwei einander entgegengesetzte Stirnflächen 23, die in der Achsrichtung einer Längsachse 24 des Gehäuses orientiert sind.
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Die beiden zweiten Gehäusekomponenten 19 repräsentieren beim Ausführungsbeispiel jeweils einen von zwei Deckeln 19a, 19b, die jeweils an eine der beiden Stirnflächen 23 der ersten Gehäusekomponente 18 angesetzt sind und den Gehäuseinnenraum 3 stirnseitig verschließen.
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Die Antriebswelle 5 erstreckt sich zweckmäßigerweise rechtwinkelig zu der Längsachse 24, wobei sie den Gehäuseinnenraum 3 bevorzugt durchquert. Mittels geeigneter Drehlagermittel 25 ist die Antriebswelle 5 in der ersten Gehäusekomponente 18 drehbar gelagert, insbesondere in sich bezüglich der Längsachse 24 diametral gegenüberliegenden Wandabschnitten der ersten Gehäusekomponente 18.
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Bei einer nicht illustrierten Ausführungsform enthält das Gehäuse 2 nur eine einzige zweite Gehäusekomponente 19. Die erste Gehäusekomponente 18 ist in diesem Fall beispielsweise mit einer unverschlossenen Öffnung versehen oder hat nur eine einzige Öffnung, die durch die einzige zweite Gehäusekomponente 19 verschlossen ist.
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Die erste Gehäusekomponente 18 hat einen metallischen Grundkörper 26. Bevorzugt besteht die erste Gehäusekomponente 18 ausschließlich aus diesem Grundkörper 26. Bei dem Grundkörper 26 handelt es sich vorzugsweise um einen Aluminiumkörper, der an seiner Oberfläche mit einer durch elektrolytische Oxidation erzeugten oxidischen Schutzschicht versehen ist. Alternativ kann die erste Gehäusekomponente 18 aber auch eine gesonderte Korrosionsschutzschicht aufweisen, von der der Grundkörper 26 überzogen ist und bei der es sich beispielsweise um eine Lackschicht handelt.
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Jede zweite Gehäusekomponente 19 umfasst einen ebenfalls metallischen Grundkörper 27, der ringsum durch eine an ihm applizierte Korrosionsschutzschicht 28 überzogen ist. Der Grund für die separate Korrosionsschutzschicht 28 liegt beim Ausführungsbeispiel im Material des metallischen Grundkörpers 27 begründet, das aufgrund seiner Bestandteile für eine elektrolytische Oxidation nicht geeignet ist und deshalb zur Vermeidung von Oberflächenkorrosion einer vom Material des Grundkörpers 27 unabhängigen Korrosionsschutzschicht 28 bedarf.
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Die Korrosionsschutzschicht 28 ist auf den Grundkörper 27 bevorzugt in flüssigem Zustand aufgebracht, insbesondere durch ein Lackierverfahren, und dann ausgehärtet. Bei der Korrosionsschutzschicht 28 handelt es sich insbesondere um einen Schutzlack. Das Lackieren kann beispielsweise in einem Tauchverfahren erfolgen.
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Die Korrosionsschutzschicht 28 wird aufgebracht, bevor die zweite Gehäusekomponente 19 an der ersten Gehäusekomponente 18 angebracht wird.
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Das Gehäuse 2 ist dafür ausgelegt, in explosionsgefährdeter Atmosphäre eingesetzt werden zu können. Es erfüllt die hierbei einzuhaltenden einschlägigen Explosionsschutz-Richtlinien.
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Wesentlich für diese Anwendungseignung ist der Umstand, dass die erste Gehäusekomponente 18 und jede zweite Gehäusekomponente 19 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sodass sich kein Potenzial aufladen kann, das möglicherweise einen zu einer Explosion führenden Funken erzeugen könnte.
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Die Maßnahmen für diesen Potenzialausgleich sind bei den beiden Gehäusekomponenten 19 des Ausführungsbeispiels die gleichen. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher auf Erläuterungen im Zusammenhang mit nur einer der zweiten Gehäusekomponenten 19.
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Die Potenzialausgleichsmaßnehmen sehen vor, dass der metallische Grundkörper 26 der ersten Gehäusekomponente 18 und der metallische Grundkörper 27 der zweiten Gehäusekomponente 19 durch mindestens eine der die beiden Gehäusekomponenten 18, 19 aneinander fixierenden Schraubverbindungen 22 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und zwar ungeachtet der den metallischen Grundkörper 27 der zweiten Gehäusekomponente 19 überziehenden, elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisenden Korrosionsschutzschicht 28. Der metallische Grundkörper 26, 27 jeder Gehäusekomponente 18, 19 ist für sich gesehen elektrisch leitend.
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Zur Befestigung der zweiten Gehäusekomponente 19 an der ersten Gehäusekomponente 18 sind zweckmäßigerweise mehrere voneinander unabhängige Schraubverbindungen 22 vorhanden. Diese mehreren Schraubverbindungen 22 sind rings um die Längsachse 24 des Gehäuses 2 herum punktuell verteilt platziert. Exemplarisch sind der zweiten Gehäusekomponente 19 vier Schraubverbindungen 22 zugeordnet, die in den Eckbereichen eines von der Längsachse 24 zentral durchsetzten gedachten Rechteckes liegen.
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Es versteht sich, dass mehrere Schraubverbindungen 22 auch in einer anderen Verteilung vorgesehen sein können, beispielsweise auf einer gemeinsamen Kreislinie liegend. Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann sogar nur eine einzige Schraubverbindung 22 zur gegenseitigen Fixierung der beiden Gehäusekomponenten 18, 19 vorhanden sein.
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Das vorstehend erläuterte Gehäuse 2 eignet sich zwar in besonderem Maße für eine Verwendung bei einem Drehantrieb. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäßen Potenzialausgleichsmaßnahmen auch bei einem Gehäuse 2 vorzusehen, das anderen Zwecken dient. Es kann sich bei dem Gehäuse 2 beispielsweise um ein eine Ventilanordnung aufweisendes Schutzgehäuse handeln. Dies ist nur beispielhaft zu verstehen.
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Die erste Gehäusekomponente 18 verfügt über eine erste Fügefläche 32, an der die zweite Gehäusekomponente 19 mit einer an ihr ausgebildeten zweiten Fügefläche 33 anliegt. Exemplarisch ist die erste Fügefläche 32 von der axial orientierten Stirnfläche 23 der ersten Gehäusekomponente 18 gebildet.
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Zu jeder Schraubverbindung 22 gehört eine mit einem Innengewinde versehene Gewindebohrung 34, die im Grundkörper 26 der ersten Gehäusekomponente 18 ausgebildet ist und zu der ersten Fügefläche 32 ausmündet.
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Die zweite Gehäusekomponente 19 hat pro Schraubverbindung 22 eine bevorzugt gewindelos ausgebildete Durchgangsbohrung 35. Die Durchgangsbohrung 35 durchsetzt die zweite Gehäusekomponente 19 in der Achsrichtung der Längsachse 24 des Gehäuses 2, wobei sie einerseits mit einer inneren Bohrungsmündung 36 zu der der ersten Gehäusekomponente 18 zugewandten zweiten Fügefläche 33 ausmündet und andererseits mit einer axial entgegengesetzten äußeren Bohrungsmündung 37 zu einer der ersten Fügefläche 32 entgegengesetzten axialen Außenfläche 38 der zweiten Gehäusekomponente 19 ausmündet. Die Durchgangsbohrung 35 hat eine Bohrungslängsachse 42, die zweckmäßigerweise parallel zu der Längsachse 24 des Gehäuses 2 ausgerichtet ist.
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Die zweite Gehäusekomponente 19 ist bezüglich der ersten Gehäusekomponente 18 so ausgerichtet, dass jede Durchgangsbohrung 35 mit einer Gewindebohrung 34 der ersten Gehäusekomponente 18 fluchtet.
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Zu jeder Schraubverbindung 22 gehört des Weiteren eine Befestigungsschraube 43, die einen Schraubenkopf 44 und einen von dem Schraubenkopf 44 axial abstehenden, mit einem Außengewinde versehenen Gewindeschaft 45 aufweist. Das Außengewinde des Gewindeschafts 45 ist so auf das Innengewinde der zugeordneten Gewindebohrung 34 abgestimmt, dass die Befestigungsschraube 43 mit ihrem Gewindeschaft 45 unter Gewindeeingriff in die Gewindebohrung 34 einschraubbar ist.
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Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel umfasst der Schraubenkopf 44 einen einstückig mit dem Gewindeschaft 45 ausgebildeten Kopfkörper 46, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des Gewindeschafts 45 und der eine Werkzeugangriffskontur 47 aufweist, beispielsweise ein Sechskantprofil. Darüber hinaus gehört zu dem Schraubenkopf 44 auch noch eine ringförmige Unterlegscheibe 48, die auf den Gewindeschaft 45 aufgeschoben ist und an einer dem Gewindeschaft 45 zugewandten ringförmigen Kopfkörper-Grundfläche 52 des Kopfkörpers 46 anliegt.
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Der Schraubenkopf 44 hat auf der Seite des Gewindeschaftes 45 eine axial orientierte ringförmige Spannfläche 53, die bei hergestellter Schraubverbindung 22 in dem die äußere Bohrungsmündung 37 umrahmenden Randbereich der axialen Außenfläche 38 der zweiten Gehäusekomponente 19 anliegt.
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Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel befindet sich die ringförmige Spannfläche 53 an der Unterlegscheibe 48, genauer gesagt an deren von dem Kopfkörper 46 abgewandten Stirnseite. Ist die Schraubverbindung 22 festgezogen, drückt der Kopfkörper 46 mit seiner Kopfkörper-Grundfläche 52 auf die Unterlegscheibe 48, die dadurch mit ihrer ringförmigen Spannfläche 53 an die axiale Außenfläche 38 der zweiten Gehäusekomponente 19 angedrückt wird, sodass die zweite Gehäusekomponente 19 mit der ersten Gehäusekomponente 18 axial verspannt ist.
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Die Befestigungsschraube 43 ist zumindest an ihrer Außenoberfläche und bevorzugt in ihrer Gesamtheit elektrisch leitend. Sie besteht vorzugsweise aus Metall.
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Die Unterlegscheibe 48 ist zumindest an ihrem Außenumfang elektrisch leitend ausgebildet, wobei sie bevorzugt insgesamt aus einem elektrisch leitenden Material besteht, insbesondere aus Metall.
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Die Unterlegscheibe 48 ist zweckmäßigerweise an beiden axialen Stirnflächen unstrukturiert ausgebildet. Diese Stirnflächen sind bevorzugt eben und verlaufen in einer zur Längsachse 54 der Befestigungsschraube 43 rechtwinkeligen Ebene.
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Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel besteht der Schraubenkopf 44 der Befestigungsschraube 43 nur aus dem Kopfkörper 46, wobei keine zusätzliche, gesonderte Unterlegscheibe 48 vorhanden ist. In diesem Fall ist die ringförmige Spannfläche 53 unmittelbar von der Kopfkörper-Grundfläche 52 gebildet. Der Kopfkörper 46 kann an der dem Gewindeschaft 45 zugewandten Stirnseite einen einstückig angeformten Bund aufweisen, der die ringförmige Spannfläche 53 bildet.
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Wenn die Befestigungsschraube 43 in die Gewindebohrung 34 eingeschraubt ist, ergibt sich unmittelbar durch diesen Gewindeeingriff eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Gehäusekomponente 18 und der Befestigungsschraube 43.
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Sollte der Grundkörper 26 der ersten Gehäusekomponente 18 vergleichbar der zweiten Gehäusekomponente 19 von einer Korrosionsschutzschicht überzogen sein, weist zumindest das Innengewinde der Gewindebohrung 34 keine solche Beschichtung auf. Dies lässt sich besonders einfach dadurch realisieren, dass das Innengewinde der Gewindebohrung 34 erst eingeschnitten wird, nachdem eine Korrosionsschutzbeschichtung des Grundkörpers 26 der ersten Gehäusekomponente 18 stattgefunden hat. Beim Einschneiden des Innengewindes wird eine zuvor aufgebrachte Korrosionsschutzschicht zerstört. Die Befestigungsschraube 43 hat von Hause aus keine Korrosionsschutzbeschichtung, da sie aus einem korrosionsfreien Material besteht, insbesondere aus Edelstahl.
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Wie aus der Detailvergrößerung der 3 und aus den 4 bis 6 gut ersichtlich ist, weist der Grundkörper 27 der zweiten Gehäusekomponente 19 im Bereich der axialen Außenfläche 38 einen die Durchgangsbohrung 35 umschließenden Vorsprung 55 auf, der aufgrund seines Verwendungszwecks als Kontaktierungsvorsprung 55 bezeichnet wird. Dieser Kontaktierungsvorsprung 55 ist derart ausgebildet, dass er beim Festziehen der Befestigungsschraube 43 plastisch deformierbar ist bzw. deformiert wird.
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Der Kontaktierungsvorsprung 55 umschließt die äußere Bohrungsmündung 37, wobei er diese äußere Bohrungsmündung 37 entweder unmittelbar begrenzt oder mit einem geringfügigen radialen Abstand zu dieser äußeren Bohrungsmündung 37 angeordnet ist. Der Kontaktierungsvorsprung 55 ist insbesondere koaxial zu der Durchgangsbohrung 35 ausgerichtet.
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Der Kontaktierungsvorsprung 55 steht bezüglich des ihn radial außen umrahmenden Flächenabschnitts der axialen Außenfläche 38, der zur besseren Unterscheidung auch als Umrahmungs-Außenflächenabschnitt 56 bezeichnet sei, axial vor. Er ist bevorzugt ringförmig strukturiert, sodass er die äußere Bohrungsmündung 37 ringförmig umschließt. Gemäß dem in den 1 bis 4 illustrierten Ausführungsbeispiel ist der undeformierte Kontaktierungsvorsprung 55 ringförmig in sich geschlossen, sodass er die Durchgangsbohrung 35 ununterbrochen umrahmt.
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Bevorzugt ist der Kontaktierungsvorsprung bezüglich des Umrahmungs-Außenflächenabschnittes 56 kragenartig erhaben ausgebildet.
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Alternative Ausführungsformen für den Kontaktierungsvorsprung 55 sind in den 5 und 6 illustriert. Diesen alternativen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der undeformierte Kontaktierungsvorsprung 55 in seiner Umfangsrichtung 57 segmentiert ist und sich aus einer Vielzahl von Einzelvorsprüngen 55a zusammensetzt, die in der Umfangsrichtung 57, also rings um die äußere Bohrungsmündung 37 der Durchgangsbohrung 35 herum, unter gegenseitigem Abstand zueinander verteilt angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind die Einzelvorsprünge 55a relativ zueinander so ausgerichtet, dass sie auf einer gemeinsamen, zu der Durchgangsbohrung 35 koaxialen Kreislinie 58 liegen.
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Der ringförmig geschlossen ausgebildete Kontaktierungsvorsprung 55 ist gemäß 4 bevorzugt ebenfalls kreisförmig gestaltet, sodass auch er auf einer zu der Durchgangsbohrung 35 koaxialen Kreislinie 58 liegt.
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Für die Einzelvorsprünge 55a sind verschiedene Gestaltungen möglich. Die Einzelvorsprünge 55a können beispielsweise gemäß 5 kreisbogenförmig gestaltet und so angeordnet sein, dass ihre konkave Seite der Durchgangsbohrung 35 zugewandt ist.
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Gemäß einer in 6 illustrierten Gestaltung hat jeder Einzelvorsprung 55a eine längliche Formgebung und ist so ausgerichtet, dass seine Längsachse radial bezüglich des Querschnitts-Zentrums 62 der Durchgangsbohrung 35 ausgerichtet ist. Als vorteilhaft wird es in diesem Fall angesehen, wenn sich die Einzelvorsprünge 55a mit zunehmender Entfernung von dem Querschnitts-Zentrum 62 verbreitern. Sie können allerdings auch eine über ihre Länge konstante Breite haben.
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Bei noch nicht hergestellter Schraubverbindung 22 erstreckt sich die Korrosionsschutzschicht 28 auch uneingeschränkt über den Kontaktierungsvorsprung 55 hinweg. Der Kontaktierungsvorsprung 55 ist ebenso beschichtet wie die anderen Flächenabschnitte der axialen Außenfläche 38 und insbesondere der gesamten Außenoberfläche des Grundkörpers 27 der zweiten Gehäusekomponente 19.
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Bei der Herstellung des Gehäuses 2 werden die erste Gehäusekomponente 18 und die zweite Gehäusekomponente 19 individuell gefertigt und bereitgestellt. Die Herstellung der zweiten Gehäusekomponente 19 erfolgt durch die Herstellung des für die äußere Formgebung und auch für die Stabilität verantwortlichen Grundkörpers 27 und dessen anschließende Beschichtung mit der elektrisch nichtleitenden Korrosionsschutzschicht 28. Hierbei wird auch der bei der Herstellung des Grundkörpers 27 geformte Kontaktierungsvorsprung 55 beschichtet. Der Zustand der zweiten Gehäusekomponente 19 entspricht dann demjenigen, wie er in den 3 bis 6 illustriert ist.
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Ein darauffolgender Verfahrensschritt bei der Herstellung des Gehäuses 2 besteht darin, die zweite Gehäusekomponente 19 mit ihrer zweiten Fügefläche 33 an die erste Fügefläche 32 des Grundkörpers 26 der ersten Gehäusekomponente 18 anzusetzen. Dieser mit den Fügeflächen 32, 33 aneinander angesetzte Zustand der beiden Gehäusekomponenten 18, 19 geht aus der 3 hervor. Die Schraubverbindungen 22 sind dabei zunächst noch nicht hergestellt.
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Ein darauffolgender Verfahrensschritt sieht die Ausbildung der Schraubverbindungen 22 vor. Hierzu wird pro herzustellender Schraubverbindung 22 eine Befestigungsschraube 43 mit ihrem Gewindeschaft 45 voraus von der Seite der axialen Außenfläche 38 her durch die zugeordnete Durchgangsbohrung 35 hindurchgesteckt und in die damit fluchtende Gewindebohrung 34 eingeschraubt.
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Bei dem dabei stattfindenden Einschraubvorgang nähert sich die ringförmige Spannfläche 53 an den ihr gegenüberliegenden Kontaktierungsvorsprung 55 an, um letztlich an dem die vordere Stirnfläche 63 des Kontaktierungsvorsprunges 55 bedeckenden Schutzschichtabschnitt 64 der Korrosionsschutzschicht 28 zur Anlage zu gelangen.
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Die Fertigstellung der Schraubverbindung 22 besteht im Festziehen der Befestigungsschraube 43, sodass der Schraubenkopf 44 den nur eine relativ geringe Breite aufweisenden Kontaktierungsvorsprung 55 unter plastischer Verformung zusammendrückt und/oder umbiegt. Eine mögliche Formgebung des deformierten Kontaktierungsvorsprunges 55 ist in 2 illustriert.
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Die plastische Deformation des Kontaktierungsvorsprunges 55 geht mit einem Aufbrechen des den unverformten Kontaktierungsvorsprung 55 bedeckenden Schutzschichtabschnittes 64 der Korrosionsschutzschicht 28 einher. Somit stellt sich im Bereich des Kontaktierungsvorsprunges 55 mindestens eine Schutzschichtlücke 65 ein, in deren Bereich der Schraubenkopf 44 mit der Spannfläche 53 in direktem Kontakt mit dem deformierten Kontaktierungsvorsprung 55 und somit dem elektrisch leitenden Material des Grundkörpers 26 der ersten Gehäusekomponente 18 steht.
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Bevorzugt zeichnet sich die Schraubverbindung 22 dadurch aus, dass der Kontaktierungsvorsprung 55 so weit beziehungsweise so stark verformt ist, dass der Schraubenkopf 44 mit seiner ringförmigen Spannfläche 53 im Bereich des Umrahmungs-Außenflächenabschnittes 56 an der ersten Gehäusekomponente 18 anliegt. Bevorzugt liegt die Spannfläche 53 dabei an der im Bereich des Umrahmungs-Außenflächenabschnittes 56 unbeschädigten Korrosionsschutzschicht 28 an.
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Somit ist die zweite Gehäusekomponente 19 mit der ersten Gehäusekomponente 18 verspannt, und gleichzeitig liegt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schraubenkopf 44 und dem deformierten Kontaktierungsvorsprung 55 vor.
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Somit ergibt sich eine durchgängige leitende Verbindung zwischen dem Grundkörper 26 der ersten Gehäusekomponente 18, der Befestigungsschraube 43 und dem Grundkörper 27 der zweiten Gehäusekomponente 19. Damit verbunden ist der angestrebte Potenzialausgleich zwischen den beiden Gehäusekomponenten 18, 19.
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Die vordere Stirnfläche 63 des unverformten Kontaktierungsvorsprunges 55 kann im Querschnitt betrachtet abgerundet, abgeflacht oder zu einer Kante auslaufend ausgebildet sein.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Außendurchmesser des unverformten Kontaktierungsvorsprunges 55 kleiner ist als der Außendurchmesser der an dem Schraubenkopf 44 ausgebildeten Spannfläche 53. In den 4 bis 6 ist die Außenkontur der Spannfläche 53 bei 53a strichpunktiert angedeutet. Damit ist zum einen der Effekt verbunden, dass der Kontaktierungsvorsprung 55 in der bezüglich der Bohrungslängsachse 42 radialen Richtung relativ schmal und leicht verformbar ist. Außerdem kann damit erreicht werden, dass der verformte Kontaktierungsvorsprung 55 nicht über den Außenumfang 53a der Spannfläche 53 hinausgedrängt wird.
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Vorzugsweise ist der Kontaktierungsvorsprung 55 so nahe bei der äußeren Bohrungsmündung 37 der Durchgangsbohrung 35 platziert, dass er bei seiner durch den Schraubenkopf 44 hervorgerufenen Deformation zumindest partiell in die Durchgangsbohrung 35 hineinverformt wird. Dieser Effekt ist in dem vergrößerten Ausschnitt der 2 gut zu erkennen.
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Die Korrosionsschutzschicht 28 ist oder wird vorzugsweise derart auf die Außenoberfläche des Grundkörpers 27 der zweiten Gehäusekomponente 19 aufgebracht, dass der den Kontaktierungsvorsprung 55 bedeckende Schutzschichtabschnitt 64 dünner ist als die neben dem Kontaktierungsvorsprung 55 aufgebrachten Abschnitte der Korrosionsschutzschicht 28. Dies begünstigt das Aufbrechen des Schutzschichtabschnittes 64 bei der Beaufschlagung seitens der Spannfläche 53.
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Die Korrosionsschutzschicht 28 wird zweckmäßigerweise durch Lackieren als Lackschicht auf den Grundkörper 27 der zweiten Gehäusekomponente 19 aufgebracht.
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Die geschilderten Maßnahmen ermöglichen eine prozesssichere Herstellung eines Potenzialausgleiches zwischen zwei Gehäusekomponenten 18, 19 eines Gehäuses 2, von denen die zweite Gehäusekomponente 19 von einer Korrosionsschutzschicht 28 überzogen ist. Da sich die Ausbildung der durch lokale Zerstörung der Korrosionsschutzschicht 28 geschaffenen leitenden Verbindung auf die Korrosionsschutzschicht 28 im Übrigen nicht auswirkt, bleibt die angestrebte Korrosionsschutzwirkung für das Gehäuse 2 insgesamt dennoch uneingeschränkt erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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