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Die Erfindung betrifft eine Pressbacke oder Presskette nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Derartige Presswerkzeuge und Rohrpressverbindungen sind bekannt. Bei der Herstellung einer Rohrpressverbindung werden Verpressfitting und Rohrende durch eine plastische Verformung kraft- und formschlüssig miteinander verbunden. Die plastische Verformung erfolgt in bekannter Weise mittels einer zweiarmigen Pressbacke mit zwei Presselementen oder einer mehrgliedrigen Kette, welche mehrere Presselemente aufnehmen kann und sich zum Pressende hin zu einem geschlossenen Pressraum ausformt bzw. ergänzt. Der Pressraum ist derart ausgebildet, dass die wirksame Oberfläche das Negativ der Form bildet, die die herzustellende Rohrpressverbindung nach dem Verformungsvorgang aufweisen soll. Zur Verbindung von Rohrenden werden Verpressfittings verwendet, die plastisch verformbar sind und vorzugsweise aus Stahl, Kupfer und/oder aus deren Legierungen bestehen. Ihr zylindrischer Innendurchmesser ist um so viel größer als der Außendurchmesser der zu verbindenden Rohrenden, dass diese bis zum Anschlag in den Verpressfitting eingeschoben werden können. An der Innenseite solcher Fittings befindet sich am Ende oder in der Nähe jedes Endes zusätzlich eine Ringnut, in die ein elastischer Dichtungsring, vorzugsweise O-Ring eingelegt ist. Während des Verpressens wirkt der Pressraum sowohl auf den Ringwulst einschließlich des darin eingelegten Dichtrings als auch auf den oder die zylindrischen Abschnitte des Pressfittings, wobei der Verformungsvorgang in zwei Ebenen stattfindet, der Festigkeits- und Dichtungsebene und darüber hinaus gegebenenfalls einer dazwischenliegenden Zone. In der Festigkeitsebene werden Rohr und Fitting, im zylindrischen Abschnitt durch einen mehreckigen, vorzugsweise Sechs- bis Achtkant, einen ovalen, zitronenförmigen oder sonstigen von einer kreisrunden Form abweichenden Pressraum plastisch bleibend verformt, so dass die gewünschten Verdreh- und Auszugskräfte erreicht werden. Gleichzeitig wird in der Dichtheitsebene die Ringnut radial, kreisförmig, unter Durchmesserverringerung in Richtung seines Mittelpunktes plastisch bleibend verformt, so dass der innenliegende Dichtring eine elastische Verformung erhält. Die zwischen Festigkeits- und Dichtungsebene liegende Zone hat eine Niederhalterfunktion. Bekannterweise ist bei der Auslegung des Verformungsgrads der elastische Anteil von Fitting und Rohr zu berücksichtigen. Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist, dass die von der Kreisrundform abweichende Verformung der Dichtigkeitsebene in einem relativ kleinen axialen Abstand zur kreisförmigen Verformung der Dichtheitsebene liegt. Dadurch wird die angestrebte gleichförmige Dichtringverformung nicht oder nur bedingt möglich. Die Ringnut am Pressfitting nimmt in der Dichtheitsebene an ihrem oberen Scheitelpunkt und an ihren oberen Flanken die negative Kreisform des Raums der Pressbacke oder Kette an. Der untere Teil der Ringnut und der koaxial innenliegende Rohrabschnitt wird durch die axial naheliegende, von der kreisrundförmig abweichenden Verformung der Festigkeitsebene nachteilig so mitverformt, dass die verbleibende Dichtringkammer der Ringnut in ihrer Form ungleichmäßig wird. Daraus folgt, dass auch der Anpressdruck und die Anpressfläche des Dichtrings an der inneren Ringnutwand des Fittings und am koaxial innenliegenden Rohrabschnitt axial und radial ungleichmäßig ist.
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Aus der
DE 295 21 410 U1 ist eine Pressbacke bekannt, bei welcher die Kontur des Notgrundes der Pressringnut bei genauem Nachmessen nicht exakt kreiszylindrisch ist, sondern im Bereich der Stirnseiten einen größeren Durchmesser aufweist als in den Bereichen der Horizontalebene.
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Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Verpressgeometrie der in Rede stehenden Art unter Berücksichtigung der vorgenannten Nachteile verbessert auszugestalten.
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Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass beide Verpresszonen zur Erzielung einer solch gleichmäßigen Verformung der ersten Verpresskammer, dass das innenliegende Dichtelement nahezu gleichmäßig hinsichtlich Anpressdruck und Anpressfläche an den ihn umgebenden Oberflächenbereichen der ringnutartig ausgebildeten ersten Verpresszone und des koaxial liegenden Rohrabschnittes zur Anlage kommt, mit einer unrunden Verpressgeometrie ausgebildet sind, wobei die Abweichung von einer gedachten Kreislinie über jeweils mindestens 80% des Umfangs gegeben ist. Somit ist erreicht, dass nach einer Verpressung die Dichtringkammer eine solch gleichmäßige Verformung erhält, dass das innenliegende Dichtelement nahezu gleichmäßig hinsichtlich Anpressdruck und Anpressfläche an den ihn umgebenden Oberflächenbereichen der ringnutartig ausgebildeten Fitting-Dichtringkammer und des koaxial liegenden Rohrabschnittes zur Anlage kommt. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes, bei welchen weiter mindestens eine weitere Verpresszone an dem Presselement ausgebildet ist, ist vorgesehen, dass ebenfalls die weitere Verpresszone unrund ausgebildet ist. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn diese mit einer unrunden Verpressgeometrie ausgebildeten Verpresszonen in austauschbaren Presselement-Einsätzen ausgeformt sind, so dass zur Erzielung einer erfindungsgemäß optimierten Verpressung keine Veränderung des Pressgeräts bzw. der Pressbacke oder Presskette nötig ist, sondern lediglich ein Austausch der durch die Pressbacke oder Presskette getragenen Presselemente zur Anpassung der Pressgeometrie ausreicht. Auch wird vorgeschlagen, dass die Verpresszonen über den Umfang äquidistant oder zumindest annähernd äquidistant verlaufen.
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Die erste Verpresszone weist eine Nut für einen Ringwulst des Fittings auf. Diese Nut weist Umfangsbereiche (Abweichungsbereiche) auf, die von der Kreisform abweichen, wobei die Abweichungsbereiche mindestens 80% einer Umfangslinie eines gedachten Kreises um die Längsachse umfassen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Verpressgeometrie verrundete Ecken aufweist. Vorgeschlagen wird weiter, dass zwischen der ersten Verpresszone und der zweiten Verpresszone eine mittlere Verpresszone ausgebildet ist, welche mittlere Verpresszone eine Niederhalterfunktion aufweist. Diese mittlere Verpresszone kann zylindrisch ausgebildet sein. Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Verpressgeometrie der mittleren Verpresszone entsprechend der Verpressgeometrie der ersten Verpresszone, jedoch versetzt nach radial innen, ausgebildet ist. Auch diese mittlere Verpresszone kann über den Umfang äquidistant bzw. nahezu äquidistant zu der ersten oder zweiten Verpresszone verlaufen. Es ist vorgesehen, dass eine – in Längsrichtung bzw. Axialrichtung des Presselements betrachtete – Breite der Nut sich über den Umfang ändert. So muss die Nut über ihren Umfang durch Ausbildung gleichmäßig zueinander beabstandeter Einschnürungen wellenförmig ausgebildet sein. Die unrunde Verpressgeometrie der ersten Verpresszone ist so gewählt, dass der zwischen Fitting und Rohr eingefasste Dichtring mit einer Toleranz von 10% über den Umfang gleichmäßig an dem Fitting bzw. an dem Rohr anliegt. Die Auslegung des Verformungsgrads der Ringwulst und somit des innenliegenden Dichtelements erfolgt abhängig von den Toleranzen der einzelnen Komponenten: Fitting, Dichtring, Rohr und Pressbacke bzw. Presskette. Erfindungsgemäß ist das Dichtelement nach einer Verpressung um mindestens 10% und maximal 40% verformt, wobei weiter auch jeder ganzzahlige Wert zwischen 10% und 40% möglich ist. Die vorbezeichnete Prozentangabe bezieht sich auf den Quetschgrad des Dichtelements, um welchen dieses von der ursprünglichen Kreisform ausgehend gequetscht wird. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein größter Abstand zum Mittelpunkt der ersten Verpresszone auf der gleichen Strecke liegt wie die Strecke des größten Abstands zum Mittelpunkt der zweiten Verpresszone. Auch ist vorgesehen, dass der kleinste Abstand zum Mittelpunkt der ersten Verpresszone auf der gleichen Strecke liegt wie die Strecke des kleinsten Abstands zum Mittelpunkt der zweiten Verpresszone. Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass die erste Verpresszone äquidistant bzw. nahezu äquidistant nach außen versetzt zur zweiten Verpresszone und die mittlere Verpresszone äquidistant oder nahezu äquidistant nach innen versetzt zur unrunden ersten Verpresszone ausgebildet ist. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Verpressgeometrie der ersten Verpresszone und/oder der zweiten Verpresszone und/oder darüber hinaus auch der mittleren Verpresszone wellenförmig ausgebildet ist. Bei der Verformung mit einem derart wellenförmigen Profil bildet sich stets eine gleichförmige Dichtringkammer, so dass das Dichtelement im gesamten Umfang nahezu gleichmäßig hinsichtlich Anpressdruck und Anpressfläche an den ihn umgebenden Oberflächenbereich der ringnutartig ausgebildeten Fitting-Dichtringkammer und des koaxial liegenden Rohrabschnittes zur Anlage kommt. Auch erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Verpresszone mit einer der zweiten Verpresszone entsprechenden, jedoch nach radial außen versetzten Verpressgeometrie ausgebildet ist. So können bspw. beide Verpresszonen eine Mehrkant-Verpressgeometrie, insbesondere eine Sechskantgeometrie aufweisen. Denkbar ist jedoch auch, beide Verpressgeometrien wellenförmig auszubilden, wobei weiter die erste Verpresszone mit einer der zweiten Verpresszone entsprechenden, jedoch nach radial außen versetzten Verpressgeometrie ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Verpressgeometrie der ersten Verpresszone äquidistant zu der Verpressgeometrie der zweiten, die Festigkeitszone bildenden Zone ausgerichtet. Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Verpresszone mit einer mehreckigen Verpressgeometrie ausgebildet ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass bei mehreckiger Ausbildung der Verpressgeometrie der zweiten Verpresszone und wellenförmiger Ausbildung der Verpressgeometrie der ersten Verpresszone ein Wellenscheitel in umfangsmäßiger Zuordnung zur Ecke ausgebildet ist. So kann der obere Scheitelpunkt jeder Welle der Dichtelement-Verpressgeometrie auf der gleichen Strecke zum Mittelpunkt liegen wie eine Ecke der Mehrkant-Verpressgeometrie. Diesbezüglich erweist es sich weiter als vorteilhaft, dass bei wellenförmiger Verpressgeometrie das Verhältnis eines Innendurchmessers zu einem Außendurchmesser zwischen 0,8 und 0,99 liegt. Schließlich ist vorgesehen, dass ein Versetzungsmaß der radial nach außen versetzten Verpressgeometrie im Hinblick auf den Einfluss der unrunden Verpressgeometrie auf das Rohr im Bereich des Fitting-Ringwulstes ausgebildet ist derart, dass eine Äquidistanz zum Rohrumfang im Bereich des Ringwulstes gegeben ist.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Pressbacke mit zwei Presselementen in perspektivischer, teilweise aufgebrochener Darstellung;
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2 eine Presskette mit drei Presselementen in teilweise aufgebrochener Ansichtsdarstellung;
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3 einen Querschnitt durch die Presselemente im Bereich eines Pressmauls;
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4 einen mit der Pressbacke bzw. Presskette verpressten Pressfitting;
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5 den Schnitt gemäß der Linie V-V in 1;
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6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 5;
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7 den Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 4;
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8 den Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in 7;
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9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 7;
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10 den Schnitt gemäß der Linie X-X in 9;
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11 eine der 3 entsprechende Darstellung, jedoch eine alternative Ausgestaltung der Pressgeometrien der Presselemente betreffend;
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12 eine der 11 entsprechende Darstellung, jedoch eine weitere Ausführungsform betreffend;
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13 eine Darstellung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 eine Pressbacke 1 für das Verpressen von Verpressfittings 25, z. B. Sanitärfittings oder dergleichen. Diese Pressbacke 1 weist in üblicher Weise zwei Pressbackenhälften 2 auf, deren eine Enden als Presselemente 3 ausgebildet sind. Letztere sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unlösbar mit den Pressbackenhälften 2 verbunden. Die nachstehend weiter detailliert beschriebene Ausgestaltung der Presselemente 3 ist jedoch auch bei lösbaren, austauschbaren Presselementen 3 denkbar.
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Im Bereich der, den Presselementen 3 gegenüberliegenden Enden weisen die dort als Pressbackenhebel ausgeformten Pressbackenhälften 2 Kurvenbahnen 4 auf, zur Beaufschlagung durch nicht dargestellte Druckrollen eines gleichfalls nicht dargestellten hydraulischen bzw. mechanischen Pressgerätes.
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Zur zangenartigen Wirkung der Pressbackenhälften 2 sind diese mittels Bolzen 6 zwischen zwei Verbindungslaschen 7, 8 schwenkbar gelagert. Die Bolzen 6 durchtreten entsprechend positionierte Bohrungen in den Verbindungslaschen 7, 8.
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Weiterhin kann die nachstehend näher erläuterte Ausgestaltung der Pressgeometrien der Presselemente 3 auch bei einer in 2 dargestellten Presskette 20 Anwendung finden. Diese Presskette 20 setzt sich im Wesentlichen aus einer Pressmatrize 21 und einer nicht näher dargestellten Spannvorrichtung 22 zusammen. Die Pressmatrize 21 besteht aus mehreren, vorteilhafterweise gleichen Presselementen 3, die entweder unmittelbar oder nach Art einer Kette durch Laschen 23 gelenkig miteinander verbunden sind.
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Die Presselemente 3 – sowohl der Pressbacke 1 als auch der Presskette 20 – sind mit einer Pressgeometrie versehen, welche zu der gewünschten Stauchung des, zwei Rohre 24 miteinander verbindenden und zu verpressenden Fittings 25 bei geschlossener Pressbacke 1 bzw. Presskette 20 führt.
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Die Presselemente 3 bilden ein, in Schließstellung im Grundriss etwa kreisrundes Pressmaul 9 aus, wobei bei Anordnung der Presselemente 3 in einer Pressbacke 1 jedes Presselement 3 eine im Grundriss etwa halbrunde Maulöffnung besitzt.
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Zum Verpressen bspw. eines Sanitärfittings mit einem Rohr 24 wird die Pressbacke 1 derart angesetzt, dass der Verpressfitting 25 im Bereich des Pressmauls 9 angeordnet ist. Beim Schließen der Presselemente 3 und somit des Pressmauls 9 erfolgt die gewünschte Verpressung.
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Das Pressmaul 9 weist eine, dem zu verpressenden Fitting 25 angepasste Pressgeometrie auf. So sind jedem mit dem Fitting 25 zu verbindendem Rohrende mindestens zwei in Axialrichtung des Pressfittings 25 nebeneinander ausgebildete angeordnete Presszonen 10 und 11 unterschiedlicher Pressgeometrie vorgesehen, welche mit einem dazwischenliegenden Bereich 12 miteinander verbunden sind. Hierbei ist eine erste Verpresszone 10 einem an dem Verpressfitting 25 ausgebildeten Ringwulst 26 zugeordnet und dient somit der Verformung des Verpressfittings 25 in der Dichtungsebene. In der zweiten axial äußeren Verpresszone 11, der Festigkeitsebene, wird die gewünschte Verdreh- und Auszugssicherheit der Verpressung erreicht. Die Verpressgeometrie der ersten Verpresszone 10 ist radial größer gewählt als die Verpressgeometrie der zweiten Verpresszone 11.
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Beide Verpresszonen sind 10 und 11 mit einer unrunden Verpressgeometrie ausgebildet. So ist gemäß der Darstellung in 3 in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass beide Verpressgeometrien mehreckig, dargestellt sechseckig, verrundet ausgebildet sind, wobei die Verpressgeometrie der ersten Verpresszone 10 äquidistant zu der Verpresszone 11, jedoch nach radial außen versetzt, verläuft.
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Gemäß der Darstellung in 5 kann die Ausbildung der Verpressgeometrien auch so gewählt sein, dass die Verpresszone 11, mehreckig, dargestellt sechseckig, ist, wobei die Ecken 13 durch Radien verrundet sind. Die Verpresszone 11 ist demnach wie ein abgerundetes weiches Sechseck ausgebildet, wobei auch hier die Verpressgeometrie der ersten Verpresszone 10 nahezu äquidistant zu der Verpresszone 11, jedoch radial nach außen versetzt verläuft.
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Weiter alternativ können gemäß der Darstellung in 11 die Pressgeometrien 10 und 11 auch wellenförmig ausgebildet sein, wobei ein Wellental 14 der ersten Verpresszone 10 in umfangsmäßiger Zuordnung zu einer Geraden 15 der zweiten Verpresszone 11 ausgebildet ist und ein oberer Wellenscheitel 16 der Verpresszone 10 in umfangsmäßiger Zuordnung zu einer Ecke 13 der Verpresszone 11 ausgebildet ist, so dass der obere Scheitelpunkt 16 jeder Welle auf der gleichen Strecke zum Mittelpunkt liegt wie eine jede Ecke 13 des Mehrkants.
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Des Weiteren ist hierbei ein Verhältnis eines Innendurchmessers r2 zu einem Außendurchmesser r1 von etwa 0,85 gewählt, womit die Verpressgeometrie im Bereich der Verpresszone 10 eindeutig von einer Kreisform abweicht.
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Darüber hinaus ist auch eine wellenförmige Verpressgeometrie der zweiten Verpresszone 11 denkbar, wobei diese äquidistant zur Verpressgeometrie der ersten Verpresszone 10 verläuft (vergl. 12). Auch hierbei ist bevorzugt ein Verhältnis eines Innendurchmessers zu einem Außendurchmesser dieser wellenförmigen Verpressgeometrie von etwa 0,85 gewählt.
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Zudem kann die Verpresszone 12 zwischen den Presszonen 10 und 11 liegend in seiner Form sowohl zylindrisch als auch äquidistant oder nahezu äquidistant zu den Verpresszonen 10 und/oder 11 ausgeführt sein, kann somit entsprechend bspw. eine mehrkant- oder wellenförmige Geometrie aufweisen.
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Die Verpresszone 10 weicht in ihrer Form als Ringnut in ihrer axialen Breite b wellenförmig ab (vergl. 13).
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Weiterhin ist auch vorstellbar, dass die Verpresszone 11 als kreisbogenförmiger Abschnitt ausgebildet ist und daran je ein, die Tangente bildender gerader Abschnitt sich anschließt, wobei erfindungsgemäß die Verpresszone 10 in ihrem gesamten Umfang äquidistant bzw. nahezu äquidistant radial nach außen versetzt zu der Verpresszone 11 verläuft.
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Neben den beschriebenen Geometrien sind auch weitere, von einer Kreisform abweichende Geometrien denkbar, so bspw. im Querschnitt oval oder zitronenförmig.
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Durch die gewählte Verpressgeometrie, insbesondere das Formverhältnis der Verpresszonen 10, 11 und 12 zueinander ist die gewünschte Dichtheit im Bereich der zwischen Fitting 25 und Rohrende eingelegten Ringdichtung 18 gewährleistet. Hierdurch wird die ungleichmäßige Dichtringkammer 17 bedingt durch die von der Kreisform abweichende Verpressgeometrie der zweiten Verpresszone 11 ohne weitere Beeinträchtigung der gesamten Verbindung aufgefangen (vergl. Darstellungen in den 8 und 9). Bei einer der Verpresszone 11 wellenförmig (äquidistant) angepassten Verformung der Verpresszone 10 bildet sich im Bereich der Dichtung 18 stets eine gleichförmige Dichtringkammer 17, so dass das Dichtelement im gesamten Umfang gleichmäßig hinsichtlich Anpressdruck und Anpressfläche an dem ihn umgebenden Oberflächenbereich der ringnutartig ausgebildeten Fitting-Dichtringkammer 17 und des koaxial liegenden Abschnittes des Rohres 24 zur Anlage kommt.
