DE102022201668B3

DE102022201668B3 - Gehäusebaugruppe und damit ausgestatteter fluidbetätigter Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE102022201668B3
Application number: DE102022201668.8A
Authority: DE
Inventors: Steffen Göggerle
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2042-02-18

Abstract

Es werden eine Gehäusebaugruppe (6) und ein mit einer solchen Gehäusebaugruppe (6) ausgestatteter fluidbetätigter Arbeitszylinder (1) vorgeschlagen. Die Gehäusebaugruppe (6) hat einen Gehäusekörper (7), in dem ein Aufnahmeraum (27) ausgebildet ist, in dem eine Funktionsstruktur (37) angeordnet ist, die im Falle eines Arbeitszylinders (1) eine Kolbenstange (15) umschließt. Die Funktionsstruktur (37) ist in ihrer Einbaulage mittels eines Sicherungsringes (35) und eines Halteelementes (36) festgehalten. Der Sicherungsring (35) ist nach Art eines Sprengrings ausgebildet und in einer Verankerungsnut (53) fixiert. Er verfügt über ein Innengewinde (63), in das das Halteelement (36) mit einem Außengewinde (68) eingeschraubt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gehäusebaugruppe, mit einem Gehäusekörper, in dem ein sich in der Achsrichtung einer Längsachse erstreckender, axial von einer Innenumfangsfläche begrenzter Aufnahmeraum ausgebildet ist, der axial außen über eine Aufnahmeraumöffnung zu einer Außenfläche des Gehäusekörpers ausmündet und in den eine eine Einbaulage einnehmende Funktionsstruktur eingesetzt ist, die unter Verwendung eines nach Art eines Sprengrings ausgebildeten federelastischen Sicherungsringes der Gehäusebaugruppe in ihrer Einbaulage fixiert ist, wobei der an einer Stelle seines Umfanges durch einen Spalt unterbrochene Sicherungsring durch die Aufnahmeraumöffnung hindurch in den Aufnahmeraum eingesetzt und dort zur Fixierung am Gehäusekörper in eine in der Innenumfangsfläche des Aufnahmeraumes ausgebildete ringförmige Verankerungsnut eingreift.
Die Erfindung betrifft ferner einen fluidbetätigten Arbeitszylinder, mit einem Antriebsgehäuse und einem diesbezüglich durch Fluidkraft axial beweglichen Abtriebsglied, wobei das Abtriebsglied einen in dem Antriebsgehäuse angeordneten Antriebskolben und eine mit dem Antriebskolben verbundene, stirnseitig aus dem Antriebsgehäuse herausragenden Kolbenstange weist.
Eine Gehäusebaugruppe und ein fluidbetätigter Arbeitszylinder der vorgenannten Art sind aus der DE 31 00 627 C2 bekannt. Die Gehäusebaugruppe ist dort Bestandteil eines Antriebsgehäuses eines pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinders, wobei das Antriebsgehäuse einen stirnseitigen Gehäusekörper aufweist, der einen eine Längserstreckung aufweisenden Aufnahmeraum begrenzt, in dem mittels eines in eine ringförmige Verankerungsnut eingeschnappten Sprengringes eine Funktionsstruktur fixiert ist. Die Funktionsstruktur enthält einen Dichtungsring und einen diesbezüglich vorgelagerten Abstreifring, wobei eine den Aufnahmeraum durchsetzende Kolbenstange eines mit einem Antriebskolben versehenen Abtriebsgliedes von den beiden Ringen koaxial umschlossen ist. Durch den in die Verankerungsnut eingeschnappten Sprengring wird die Funktionsstruktur in ihrer Einbaulage innerhalb des Aufnahmeraumes festgehalten. Die sich an den Sprengring anschließende axiale Länge des Aufnahmeraumes, die als Einbauraum für die Funktionsstruktur genutzt wird, ist an die Länge der Funktionsstruktur angepasst.
Die DE 74 414 93 U beschreibt ebenfalls eine als Bestandteil eines fluidbetätigten Arbeitszylinders realisierte Gehäusebaugruppe, bei der eine Kolbenstange von einem Dichtungsring umschlossen ist, der in einem Aufnahmeraum eines Gehäusekörpers mittels eines Sprengrings fixiert ist.
Aus der DE 44 08 408 C1 ist eine bei einem fluidbetätigten Arbeitszylinder zum Einsatz gelangende Abstreifvorrichtung bekannt, bei der ein Abstreifring mittels eines Sicherungsrings an einem Gehäusekörper fixiert ist, wobei zur Vereinfachung der Montage der Abstreifring und der Sicherungsring unter Bildung einer Montageeinheit aneinander befestigt sind.
Aus der DE 101 53 336 A1 ist ein Druckmittelzylinder mit einem entlang einer Achse verlaufenden Zylindergehäuse und einem dichtend hierin angeordneten Kolben zur axialen Hin- und Herbewegung infolge einer Druckmittelbeaufschlagung von mindestens einer Arbeitskammer über einen Druckmittelanschluss zu zumindest einer Seite des Kolbens und mit einer Einrichtung zur Einstellung der Länge des Kolbens bekannt. Hierzu ist wobei ein axial verschiebbarer und fixierbarer Einsatz im Zylindergehäuse zur Abdichtung der Arbeitskammer und Begrenzung der Axialbewegung des Kolbens nach Art eines Endanschlages vorgesehen, ferner ist der Druckmittelanschluss in der Wandung des Zylindergehäuses angeordnet, wobei ferner der Endanschlag einen schmaleren Endbereich als das das umgebende Zylindergehäuse aufweist, um durch den hierdurch gebildeten Ringspalt einen Druckmittelfluss zwischen dem Druckmittelanschluss und der Arbeitskammer in den unterschiedlichen axialen Positionen des Einsatzes zu bilden.
Die DE 38 01 076 A1 offenbart eine Kolbenstangenführung, die mittels Sicherungsring in Zylindern eingesetzt sind, wofür ein Befestigungs- und Dichtungsring zwischen Zylinderrohr und Kolbenstange vorgesehen ist. Der Befestigungs- und Dichtungsring ist bis zum Sicherungsring eingeführt. Zur weiteren Sicherung ist die Kolbenstangenführung und/oder die Innenseite des Zylinderrohres profiliert. Mit der Sicherung gegen axiales Verschieben ist gleichzeitig eine Abdichtung verbunden, die das Eindringen von Schmutz für die Befestigung verhindert.
Aus der US 57 15 740 A ist eine Fluidbetätigungsvorrichtung mit einem Gehäuse bekannt, wobei das Gehäuse eine kolbenbetätigte Kolbenstange umschließt, von der sich mindestens ein Ende durch eine Öffnung in einem Endzylinder-Verschlusselement erstreckt, das in mindestens einem Ende des Zylinders befestigt ist. Das Verschlusselement kann in mindestens ein Ende des Zylinders eingesetzt werden, um mit diesem abzudichten, und ist mit einem konischen Sitz versehen, der an einem ähnlich konischen Sitz anliegt, der in dem Zylinder vorgesehen ist, um eine Metall-auf-Metall-Dichtung zu schaffen, die auch als Ausrichtungsmechanismus für die ausfahrende Kolbenstange dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gehäusebaugruppe und einem fluidbetätigten Arbeitszylinder jeweils die Möglichkeit zu schaffen, Funktionsstrukturen auch bei voneinander abweichender Gestaltung kostengünstig und zuverlässig in einem Aufnahmeraum eines Gehäusekörpers zu fixieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Gehäusebaugruppe in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der Sicherungsring an seinem Innenumfang ein Innengewinde aufweist und die Gehäusebaugruppe über ein Halteelement verfügt, das mit einem an seinem Außenumfang ausgebildeten, zum Innengewinde des Sicherungsringes passenden Außengewinde in den Sicherungsring eingeschraubt ist und die Funktionsstruktur in ihrer Einbaulage festhält.
Die Erfindung wird ferner bei einem fluidbetätigten Arbeitszylinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Antriebsgehäuse als Bestandteil einer im vorgenannten Sinne ausgebildeten Gehäusebaugruppe ausgebildet ist, deren Aufnahmeraum von der Kolbenstange axial beweglich durchsetzt ist, wobei die Funktionsstruktur einen die Kolbenstange umschließenden Dichtungsring und/oder Abstreifring aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Gehäusebaugruppe und einem damit ausgestatteten erfindungsgemäßen fluidbetätigten Arbeitszylinder kommt nach wie vor das Grundprinzip eines Sprengrings zur axialen Fixierung einer Funktionsstruktur zur Anwendung, die in einer Einbaulage in einem von einem Gehäusekörper begrenzten Aufnahmeraum zu montieren ist. Ein nach Art eines Sprengrings ausgebildeter, radial federelastischer Sicherungsring ist an einer Stelle seines Umfanges durch einen Spalt unterbrochen, sodass er zwei einander zugewandte, den Spalt begrenzende Ringenden hat. Zur leichterer Bezugnahme wird der Sicherungsring aufgrund seiner lokalen Unterbrechung im Folgenden auch als geschlitzter Sicherungsring bezeichnet. Der geschlitzte Sicherungsring besteht aus einem federelastisch biegbaren Material, sodass unter vorübergehender Verengung des Spaltes eine reversible Verringerung des Ringdurchmessers des Sicherungsringes möglich ist. Diese Eigenschaft ist nutzbar, um den Sprengring zur Einnahme seiner Gebrauchsstellung in eine nach radial innen hin offene ringförmige Verankerungsnut einzusetzen, die in der Innenumfangsfläche eines in einem Gehäusekörper ausgebildeten Aufnahmeraumes ausgebildet ist. Der Sicherungsring kann insbesondere ein- geschnappt werden. Der derart montierte Sicherungsring ist axial formschlüssig und bevorzugt zusätzlich auch radial kraftschlüssig in der Verankerungsnut gehalten. Mit Hilfe des sprengringförmigen Sicherungsringes lässt sich eine axial innerhalb der ringförmigen Verankerungsnut in einem als Einbauraum bezeichenbaren Bereich des Aufnahmeraumes platzierte Funktionsstruktur axial fixieren, um eine bestimmungsgemäß gewünschte axiale Relativlage bezüglich des Gehäusekörpers vorzugeben. Allerdings ist der Sicherungsring nicht zum unmittelbaren Zusammenwirken mit der Funktionsstruktur vorgesehen, sondern lediglich als Träger eines zusätzlichen Halteelements, das zur Einnahme seiner Gebrauchsstellung in den an einer Stelle seines Umfanges unterbrochenen Sicherungsring einschraubbar ist. Der Sicherungsring hat zu diesem Zweck an seinem Innenumfang ein Innengewinde, das in der eingeschnappten Gebrauchsstellung des Sicherungsringes mit einem am Außenumfang des Halteelementes ausgebildeten Außengewinde zur Ermöglichung einer Schraubverbindung zusammenpasst, insbesondere aufgrund einer komplementären Gewindegestaltung. Das Halteelement kann bei der Montage der Gehäusebaugruppe mit variabler axialer Einschraubtiefe so weit in den Sicherungsring eingeschraubt werden, dass die zuvor eingesetzte Funktionsstruktur in der gewünschten Einbaulage axial abgestützt wird und ihrer bestimmungsgemäßen Funktion nachkommen kann. Es erübrigt sich eine exakte Abstimmung zwischen der Baulänge der Funktionsstruktur und der axialen Tiefe des Einbauraumes, da das Halteelement abhängig von seiner Einschraubtiefe unterschiedliche axiale Relativpositionen bezüglich des Sicherungsringes einnehmen kann, die den individuellen Abmessungen der in dem Einbauraum eingesetzten Funktionsstruktur Rechnung tragen. Nicht nur, dass sich auf diese Weise Fertigungs- und Montagetoleranzen bezüglich der Funktionsstruktur kompensieren lassen, ermöglicht dieser Aufbau auch die problemlose Unterbringung von Funktionsstrukturen, die von Standardbauformen abweichen. Es besteht insbesondere auch die Möglichkeit, ein und denselben Sicherungsring alternativ mit unterschiedlichen Halteelementen zu kombinieren, die zwar in der Formgebung ihres Außengewindes übereinstimmen, ansonsten aber individuell an die Gegebenheiten der jeweils einzubauenden und festzuhaltenden Funktionsstruktur angepasst sind. Nicht zuletzt erlaubt die Erfindung bei Bedarf sogar eine konventionelle Nutzung der ringförmigen Verankerungsnut zum Einsetzen eines handelsüblichen, innengewindelosen Sprengrings, sofern die Bauform der zu fixierenden Funktionsstruktur dies zulässt. Es kann somit die Möglichkeit geschaffen werden, ein und denselben Gehäusekörper zur konventionellen oder zur erfindungsgemäßen Fixierung einer Funktionsstruktur einzusetzen.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung im Zusammenhang mit einem fluidbetätigten Arbeitszylinder, bei dem die Funktionsstruktur einen Dichtungsring und/oder einen Abstreifring aufweist, der eine den Aufnahmeraum linear verschiebbar durchsetzende Kolbenstange umschließt, um die Kolbenstange bezüglich des Gehäusekörpers abzudichten und/oder um Verunreinigungen von der Kolbenstange abzustreifen. Beispielsweise kann das Halteelement zum einen einen Dichtungsring einer Funktionsstruktur axial beaufschlagen und zum anderen gleichzeitig eine dem Dichtungsring zugewandte und den zur Verfügung stehenden Einbauraum vergrößernde Aufnahmevertiefung bereitstellen, in der ein Abstreifring als weiterer Bestandteil der Funktionsstruktur zumindest teilweise aufgenommen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es ist zweckmäßig, wenn der geschlitzte Sicherungsring aus einem Federstahl besteht. Damit lässt sich die für die Montage und Demontage des Sicherungsrings erforderliche elastische radiale Verformbarkeit mit einer hohen Belastbarkeit für das Innengewinde kombinieren. Eine Herstellung aus Kunststoff ausreichender Festigkeit ist allerdings ebenfalls möglich.
Bevorzugt ist das Innengewinde des Sicherungsringes und das Außengewinde des Halteelementes jeweils als ein Feingewinde ausgebildet, was eine besonders feinfühlige Justierung der axialen Gebrauchsstellung des Halteelementes gestattet.
Ein besonders tragfähiges Innengewinde ergibt sich, wenn der Sicherungsring an seinem mit dem Innengewinde versehenen Innenumfang entsprechend der Innenmantelfläche eines Hohlzylinders konturiert ist, also über eine kreiszylindrische Innenkontur verfügt. Das Halteelement hat an seinem mit dem Außengewinde versehenen Außenumfang zweckmäßigerweise eine entsprechend gestaltete kreiszylindrische Außenkontur.
Als zweckmäßig wird es angesehen, wenn der Sicherungsring einen das Innengewinde aufweisenden hohlzylindrischen Gewindeabschnitt und einen bezüglich des Gewindeabschnittes koaxialen, nach Art eines Ringbundes radial nach außen über den Gewindeabschnitt vorstehenden ringförmigen Verankerungsabschnitt aufweist. Der Gewindeabschnitt und der Verankerungsabschnitt sind insbesondere einstückig miteinander verbunden und durch den die radiale Verformung des Sicherungsringes ermöglichenden Spalt an einer Stelle ihres Umfanges unterbrochen. Bevorzugt greift der montierte Sicherungsring ausschließlich mit seinem Verankerungsabschnitt in die Verankerungsnut des Gehäusekörpers ein.
Zweckmäßigerweise ist mindestens eine zwischen dem montierten Sicherungsring und dem Gehäusekörper wirksame Verdrehsicherungsmaßnahme vorhanden, die beim Einschrauben oder Herausschrauben des Halteelementes ein Mitdrehen des Sicherungsringes zuverlässig verhindert. Eine solche Verdrehsicherungsmaßnahme kann im einfachsten Fall darin bestehen, dass der Sicherungsring hinsichtlich seiner Abmessungen derart auf die Abmessungen der Verankerungsnut abgestimmt ist, dass er in der Verankerungsnut so stark radial verspannt ist, dass die daraus resultierenden Reibkräfte ein Verdrehen des geschlitzten Sicherungsrings relativ zum Gehäusekörper verhindern. Die Komponenten können so aufeinander abgestimmt sein, dass das besagte radiale Verspannen beim Einschrauben des Halteelementes verursacht oder zumindest verstärkt wird.
Zusätzlich oder alternativ kommt als Verdrehsicherungsmaßnahme auch in Frage, den Sicherungsring am Gehäusekörper durch Kleben, Löten oder Schweißen stoffschlüssig zu fixieren.
Eine zusätzliche oder alternative Verdrehsicherungsmaßnahme kann in einer bezüglich des Gehäusekörpers formschlüssigen Abstützung des Sicherungsringes bestehen. Der Formschluss ist in der Drehrichtung des Halteelementes wirksam. Hierzu kann ein bezüglich des Gehäusekörpers abgestützter Verdrehsicherungsvorsprung vorhanden sein, der in der Längsrichtung des Aufnahmeraumes oder in bezüglich der Längsachse des Aufnahmeraumes radialer Richtung in den Spalt des Sicherungsrings hineinragt. Ein solcher Verdrehsicherungsvorsprung kann direkt am Gehäusekörper angeordnet sein, beispielsweise als in eine Gehäusekörperbohrung eingesetzter Verdrehsicherungsstift. Zusätzlich oder alternativ kann ein Verdrehsicherungsvorsprung als Bestandteil der Funktionsstruktur ausgebildet sein, wobei die Funktionsstruktur ihrerseits durch Verdrehsicherungsmaßnahmen bezüglich des Gehäusekörpers unverdrehbar blockiert ist.
In der Drehrichtung des Halteelementes formschlüssige Verdrehsicherungsmaßnahmen können beispielsweise auch in einer sich aus einer Vielzahl verteilter Erhebungen und Vertiefungen zusammensetzenden Verdrehsicherungsstruktur bestehen, die im Bereich des Außenumfanges des geschlitzten Sicherungsringes ausgebildet ist und die in der Gebrauchsstellung des Sicherungsringes in die Nutwandfläche der Verankerungsnut im Rahmen einer plastischen Verformung eingedrückt ist. zweckmäßigerweise ist der Aufnahmeraum axial innen, also in einem zu der Aufnahmeraumöffnung axial beabstandeten Bereich, durch eine der Aufnahmeraumöffnung zugewandte Grundfläche begrenzt, an der die im Aufnahmeraum montierte Funktionsstruktur axial anliegen kann oder anliegt. Bei dieser Grundfläche handelt es sich insbesondere um eine Ringfläche. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, die Funktionsstruktur zwischen der Grundfläche des Gehäusekörpers und dem eingeschraubten Halteelement axial unbeweglich einzuspannen. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement eine axial ins Innere des Aufnahmeraumes weisende innere Stirnfläche aufweist, an der eine die im Einbauraum des Aufnahmeraumes befindliche Funktionsstruktur axial abstützende Abstützfläche ausgebildet ist. Die Abstützfläche ist zweckmäßigerweise ringförmig gestaltet.
Zur leichten Handhabung beim Einschrauben und bei einem eventuell gewünschten Herausschrauben des Halteelementes ist es zweckmäßig, wenn das Halteelement über eine zur werkzeuggestützten Einleitung eines Drehmoments geeignete Werkzeugangriffsstruktur verfügt. Diese Werkzeugangriffsstruktur ist bevorzugt an einer der Funktionsstruktur axial abgewandten äußeren Stirnfläche des Halteelementes ausgebildet, wobei sie mehrere in der Umfangsrichtung des Aufnahmeraumes verteilte axiale Betätigungsvertiefungen enthalten kann, in die ein Schraubwerkzeug einsteckbar ist. Bei den Betätigungsvertiefungen kann es sich beispielsweise um Schlitze oder um Löcher handeln. Zusätzlich oder alternativ kann die Werkzeugangriffsstruktur als eine Außenschlüsselfläche und/oder als eine Innenschlüsselfläche ausgeführt sein, an der sich ein Schraubenschlüssel ansetzen lässt.
Das Halteelement kann eine quer zur Längsachse des Aufnahmeraumes geschlossene Struktur haben, sodass es in seiner Gebrauchsstellung den Aufnahmeraum im Bereich der Aufnahmeraumöffnung nach Art eines Deckels verschließt. Beispielsweise ist ein solches Halteelement scheibenförmig oder becherförmig und dabei durchbrechungslos gestaltet.
Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine hülsenförmige Ausgestaltung des Halteelementes angesehen, bei der das Halteelement axial von einer zentralen Durchgangsöffnung durchsetzt ist. Dies erlaubt Anwendungen, bei denen eine mit der Funktionsstruktur zusammenwirkende Komponente durch das Halteelement hindurch aus dem Aufnahmeraum des Gehäusekörpers herausragt. Besonders vorteilhaft ist dies im Zusammenhang mit einer Anwendung bei einem fluidbetätigten Arbeitszylinder, wo als mit der Funktionsstruktur zusammenwirkende Komponente eine axial bewegliche Kolbenstange vorhanden ist.
Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung ist das hülsenförmige Halteelement insgesamt hohlzylindrisch ausgebildet. Es hat dann zweckmäßigerweise radial außen und innen jeweils einen konstanten Durchmesser über die gesamte Länge hinweg. Allerdings sind auch andere, insbesondere an die Formgebung der festzuhaltenden Funktionsstruktur angepasste Gestaltungen des Halteelementes vorteilhaft. So kann das Halteelement beispielsweise eine mit einer Vertiefungsöffnung axial ins Innere des Aufnahmeraums weisende zentrale Aufnahmevertiefung aufweisen, die den für die Funktionsstruktur zur Verfügung stehenden Einbauraum axial erweitert. Der Einbauraum kann sich dann sogar in den vom Sicherungsring umschlossenen Bereich hinein erstrecken. Ein derart gestaltetes Halteelement hat zweckmäßigerweise an jeder Stelle seines Umfanges einen L-förmigen Querschnitt.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung enthält die Funktionsstruktur einen zur Längsachse der Aufnahmevertiefung koaxialen Dichtungsring, der als Stangendichtung für eine den Aufnahmeraum koaxial durchsetzende und bezüglich des Gehäusekörpers bewegliche Stange ausgebildet ist. Bei der beweglichen Stange kann es sich um eine um ihre Längsachse drehbare Welle oder um eine axial verschiebbare Kolbenstange handeln. Zusätzlich oder alternativ kann die Funktionsstruktur einen zur Längsachse des Aufnahmeraumes koaxialen Abstreifring enthalten, der als Stangenabstreifer für eine den Aufnahmeraum durchsetzende und bezüglich des Gehäusekörpers insbesondere axial verschiebbare Stange ausgebildet ist.
Ein Dichtungsring und ein Abstreifring können alternativ oder in Kombination als Funktionsstruktur vorhanden sein. Bei kombinatorischer Nutzung können die beiden Ringe als zueinander gesonderte Bauteile oder als Baueinheit ausgeführt sein.
Die Gehäusebaugruppe ist vorzugsweise Bestandteil eines fluidbetätigten Arbeitszylinders, der über eine den Aufnahmeraum koaxial durchsetzende Kolbenstange verfügt. Diese Kolbenstange ist beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Arbeitszylinders relativ zu der Gehäusebaugruppe in der Achsrichtung der Längsachse des Aufnahmeraumes linear verschiebbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemä-ßen Gehäusebaugruppe und eines mit einer solchen Gehäusebaugruppe ausgestatteten erfindungsgemäßen fluidbetätigten Arbeitszylinders bevorzugter Bauart, wobei ein Längsschnitt durch den Arbeitszylinder gezeigt ist und ein strichpunktiert umrahmter Bereich separat auch nochmals vergrößert illustriert ist,
2 einen Querschnitt der Anordnung aus 1 im Bereich des mit einem eingeschraubten Halteelement bestückten, in seiner Gebrauchsstellung montierten Sicherungsringes, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen die Funktionsstruktur nicht abgebildet ist,
3 einen den Aufnahmeraum aufweisenden Endabschnitt der Gehäusebaugruppe aus 1 und 2 in einer isometrischen Darstellung,
4 einen Längsschnitt der als Explosionsdarstellung illustrierten Gehäusebaugruppe der 1 bis 3 gemäß Schnittlinie IV-IV aus 2 und 3, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gehäusebaugruppe in einem Längsschnitt entsprechend der 1, wobei eine Funktionsstruktur nur schematisch angedeutet ist und wobei ein in seiner Gebrauchsstellung montiertes Halteelement zusätzlich auch noch gestrichelt in einem demontierten Zustand vor dem Einschrauben in den Sicherungsring abgebildet ist.

In der Zeichnung ist ein fluidbetätigter Arbeitszylinder 1 illustriert, der eine imaginäre Zylinderlängsachse 2 aufweist und über einen vorderen Zylinderendabschnitt 3 sowie einen diesbezüglich axial beabstandeten hinteren Zylinderendabschnitt 4 verfügt. Die in 1 enthaltene Detailvergrößerung sowie die 2 bis 4 zeigen den vorderen Zylinderendabschnitt 3 in unterschiedlichen Ansichten. Die 5 zeigt den vorderen Zylinderendabschnitt 3 eines modifizierten Arbeitszylinders 1.
Der Arbeitszylinder 1 hat ein als Antriebsgehäuse 5 bezeichnetes Gehäuse, das zu einer exemplarisch dem vorderen Zylinderendabschnitt 3 zugeordneten Gehäusebaugruppe 6 gehört. Genauer gesagt hat das Antriebsgehäuse 5 einen exemplarisch einen vorderen Gehäuseendabschnitt des Antriebsgehäuses 5 bildenden Gehäusekörper 7, der seitens des Antriebsgehäuses 5 einen Bestandteil der Gehäusebaugruppe 6 bildet.
Der bevorzugt einstückig ausgebildete Gehäusekörper 7 repräsentiert bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel einen Lagerdeckel 7a des Antriebsgehäuses 5, der in einer als Zylinderlängsrichtung 2a bezeichnete Achsrichtung der Zylinderlängsachse 2 beabstandet zu einem rückseitigen Abschlussdeckel 7b des Antriebsgehäuses 5 angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Lagerdeckel 7a und dem Abschlussdeckel 7b ein an den beiden Deckeln abgedichtet angebrachtes Zylinderrohr 8 des Antriebsgehäuses 5 erstreckt.
Das Antriebsgehäuse 5 umschließt einen Gehäuseinnenraum 12, in dem ein Antriebskolben 13 aufgenommen ist, der den Innenraum 12 unter Abdichtung axial in eine dem vorderen Zylinderendabschnitt 3 zugeordnete vordere Antriebskammer 12a und eine dem hinteren Zylinderendabschnitt 4 zugeordnete hintere Antriebskammer 12b unterteilt. Der Antriebskolben 13 ist Bestandteil eines Abtriebsgliedes 14, das auch noch eine an dem Antriebskolben 13 befestigte Kolbenstange 15 aufweist, die sich in der Zylinderlängsrichtung 2a erstreckt, wobei sie die vordere Antriebskammer 12a und den Lagerdeckel 7a durchsetzt und mit einem äußeren Endabschnitt 16 stirnseitig vorne aus dem Lagerdeckel 7a herausragt.
In die beiden Antriebskammern 12a, 12b mündet jeweils einer von zwei das Antriebsgehäuse 5 durchsetzenden und von einem Antriebsfluid durchströmbaren Steuerkanälen 17, 18, die jeweils außen am Antriebsgehäuse 5 ausmünden und zur Verbindung mit einer nicht weiter illustrierten Steuerventileinrichtung vorgesehen sind, die in der Lage ist, die beiden Antriebskammern 12a, 12b jeweils alternativ mit einem Antriebsfluid, insbesondere Druckluft, zu beaufschlagen oder druckmäßig zu entlasten. Auf diese Weise ist das Abtriebsglied 14 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Abtriebsbewegung 22 relativ zum Antriebsgehäuse 5 antreibbar, mit dem Resultat eines Ausfahrens oder Einfahrens der Kolbenstange 15 aus dem oder in das Antriebsgehäuse 5.
Bei dem Antriebszylinder 1 handelt es sich insbesondere um einen pneumatischen Antriebszylinder, in welchem Falle Druckluft als Antriebsfluid vorgesehen ist.
Die nicht in allen Abbildungen illustrierte Kolbenstange 15 erstreckt sich durch eine in dem Gehäusekörper 7 ausgebildete, in ihrer Längsrichtung radial abgestufte Gehäusekörperbohrung 23 hindurch. Die Gehäusekörperbohrung 23 kann durch spanende Bearbeitung oder durch ein Gießverfahren in dem Gehäusekörper 7 ausgebildet sein. Sie hat eine in die vordere Antriebskammer 12a einmündende innere Bohrungsöffnung 24 und eine äußere Bohrungsöffnung 25, die im Bereich des vorderen Zylinderendabschnittes 3 zu einer im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als vordere Außenfläche 26 bezeichneten Außenfläche 26 des Gehäusekörpers 7 ausmündet. Die Kolbenstange 15 ragt mit ihrem äußeren Endabschnitt 16 durch die äußere Bohrungsöffnung 25 hindurch aus der Gehäusekörperbohrung 23 heraus.
Ein vorderer Endabschnitt der Gehäusekörperbohrung 23 bildet einen Aufnahmeraum 27, der sich in einer Längsrichtung 31a erstreckt und mit einer axial orientierten Aufnahmeraumöffnung 28 zu der vorderen Außenfläche 26 ausmündet. Die Aufnahmeraumöffnung 28 ist exemplarisch von der äußeren Bohrungsöffnung 25 der Gehäusekörperbohrung 23 gebildet. Bei der Längsrichtung 31a handelt es sich um die Achsrichtung einer Längsachse 31 des Aufnahmeraumes 27, die exemplarisch die gleiche Ausrichtung hat wie die Zylinderlängsachse 2 und die sich querschnittsmittig entlang des Aufnahmeraumes 27 erstreckt.
Der Aufnahmeraum 27 endet zweckmäßigerweise innerhalb des Gehäusekörpers 7 mit einer zu der Aufnahmeraumöffnung 28 in der Längsrichtung 31a beabstandeten Grundfläche 32. Selbige weist in die gleiche Richtung wie die Längsrichtung 31a, wobei sie der Aufnahmeraumöffnung 28 zugewandt ist. Axial zwischen der Grundfläche 32 und der inneren Bohrungsöffnung 24 ist die Gehäusekörperbohrung 23 zweckmäßigerweise als eine Führungsbohrung 33 ausgebildet, in der koaxial eine Führungsbuchse 34 befestigt ist, durch die sich die im vergrößerten Bildausschnitt der 1 nur strichpunktiert angedeutete Kolbenstange 15 axial gleitverschieblich hindurch erstreckt. Die Führungsbuchse 34 bewirkt eine radiale Abstützung der Kolbenstange 15 und bietet somit eine Linearführung für die Kolbenstange 15 bei der Abtriebsbewegung 22.
In dem Aufnahmeraum 27 sind mehrere Komponenten angeordnet, die gemeinsam mit dem Gehäusekörper 7 die oben angesprochene Gehäusebaugruppe 6 bilden. Bei diesen Komponenten handelt es sich um einen Sicherungsring 35, um ein Halteelement 36 und um eine über eine noch zu erläuternde Funktionalität verfügende, ein- oder mehrteilige Funktionsstruktur 37. Gemeinsam bilden der Sicherungsring 35 und das Halteelement 36 eine baugruppenartige Sicherungseinrichtung 38, durch die die Funktionsstruktur 37 in einer Einbaulage in dem Aufnahmeraum 27 unverlierbar axial festgehalten ist. Die Funktionsstruktur 37 befindet sich bei Einnahme ihrer Einbaulage in einem Einbauraum 42, bei dem es sich um einen von einem Längenabschnitt des Aufnahmeraumes 27 gebildeten Teilraum des Aufnahmeraumes 27 handelt und der sich axial innen, also auf der der Aufnahmeraumöffnung 28 axial entgegengesetzten Seite, an die Sicherungseinrichtung 38 anschließt. Exemplarisch ist der Einbauraum 42 axial innen durch die der Sicherungseinrichtung 38 axial zugewandte Grundfläche 32 begrenzt.
Bei ihrem Durchtritt durch den Aufnahmeraum 27 durchsetzt die Kolbenstange 15 auch die darin befindlichen Komponenten 35, 36, 37 der Gehäusebaugruppe 6.
Die Funktionsstruktur 37 enthält bevorzugt entsprechend dem in den 1 bis 4 illustrierten Ausführungsbeispiel einen zur Längsachse 31 des Aufnahmeraumes 27 koaxial angeordneten Dichtungsring 43 und einen ebenfalls koaxial zu der Längsachse 31 angeordneten Abstreifring 44. Diese beiden Ringe sind bevorzugt axial aufeinanderfolgend angeordnet, wobei sich der Dichtungsring 43 zweckmäßigerweise an die Grundfläche 32 anschließt und der Abstreifring 44 zwischen dem Dichtungsring 43 und dem Halteelement 36 der Sicherungseinrichtung 38 angeordnet ist.
Die Funktionsstruktur 37 setzt sich dementsprechend beim Ausführungsbeispiel aus zwei gesonderten Bestandteilen zusammen, die jeweils eine spezifische Funktion erfüllen. So hat der Dichtungsring 43 einen beispielsweise über eine oder mehrere Dichtlippen verfügenden, aus einem gummielastischen Material bestehenden ringförmigen Dichtabschnitt 45, der ringsum an der Außenumfangsfläche 46 dynamisch dichtend anliegt, die vordere Antriebskammer 12a zur Umgebung hin abdichtet. Der Abstreifring 44 hat zweckmäßigerweise einen aus einem bei den üblichen Betriebsbeanspruchungen nicht verformbaren ringförmigen Abstreifabschnitt 47, der beispielsweise aus Metall oder aus einem harten Kunststoff besteht und der ebenfalls an der Außenumfangsfläche 46 der Kolbenstange 15 anliegt, wobei er dazu vorgesehen ist, an der Kolbenstange 15 anhaftende Verunreinigungen bei der Abtriebsbewegung 22 von der Außenumfangsfläche 46 abzustreifen und dadurch den Dichtabschnitt 45 vor Beschädigungen zu bewahren.
Sowohl der Dichtungsring 43 als auch der Abstreifring 44 können jeweils einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Exemplarisch ist jeweils eine mehrteilige Bauform vorgesehen. Der Dichtungsring 43 hat zusätzlich zu dem Dichtabschnitt 45 einen den Dichtabschnitt 45 tragenden ringförmigen Tragabschnitt 48, der aus einem harten Material wie zum Beispiel Metall oder Hartkunststoff besteht und der den Dichtabschnitt 45 koaxial umschließt, wobei letzterer an dem Tragabschnitt 48 fixiert ist.
Der Abstreifring 44 enthält exemplarisch zusätzlich zu dem Abstreifabschnitt 47 einen den Abstreifabschnitt 47 umschließenden Elastomerring 51, der beispielsweise eine in gewissem Rahmen bezüglich der Längsachse 31 radial schwimmende Aufhängung des Abstreifabschnittes 47 bewirken kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 ist die Funktionsstruktur 37 nur schematisch angedeutet. Sie enthält dort beispielsweise nur eine einzige Komponente, bei der es sich nur um einen Dichtungsring 43 handelt oder in der beispielsweise ein Dichtungsring 43 und ein Abstreifring 44 zu einer Baueinheit zusammengefasst sind.
Die vorgenannten Ausführungen zeigen, dass die Funktionsstruktur 37 grundsätzlich als eine einheitlich handhabbare Funktionseinheit oder als eine sich aus mehreren separaten Bestandteilen zusammensetzende Funktionsbaugruppe ausgebildet sein kann.
Für welche Funktion die Funktionsstruktur 37 ausgelegt ist, hängt vom Einsatzzweck der Gehäusebaugruppe 6 ab. Wenn beispielsweise die Gehäusebaugruppe 6 nicht zu einem Arbeitszylinder 1 gehört, sondern zum Beispiel als Bestandteil eines Messgeräts ausgebildet ist, kann die Funktionsstruktur 37 von einem Sensor gebildet sein, beispielsweise von einem Drucksensor, der einen in einem von dem Gehäusekörper 7 begrenzten Innenraum herrschenden Fluiddruck misst.
Der Aufnahmeraum 27 ist radial außen von einer der Längsachse 31 zugewandten Innenumfangsfläche 52 begrenzt, die sich axial zwischen der Aufnahmeraumöffnung 28 und der Grundfläche 32 erstreckt. Die Innenumfangsfläche 52 ist insbesondere zylindrisch und bevorzugt kreiszylindrisch entsprechend der Innenumfangsfläche eines Hohlzylinders geformt. Aus den 2 und 3 ist der von der Innenumfangsfläche 52 umrahmte, bevorzugt kreisförmige Querschnitt des Aufnahmeraums 27 gut ersichtlich. Die Innenumfangsfläche 52 befindet sich an einem den Aufnahmeraum 27 radial außen umschließenden Wandabschnitt 7c des Gehäusekörpers 7, wobei dieser Wandabschnitt 7c beim illustrierten Ausführungsbeispiel hülsenförmig ausgebildet ist.
In der Innenumfangsfläche 52 ist eine zu der Längsachse 31 koaxiale Ringnut ausgebildet, die aufgrund ihrer Funktion als Verankerungsnut 53 bezeichnet wird. Diese ringförmige Verankerungsnut 53 befindet sich in einem axialen Abstand zu sowohl der Aufnahmeraumöffnung 28 als auch der Grundfläche 32. Die Verankerungsnut 53 ist von einer Nutbegrenzungsfläche 54 begrenzt, deren Formgebung einen Querschnitt der Verankerungsnut 53 definiert. Bevorzugt ist die Nutbegrenzungsfläche 54 im Querschnitt betrachtet zumindest partiell konkav und insbesondere kreisförmig konkav konturiert. Beim Ausführungsbeispiel der 5 folgt die Nutbegrenzungsfläche 54 im Querschnitt betrachtet einer Kreislinie und definiert einen halbkreisförmigen Nutquerschnitt. Beim Ausführungsbeispiel der 1 hat die Nutbegrenzungsfläche 54 im Querschnitt betrachtet einen der Aufnahmeraumöffnung 28 zugeordneten, kreisbogenförmig konturierten vorderen Flächenabschnitt, an den sich ein der Grundfläche 32 zugeordneter linearer, hinterer Flächenabschnitt anschließt, der bezüglich der Längsachse 31 geneigt ist. Grundsätzlich sind allerdings auch noch andere Querschnittsformen der radial innen zu der Längsachse 31 hin offenen Verankerungsnut 53 möglich.
Die Verankerungsnut 53 hat eine ringförmige, nach radial innen zu der Längsachse 31 weisende Nutöffnung 53a.
Die Verankerungsnut 53 dient zur bezüglich des Gehäusekörpers 6 axial unbeweglichen Verankerung des Sicherungsrings 35, der in seiner aus den 1, 2 und 5 ersichtlichen Gebrauchslage kraft- und formschlüssig durch die Nutöffnung 53a hindurch in die Verankerungsnut 53 eingreift. Sofern keine anderen Angaben gemacht werden, bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf diese Gebrauchslage des Sicherungsrings 35.
Die ringförmige Verankerungsnut 53 erstreckt sich in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung 55 rings um die mittige Längsachse 31 des Aufnahmeraums 27 herum. Im Unterschied dazu ist der Sicherungsring 35 in der Umfangsrichtung 55 nicht geschlossen, sondern ist an einer Stelle seines Umfangs durch einen Spalt 56 unterbrochen. Im Folgenden wird der Sicherungsring 35 daher auch als geschlitzter Sicherungsring 35 bezeichnet.
Der Spalt 56 hat in Verbindung mit federelastischen Eigenschaften des Materials des Sicherungsrings 35 zur Folge, dass der Sicherungsring 35 nach Art eines sogenannten Sprengrings federelastisch verformbar ausgebildet ist. Der Sicherungsring 35 hat eine zur Längsachse 31 des Aufnahmeraums 27 koaxiale Ringlängsachse 57 und er ist unter Veränderung des von ihm umrahmten Querschnittes gemäß Doppelpfeil 58 reversibel radial verformbar. Die Verformung äußert sich in einer Veränderung des Abstandes zwischen den beiden einander zugewandten Ringenden 35a, 35b und dementsprechend in einer Veränderung der in der Umfangsrichtung 55 gemessenen Spaltbreite des Spaltes 56.
Im demontierten Zustand hat der geschlitzte Sicherungsring 35 einen Außendurchmesser, der größer ist als ein kleinster Innendurchmesser eines sich zwischen der Verankerungsnut 53 und der Aufnahmeraumöffnung 28 erstreckenden Eingangsabschnittes 58 des Aufnahmeraumes 27. Zur Montage in seiner Gebrauchslage wird der Sicherungsring 35 gemäß Montagepfeil 61 durch die Aufnahmeraumöffnung 28 hindurch unter Verringerung der Spaltbreite des Spaltes 56 in den Aufnahmeraum 27 hineingedrückt, bis er aufgrund seiner Federelastizität unter Aufweitung des Spaltes 56 in die Verankerungsnut 53 einschnappt und somit seine axial unbeweglich fixierte Gebrauchsstellung erhält.
Eine Besonderheit des geschlitzten Sicherungsringes 35 besteht darin, dass er an seinem der Ringlängsachse 57 radial zugewandten Innenumfang 62 ein Innengewinde 63 aufweist. Es handelt sich dabei insbesondere um ein metrisches Gewinde und vorzugsweise um ein Gewinde mit sehr geringer Steigung, insbesondere um ein Feingewinde.
Bevorzugt ist der Sicherungsring an seinem Innenumfang 62 entsprechend den illustrierten Ausführungsbeispielen in der Form der Innenmantelfläche eines Hohlzylinders gestaltet. Auf diese Weise kann das Innengewinde 63 ebenfalls zylindrisch ausgebildet sein und eine relativ große Länge in der Achsrichtung der Ringlängsachse 57 aufweisen. Es versteht sich, dass das Innengewinde 63 - wie der Sicherungsring 35 insgesamt - durch den Spalt 56 unterbrochen ist.
Den illustrierten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass das Innengewinde 63 in einem durch den Spalt 56 unterbrochenen hohlzylindrischen Gewindeabschnitt 64 des Sicherungsringes 35 ausgebildet ist, über den radial außen ein zu der Ringlängsachse 31 koaxialer ringförmiger Verankerungsabschnitt 65 des Sicherungsringes 35 nach radial außen vorsteht, der von dem Spalt 56 ebenfalls unterbrochen ist. In der Gebrauchsstellung taucht der Verankerungsabschnitt 65 von radial innen her durch die Nutöffnung 53a hindurch in die Verankerungsnut 53 ein und liegt an deren Nutbegrenzungsfläche 54 mit Vorspannung an.
Soweit der Verankerungsabschnitt 65 in die Verankerungsnut 53 eintaucht, kann er einen bezüglich der Verankerungsnut 53 zumindest im Wesentlichen komplementären Querschnitt aufweisen. Beispielhaft ist der Verankerungsabschnitt 65 allerdings radial außen ringsum abgeflacht, sodass er mit der Nutbegrenzungsfläche 54 einen ringförmigen Zwischenraum 66 definiert, der beispielsweise zur Aufnahme eines Klebstoffes verwendbar ist, der als eine mögliche Verdrehsicherungsmaßnahme 85 den Sicherungsring 35 bezüglich des Gehäusekörpers 7 unverdrehbar fixiert.
Der Verankerungsabschnitt 65 kann axial einseitig oder - gemäß den illustrierten Ausführungsbeispielen - beidseits von dem hohlzylindrischen Gewindeabschnitt 64 überragt sein. Mit diesen vorstehenden Abschnitten kann der Gewindeabschnitt 64 an der Innenumfangsfläche 52 des Aufnahmeraumes 27 anliegen.
Zur Realisierung seiner Federelastizität ist der an einer Stelle seines Umfanges geschlitzte Sicherungsring 35 exemplarisch aus einem Federstahl gefertigt. Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel besteht er aus einem die notwendige Festigkeit aufweisenden Kunststoffmaterial.
Das gemeinsam mit dem Sicherungsring 35 die Sicherungseinrichtung 38 bildende Halteelement 36 nimmt bei bestimmungsgemäßer Anordnung eine aus den 1 und 5 ersichtliche Gebrauchsstellung ein, in der es koaxial in den Sicherungsring 35 eintaucht. Es hat eine Haltelement-Längsachse 67, die in der Gebrauchsstellung mit der Ringlängsachse 57 des Sicherungsrings 35 zusammenfällt. Anders als der Sicherungsring 35 ist das Halteelement 36 in der Umfangsrichtung 55 allerdings nicht unterbrochen.
Das Halteelement 36 hat einen sich um die Halteelement-Längsachse 67 herum erstreckenden, nach radial außen orientierten Außenumfang 68, an dem es mit einem zum Innengewinde 63 des Sicherungsrings 35 passenden und diesbezüglich vorzugsweise komplementären Außengewinde 69 versehen ist. Mit diesem Außengewinde 69 ist das Halteelement 36 in das Innengewinde 63 des Sicherungsrings 35 eingeschraubt.
Zur Montage der Sicherungseinrichtung 38 wird zunächst der Sicherungsring 35 in die Verankerungsnut 53 eingesetzt und anschließend das Halteelement 36 in den Sicherungsring 35 eingeschraubt. Dies ermöglicht eine ungehinderte radiale Verformung des Sicherungsrings 35 bei seiner Montage und verhindert bei anschließend eingeschraubtem Halteelement 36 ein unbeabsichtigtes Nach-innen-Biegen der beiden Ringenden 35a, 35b.
Der Innendurchmesser des Sicherungsrings 35 und der Außendurchmesser des Halteelements 36 können so aufeinander abgestimmt sein, dass der Sicherungsring 35 beim Einschrauben des Halteelements 36 eine gewisse radiale Aufweitungskraft erfährt und zusätzlich zu seiner inhärenten Federkraft auch noch durch das Halteelement 36 radial gegen die Innenumfangsfläche des Aufnahmeraums 27 innerhalb und/oder außerhalb der Verankerungsnut 53 angedrückt wird.
Exemplarisch ist das Außengewinde 69 entsprechend dem Innengewinde 63 als ein Feingewinde ausgebildet.
Bei der Sicherungseinrichtung 38 ist zweckmäßigerweise eine funktionelle Aufteilung realisiert. Der Sicherungsring 35 dient zur Befestigung der Sicherungseinrichtung 38 am Gehäusekörper 7 und das Halteelement 36 dient zum Festhalten der Funktionsstruktur 37 in ihrer in dem Einbauraum 42 eingenommenen Einbaulage. Da die in der Längsrichtung 31a betrachtete Einschraubtiefe des Halteelements 36 bezüglich des Sicherungsrings 35 variabel ist, kann eine optimale Anpassung an die Längenabmessungen der Funktionsstruktur 37 erfolgen.
Das Halteelement 36 hat eine axial ins Innere des Aufnahmeraumes 27 weisende und exemplarisch der Grundfläche 32 zugewandte innere Stirnfläche 72. Diese innere Stirnfläche 72 bildet zumindest bereichsweise eine in der Achsrichtung der Halteelement-Längsachse 67 orientierte Abstützfläche 73, mit der das Halteelement 36 in seiner Gebrauchsstellung an der Funktionsstruktur 37 anliegen kann oder anliegt, die ihrerseits an der Grundfläche 32 des Aufnahmeraumes 27 anliegen kann oder anliegt. Die Funktionsstruktur 37 kann zwischen der Abstützfläche 73 und der Grundfläche 32 axial unbeweglich eingespannt sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 drückt das Halteelement 36 mit seiner Abstützfläche 73 gegen den Dichtungsring 43, der sich seinerseits an der Grundfläche 32 abstützt, sodass er zwischen dem Gehäusekörper 7 und dem Halteelement 36 axial unbeweglich eingespannt ist. Beispielhaft erfolgt die Abstützung axial beidseits an dem Tragabschnitt 48.
Ein vergleichbares Festhaltekonzept kommt beim Ausführungsbeispiel der 5 zur Anwendung.
Der Einbauraum 42 kann sich auf denjenigen Längenabschnitt des Aufnahmeraumes 27 beschränken, der sich zwischen der Grundfläche 32 und der Abstützfläche 73 des Halteelementes 36 erstreckt. Es findet dann zweckmäßigerweise keine axiale Überlappung des Einbauraums 42 mit dem Sicherungsring 35 statt. Allerdings bietet die Sicherungseinrichtung 38 bei entsprechender Ausgestaltung die vorteilhafte Möglichkeit, den Einbauraum 42 so zu verlängern, dass er auch in den von dem Sicherungsring 35 umschlossenen Bereich des Aufnahmeraumes 27 hineinragt, obwohl das Halteelement 36 axial innen über den Sicherungsring 35 vorsteht. Dies ist beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 der Fall.
Die vorgenannte axiale Vergrößerung des Einbauraumes 42 resultiert daraus, dass im Halteelement 36 im Bereich seiner axialen Innenseite eine zentrale Aufnahmevertiefung 74 ausgebildet ist, die eine der Grundfläche 32 zugewandte Vertiefungsöffnung 75 hat und über eine in der Achsrichtung der Halteelement-Längsachse 57 orientierte Bodenfläche 76 verfügt, die zu der Vertiefungsöffnung 75 axial beabstandet ist.
Bevorzugt liegen die Vertiefungsöffnung 75 und die Abstützfläche 73 in einer gemeinsamen, zu der Halteelement-Längsachse 57 orthogonalen Ebene.
In der Gebrauchsstellung des Halteelements 36 erstreckt sich die Aufnahmevertiefung 74 von der Seite der Grundfläche 32 her in den vom Sicherungsring 35 umrahmten Bereich hinein. Gemeinsam bilden die Aufnahmevertiefung 74 und der sich zwischen der Abstützfläche 73 und der Grundfläche 32 erstreckende Längenabschnitt des Aufnahmeraums 27 den Einbauraum 42.
Exemplarisch ist der Abstreifring 44 in der Aufnahmevertiefung 74 angeordnet. Obgleich also der axiale Abstand zwischen der Grundfläche 32 und der Verankerungsnut 53 geringer ist als die gesamte axiale Länge der Funktionsstruktur 37, lässt sich die Funktionsstruktur 37 mittels der Sicherungseinrichtung 38 zuverlässig in ihrer Einbaulage fixieren.
Um den Durchtritt der Kolbenstange 15 zu ermöglichen, hat das Halteelement 36 bei den illustrierten Ausführungsbeispielen eine ringförmige Struktur. Es ist insgesamt hülsenförmig ausgebildet und axial von einer zentralen Durchgangsöffnung 77 durchsetzt, durch die hindurch sich die Kolbenstange 15 erstreckt. Auch bei anderen Anwendungen als im Zusammenhang mit einem fluidbetätigten Arbeitszylinder ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement 36 hülsenförmig gestaltet ist. Allerdings kann es ohne weiteres auch durchbrechungslos ausgebildet sein, um beispielsweise eine Deckelfunktion zu erfüllen, wenn die spezielle Anwendung das Hindurchführen eines Bauteils nicht erfordert.
Zur Realisierung des vergrößerten Einbauraums gemäß Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 kann das hülsenförmige Halteelement 36 becherförmig gestaltet sein, wobei es einen zu der Halteelement-Längsachse 67 orthogonalen Bodenabschnitt 78 und einen von dem Bodenabschnitt 78 axial abstehenden hülsenförmigen Seitenwandabschnitt 79 aufweist. Der Bodenabschnitt 78 ist von der zentralen Durchgangsöffnung 77 durchsetzt, sodass man von einem lochscheibenförmigen Bodenabschnitt 78 sprechen kann. Ein derart gestaltetes Halteelement 36 hat zweckmäßigerweise an jeder Stelle seines Umfanges einen L-förmigen Querschnitt.
Gemeinsam begrenzen der Bodenabschnitt 78 und der Seitenwandabschnitt 79 die Aufnahmevertiefung 74, wobei die Bodenfläche 76 an dem Bodenabschnitt 78 ausgebildet ist und die Abstützfläche 73 mit ringförmiger Konfiguration stirnseitig an dem Seitenwandabschnitt 79 ausgebildet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 ist das Halteelement 36 insgesamt hohlzylindrisch ausgebildet, wobei es von einer einen konstanten Querschnitt aufweisenden zentralen Durchgangsöffnung 77 durchsetzt ist und nicht zur Realisierung eines vergrößerten Einbauraumes 42 genutzt wird.
Zweckmäßigerweise wird die Gehäusebaugruppe 6 in einer Weise zusammengebaut, bei der zunächst im noch nicht montierten Zustand der Sicherungseinrichtung 38 zumindest derjenige Bestandteil der Funktionsstruktur 37 in den Aufnahmeraum 27 eingesetzt wird, der sich an der Grundfläche 32 abstützen soll. Anschließend wird gemäß dem Montagepfeil 61 der 4 der Sicherungsring 35 in die Verankerungsnut 53 eingeschnappt. Hieran anschließend wird gemäß Montagepfeil 82 unter Ausführung eines Schraubvorganges das Halteelement 36 in den Sicherungsring 35 eingeschraubt. Sofern die Funktionsstruktur 37 mehrere Bestandteile hat und das Halteelement 36 über eine Aufnahmevertiefung 74 verfügt, kann ein exemplarisch von dem Abstreifring 44 gebildeter weiterer Bestandteil der Funktionsstruktur 37 zusammen mit dem Halteelement 36 montiert werden, indem er zuvor schon in die Aufnahmevertiefung 74 eingesetzt wird. Abhängig von der Gestaltung der Funktionsstruktur 37 kann selbige allerdings ohne weiteres auch schon vor dem Montieren des Halteelements 36 in seiner Gesamtheit in dem Aufnahmeraum 27 platziert werden.
Zweckmäßigerweise ist die Sicherungseinrichtung 38 so ausgebildet, dass sie in der Gebrauchsstellung des Halteelements 36 vollständig im Innern des Aufnahmeraumes 27 aufgenommen ist und nicht durch die Aufnahmeraumöffnung 28 hindurch axial aus dem Aufnahmeraume 27 herausragt.
Um das Halteelement 36 leicht einschrauben und bei Bedarf wieder herausschrauben zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement 36 über eine geeignete Werkzeugangriffsstruktur 83 verfügt, die das lösbare Ansetzen eines zur Einleitung eines Drehmoments geeigneten Werkzeuges gestattet. Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist eine solche Werkzeugangriffsstruktur 83 verwirklicht, die aus mehreren Betätigungsvertiefungen besteht, die in der Umfangsrichtung 55 verteilt in einer der Funktionsstruktur 37 abgewandten äu-ßeren Stirnfläche 84 des Halteelements 36 ausgebildet sind. Exemplarisch ist die Werkzeugangriffsstruktur 83 in dem Bodenabschnitt 78 ausgebildet.
Weiter oben ist schon angeklungen, dass es vorteilhaft ist, wenn mindestens eine Verdrehsicherungsmaßnahme 85 realisiert ist, die eine Verdrehsicherung des seine Gebrauchsstellung einnehmenden Sicherungsrings 35 bezüglich des Gehäusekörpers 7 hervorruft, sodass der Sicherungsring 35 nicht oder nur sehr begrenzt in der Umfangsrichtung 55 verdrehbar ist. Dies vereinfacht den Einschraubvorgang des Halteelements 36.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 besteht eine Verdrehsicherungsmaßnahme 85 darin, dass ein am Gehäusekörper 7 angeordneter Verdrehsicherungsvorsprung 86 in den Aufnahmeraum 27 und dort in den Spalt 56 des Sicherungsringes 35 hineinragt. Auf diese Weise ist der Sicherungsring 35 an den Stirnflächen seiner beiden Ringenden 35a, 35b durch den Verdrehsicherungsvorsprung 86 in der Umfangsrichtung 55 formschlüssig abgestützt. Der Verdrehsicherungsvorsprung 86 besteht beispielsweise aus einem bolzenförmigen Element, das in einer Bohrung befestigt ist, die in der Innenumfangsfläche 52 des Aufnahmeraums 27 ausgebildet ist.
Eine ebenfalls auf einer formschlüssigen Abstützung basierende Verdrehsicherungsmaßnahme 85 ist beim Ausführungsbeispiel der 5 realisiert. In diesem Fall befindet sich ein in den Spalt 56 eingreifender Verdrehsicherungsvorsprung 86 an der Funktionsstruktur 37, wobei an der Funktionsstruktur 37 ein weiterer Verdrehsicherungsvorsprung 87 ausgebildet ist, der in eine Vertiefung 88 des Gehäusekörpers 7 eingreift, sodass die Funktionsstruktur 37 bezüglich des Gehäusekörpers 7 verdrehgesichert ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 erfährt beim Ausführungsbeispiel der 5 der Sicherungsring 35 seine Verdrehsicherung bezüglich des Gehäusekörpers 7 nur mittelbar unter Zwischenschaltung der ihrerseits verdrehgesicherten Funktionsstruktur 37.
Bevorzugt sind der Verdrehsicherungsvorsprung 86 und der weitere Verdrehsicherungsvorsprung 87 an der Funktionsstruktur 37 an einander axial entgegengesetzten Stirnflächen angeordnet.
Als alternative oder zusätzliche Verdrehsicherungsmaßnahme kommt in Frage, den Sicherungsring 35 in der weiter oben schon erwähnten Weise zum Beispiel mittels einer Klebeverbindung stoffschlüssig zu fixieren oder aber reibungsbedingt durch eine entsprechend hohe radiale Verspannung mit der Innenumfangsfläche 52 des Aufnahmeraums 27.
Zusätzlich oder alternativ kann der Sicherungsring 35 stoffschlüssig beispielsweise auch zumindest punktuell mit dem Gehäusekörper 7 verlötet oder verschweißt sein.

Claims

Gehäusebaugruppe, mit einem Gehäusekörper (7), in dem ein sich in der Achsrichtung einer Längsachse (31) erstreckender, axial von einer Innenumfangsfläche (52) begrenzter Aufnahmeraum (27) ausgebildet ist, der axial außen über eine Aufnahmeraumöffnung (28) zu einer Außenfläche (26) des Gehäusekörpers (7) ausmündet und in den eine eine Einbaulage einnehmende Funktionsstruktur (37) eingesetzt ist, die unter Verwendung eines nach Art eines Sprengrings ausgebildeten federelastischen Sicherungsringes (35) der Gehäusebaugruppe (6) in ihrer Einbaulage fixiert ist, wobei der an einer Stelle seines Umfanges durch einen Spalt (56) unterbrochene Sicherungsring (35) durch die Aufnahmeraumöffnung (28) hindurch in den Aufnahmeraum (27) eingesetzt und dort zur Fixierung am Gehäusekörper in eine in der Innenumfangsfläche (52) des Aufnahmeraumes (27) ausgebildete ringförmige Verankerungsnut (53) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) an seinem Innenumfang (62) ein Innengewinde (63) aufweist und die Gehäusebaugruppe (6) über ein Halteelement (36) verfügt, das mit einem an seinem Außenumfang (68) ausgebildeten, zum Innengewinde (63) des Sicherungsringes (35) passenden Außengewinde (69) in den Sicherungsring (35) eingeschraubt ist und die Funktionsstruktur (37) in ihrer Einbaulage festhält.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) aus einem Federstahl besteht.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Innengewinde (63) des Sicherungsringes (35) und dem Außengewinde (69) des Halteelementes (36) jeweils um ein Feingewinde handelt.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) an seinem mit dem Innengewinde (63) versehenen Innenumfang (62) entsprechend der Innenmantelfläche eines Hohlzylinders konturiert ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) einen das Innengewinde (63) aufweisenden hohlzylindrischen Gewindeabschnitt (64) und einen bezüglich des Gewindeabschnittes (64) koaxialen, radial nach außen über den Gewindeabschnitt (64) vorstehenden ringförmigen Verankerungsabschnitt (65) aufweist, der in die Verankerungsnut (53) eingreift.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Verankerungsnut (53) sitzende Sicherungsring (35) durch mindestens eine Verdrehsicherungsmaßnahme (85) bezüglich des Gehäusekörpers (7) verdrehgesichert ist.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) zu seiner Verdrehsicherung mit der am Gehäusekörper (7) befindlichen Innenumfangsfläche (52) des Aufnahmeraumes (27) radial verspannt und/oder beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen stoffschlüssig verbunden ist.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (35) zu seiner Verdrehsicherung bezüglich des Gehäusekörpers (7) formschlüssig abgestützt ist, zweckmäßigerweise mittels mindestens eines in den Spalt (56) des Sicherungsringes (35) hineinragenden Verdrehsicherungsvorsprunges (86).
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (27) axial innen durch eine an dem Gehäusekörper (7) angeordnete, der Aufnahmeraumöffnung (28) zugewandte Grundfläche (32) begrenzt ist, an der die Funktionsstruktur (37) anliegen kann oder anliegt.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36) eine axial ins Innere des Aufnahmeraumes (27) weisende innere Stirnfläche (72) aufweist, die eine die im Aufnahmeraum (27) befindliche Funktionsstruktur (37) axial abstützende Abstützfläche (73) ausbildet, die zweckmäßigerweise ringförmig gestaltet ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36) eine zur werkzeuggestützten Einleitung eines Drehmoments geeignete Werkzeugangriffsstruktur (83) aufweist.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugangriffsstruktur (83) an einer der Funktionsstruktur (37) axial abgewandten äußeren Stirnfläche (84) des Halteelementes (36) ausgebildet ist und zweckmäßigerweise mehrere in der Umfangsrichtung (55) des Aufnahmeraumes (27) verteilte axiale Betätigungsvertiefungen enthält.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36) hülsenförmig ausgebildet ist, wobei es von einer zentralen Durchgangsöffnung (77) axial durchsetzt ist.
Gehäusebaugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36) insgesamt hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36) eine mit einer Vertiefungsöffnung (35) axial ins Innere des Aufnahmeraumes (27) weisende zentrale Aufnahmevertiefung (74) verfügt, in der die Funktionsstruktur (37) zumindest teilweise aufgenommen ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsstruktur (37) einen zur Längsachse (31) des Aufnahmeraumes (27) koaxialen Dichtungsring (43) enthält, der als Stangendichtung für eine den Aufnahmeraum (27) koaxial durchsetzende, bezüglich des Gehäusekörpers (7) bewegliche Stange (15) ausgebildet ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsstruktur (37) einen zur Längsachse (31) des Aufnahmeraumes (27) koaxialen Abstreifring (44) enthält, der als Stangenabstreifer für eine den Aufnahmeraum (27) koaxial durchsetzende, bezüglich des Gehäusekörpers (7) bewegliche Stange (15) ausgebildet ist.
Gehäusebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines fluidbetätigten Arbeitszylinders (1) ist, der über eine den Aufnahmeraum (27) koaxial durchsetzende Kolbenstange (15) verfügt.
Fluidbetätigter Arbeitszylinder, mit einem Antriebsgehäuse (5) und einem diesbezüglich durch Fluidkraft axial beweglichen Abtriebsglied (14), wobei das Abtriebsglied (14) einen in dem Antriebsgehäuse (5) angeordneten Antriebskolben (13) und eine mit dem Antriebskolben (13) verbundene, stirnseitig aus dem Antriebsgehäuse (5) herausragende Kolbenstange (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (5) als Bestandteil einer Gehäusebaugruppe (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgebildet ist, deren Aufnahmeraum (27) von der Kolbenstange (15) axial beweglich durchsetzt ist, wobei die Funktionsstruktur (37) einen die Kolbenstange (15) umschließenden Dichtungsring (43) und/oder Abstreifring (44) aufweist.