DE2521349A1

DE2521349A1 - Verschlussystem fuer zusammendrueckbare stroemungsmittel-druckstaebe

Info

Publication number: DE2521349A1
Application number: DE19752521349
Authority: DE
Inventors: Ward Sievenpiper
Original assignee: ATO Inc
Current assignee: Scott Technologies Inc
Priority date: 1974-05-16
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1975-11-27
Also published as: IT1034738B; FR2271463B1; FR2271463A1; JPS511875A; GB1499182A; JPS5749779B2

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKtNrELD, Patentanwälte, Köln Anlog« Aktenzeichen

zur Eingab· vom Name d. Anm.

A-T-O Inc.

Verschlußsystem für zusammendrückbare Strömungsmittel-Druckstäbe

Die Erfindung bezieht sich auf die Technik des Verschließens, speziell auf ein Verschlußsystem, welches für zusammendrückbare Strömungsmittel-Druckstäbe und andere Hochdruckanwendungen besonders ausgebildet ist.

Verschlußteile werden gewöhnlich in hydraulischen Zylindern und dergleichen mittels eines Schubringes festgehalten, welcher innerhalb einer Rille in der Zylinderwandung eingepaßt ist. Jedoch können solche Schubring-Festhalteanordnungen Probleme bieten wegen der Notwendigkeit, enge Toleranzen der Zylinderrille einzuhalten, damit der Ring genau in Stellung gehalten wird, und auch deshalb, weil solche Ringe dazu neigen, sich zu verkanten und die Kante der Rillenwandung, gegen welche die Ringe drücken, zu verschleißen mit dem Ergebnis, daß der Ring manchmal aus der Rille tritt. Diese Probleme vergrößern sich bei Hochdruckzylindern, beispielsweise bei zusammendrückbaren Strömungsmittel-Aufhängesystemen, wo man oft Drucken über etwa 2800 at begegnet und wo die Zylinderwandung unter solchen Drucken" gegen glockenförmige Aufweitung verstärkt werden muß.

Erfindungsgemäß soll daher in erster Linie ein Verschlußsystem geschaffen werden, welches für solche Hochdruckanwendungen geeignet ist und bei welchem die Notwendigkeit enger Rillentoleranzen fortfällt, wobei auch ein Verkanten des Schubringes verhindert wird und auch gleichzeitig die benötigte seitliche Verstärkung geschaffen wird und zwar alles in einer einfachen, relativ wenig aufwendigen und leicht zusammenstellbaren Weise.

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In einer seiner Hinsichten kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verschlußsystem durch die Schaffung eines geteilten Schubringes, welcher eine Bördelung aufweist, die innerhalb einer Rille in der Zylinderwandung angreift, und ein Rand vorgesehen ist, welcher sich längs der Wandung erstreckt, um ein Verkanten des Ringes in der Rille zu verhindern, wobei der Schubring durch einen ersten Verschlußteil in Stellung gehalten wird, welcher an der Seite der Schubringbördelung angreift, die dem Rand gegenüberliegt, und mit einem zweiten Verschlußteil verbunden ist, welcher die äußere Endwandung des Gehäuses in seitlich verstärkender Beziehung einkreist.

Die Erfindung beinhaltet ein Verschlußsystem für zusammendrückbare Strömungsmittel-Druckstäbe, wobei ein geteilter, mit Rand versehener Schubring eine Bördelung besitzt, welche sich in eine umkreisende Rille bzw. eine Umfangsrille in der Wandung eines rohrförmigen Gehäuses hinein erstreckt, und sich ein Rand längs der Wandung zu dem einen Ende des Gehäuses hin erstreckt. Bei einer Ausführungsform sind Ring und Rille innen und eine Endabsperrung erstreckt sich durch den Schubring hindurch in eine Gewindeverbindung mit einer Randmuttei; welche die Gehäusewandung umkreist und seitlich verstärkt. Die Endabsperrung besitzt eine Bördelung in abdichtender Tuchfühlung mit der Gehäusewandung und steht mit der Schubringbördelung an der Seite in Verbindung, die dem Rand entgegengesetzt ist. B^¹ einer anderen Ausführungsform sind Rille und Schubring außen und ein Festhaltering umschließt den Schubring in Stellung auf dem Gehäuse, wobei der Festhaltering eine Bördelung besitzt, welche am Schubring an der Seite gegenüber des Schubringrandes angreift und mit einem Verschlußteil verbolzt bzw. verschraubt ist, welches die Gehäusewandung kreisförmig umgibt und seitlich verstärkt.

Die vorstehenden und anderen Ziele, Vorteile und kennzeichnenden Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden eingehenden Beschreibung zweier veranschaulichender Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, in denen gleiche

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Bezugszahlen durchgehend entsprechende Teile bezeichnen.

Fig. 1 ist eine Darstellung, teilweise in Ansicht und teilweise im Längsschnitt, welche einen zusammendrückbaren Strömungsmittel-Druckstab zeigt, welcher das erfindungsgemäße Verschlußsystem aufweist, wobei dieses in Abständen längs seiner Achse zur bequemen Veranschaulichung aufgebrochen ist;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht längs Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Bruchstückansicht in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt längs Linie 3-3 von Fig. 2; und

Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 3, welche jedoch eine Modifizierung zeigt, wobei zur leichteren Veranschaulichung Teile ausgebrochen sind.

In der in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichten Ausführungsform ist ein Teil eines Fahrzeug-Aufhängsystems in Form eines zusammendrückbaren Strömungsmittel-Druckstabes allgemein mit 1 bezeichnet, welcher ein rohrförmiges Gehäuse 2 aufweist. Ein Stab 3 erstreckt sich durch einen Verschluß 4 in dem einen Ende des Gehäuses 2 hindurch, wobei der Verschluß 4 die Form einer Stopfbüchse besitzt und geeignete (nicht gezeigte) Dichtungs- und Tragesysteme trägt. An seinem entgegengesetzten Ende ist das Gehäuse 2 durch eine Endverschlußeinpassung in Form eines Endstöpsels 5 abgeschlossen, welcher einen Schaft 6 aufweist, der vom Gehäuse aus vorspringt und mit einem Ringbolzen 7 verschraubt ist, wobei der Ringbolzen zum Angliedern, beispielsweise an eine Welle, ausgebildet ist.

In Nachbarschaft seines äußeren Endes trägt der Stab 3 Kopfblock 8, welcher mit Gewinde gegen einen Prellpuffer 9 liegen kann und welcher ein langgestrecktes Schutzgehäuse in Form einer Büchsenumrandung 10 trägt, welchletzteres selbst in voll ausge-

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zogener Stellung des Druckstabes den Raum zwischen dem Gehäuse und dem Block 8 umschließt. Ein Ringbolzen 11 ist abnehmbar am Block 8 befestigt und zur Angliederung, beispielsweise an einen Fahrzeugteil oder an einen anderen Teil von dessen Aufhängung, ausgebildet. Beim normalen Gebrauch wird der Druckstab aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung heraus überkippt. Der Stab 3 trägt einen Kolben 12, welcher bekannte Art sein kann und (nicht gezeigte) Einrichtungen besitzt, welche den regulierten Durchgang einer zusammendrückbaren Flüssigkeit erlauben, weichletztere in Kammer 13 durch den Kolben vorkomprimiert wird, wenn sich letzterer innerhalb der Zylinderkammer bewegt. Die Flüssigkeit, beispielsweise Silikonreihe Dow 200 bzw. eine gleichwertige Flüssigkeit mit einer Viskosität von 1000 es, ist"auf beispielsweise 70 at bei 21°C vorbelastet und zwar über ein Beschickungsventil 50, welches über Durchgang 51 mit Kammer 13 in Verbindung steht. Ein Anzapfventil 52 steht über Durchgang 53 mit Kammer 13 in Verbindung, um eingeschlossene Luft aus dem System auszuspülen. Der Kolben 12 ist auf dem Ende des Stabes 3 verbolzt, welcher auch einen Prellpuffer 14 trägt. Die Kolben-Stabanordnung kann eine der verschiedenen bekannten Konstruktionen besitzen, wobei eine eingehendere Beschreibung dieser Konstruktion für nicht erforderlich erachtet wird, weil solche Einzelheiten keinen Teil der Erfindung darstellen, die sich auf die gegenüberliegenden Verschlußsysteme für das Gehäuse 2 besieht«

Mit Ausnahme der offensichtlichen Unterschiede swischen der Stopfbüchse 4 und dem Endstöpsel 5 sind die gegenüberliegenden Verschlußsysterne bei der Ausführungsform der Fig. 1 identisch. Daher sei nur das Verschlußsystem mit- Stöpsel 5 ausführlich beschrieben, wobei zu verstehen ist, daß das gleiche Verschlußsystem am entgegengesetzten Ende angewandt wird, wie auch aus dar Verwendung der gleichen Bezugszahlen für diejenigen Teile außer der Stopfbüchse 4 hervorgeht, welche eine Bördelung 19 ⁹ besitzt, die der zu beschreibenden Endstöpselbördelung entspricht .

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Der Endstöpsel 5 wird innerhalb des Gehäuses 2 festgehalten und zwar durch einen Schubring, welcher allgemein mit 15 bezeichnet ist und welcher geteilt ist, um sein Einsetzen in das Gehäuse 2 zu gestatten. Bei der veranschaulichten Ausführungsform besteht der Ring aus drei Abschnitten bzw. Segmenten, obgleich dies variiert werden kann. Die Segmente stoßen aneinander und weisen je eine Bördelung 16 auf, welche sich in eine innere ümfangsrille 17 hinein, welche sich innerhalb der Handung des Gehäuses 2 in Nachbarschaft von dessen äußerem Ende befindet, erstrecken. Jedes Schubringsegment weist auch einen Rand 18 auf, welcher sich längs der Gehäusewandung nach deren äußerem Ende hin erstreckt, wobei Rand und Bördelung ein zusammenhängendes Ganzes bilden und der Rand gerade kurz am Gehäuseende endet.

Der Endstöpsel 5 erstreckt sich durch den Schubring 15 hindurch und besitzt an seinem inneren Ende eine Bördelung 19, welche sich radial hinter dem Schubring 15 erstreckt zur Tuchfühlung mit der Seite der Bördelung 16, welche dem Rand 18 entgegengesetzt liegt. Die Bördelung 19 trägt ein Dichtungssystem 20 zur abdichtenden Tuchfühlung mit der Gehäusewandung.- An seinem äußeren Ende, außerhalb des Gehäuses, besitzt der Stöpsel 5, wie bei 21 gezeigt, ein Außengewinde zum Eingriff mit einer Speermutter 22, welche sich über das äußere Ende des Gehäuses 2 hinweg erstreckt und einen ümfangsrand 23 besitzt, welcher den äußeren Endteil der Gehäusewandung seitlich verstärkend umkreist. Um es der Mutter zu ermöglichen, innerhalb des Gehäusesprofils zu verbleiben, ist das äußere Ende des Gehäuses, wie bei 24 gezeigt, abgestuft, um den Rand 23 aufzunehmen, welcher dann den äußeren Endteil 25 dicht einpassend und seitlich verstärkend umgibt und nur ein gleitender Spielraum dazwischen besteht, welcher ausreicht, um es der Mutter 22 zu gestatten, auf den Endstöpsel 5 aufgeschraubt zu werden, was den letzteren sowie seine Bördelung 19 nach oben gegen den Schubring 15 zieht und die Bördelung 16 des Ringes 15 gegen die äußere Wandung 26 der Rille 17 belastet. Eine Abdichtung 27 befindet sich zusammengedrückt zwischen der Mutter 22 und dem äußeren Ende des Wandungsteiles 25 und auch gegen den

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Endstöpsel 5, wodurch der Eintritt von Feuchtigkeit ausgeschlossen wird. Arretierschrauben 28 versperren die Mutter 22 in ihrer Stellung des vollen Gewindeeingriffs.

Abgesehen davon, daß dieses Verschlußsystem höchst einfach und relativ billig ist, bietet es eine Reihe an Vorteilen. Die Bördelung 16 des Schubringes lastet stets gegen die äußere Rillenwandung 26 und es besteht keine Notwendigkeit, eine besondere Toleranz in Rille 17 einzuhalten, wodurch dies als Herstellungsproblem ausgeschaltet wird. D.er Rand 18 erstreckt sich längs der Gehäusewandung 2 und lagert gegen diese, wodurch ein Verkanten des Ringes 15 verhindert und jede Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß der Ring aus der Rille 17 entkommt. Dies verleiht auch der Anordnung die Schubfestigkeit in der Zylinderwandung, was ein relativ hohes Belasten gestattet, beispielsweise der Größenordnung von 2800 at oder höher, was in einem Flüssigkeitsaufhängesystem oft eintreten kann.

Daher wird die Belastung axial genommen durch die Schubringbördelung 16 und die Gehäusewandung und jede Neigung der letzteren, sich glockenförmig aufzuweiten, wird unterbunden durch den verstärkenden Rand 23 der Mutter 22, welche dicht eingepaßt ist und die Gehäusewandung seitlich verstärkt, wodurch diese verschiedenen Teile des Verschlußsystems unter Schaffung eines wirksamen Hochdruckverschlusses zusammenarbeiten. Gleichzeitig ist die Vorrichtung leicht zusammensetzbar und auseinandernehmbar durch Abschrauben des Ringbolzens 7 vom Schaft 6, durch Abschrauben der Mutter 22 vom Endstöpsel 5 und Bewegen des Endstöpsels in die Kammer 13 hinein, um einen hinreichenden Abstand, welcher das Einsetzen bzw. Entfernen des geteilten Schubringes gestattet. Die mit Gewinde versehene Einzelmutter 22 hält die Anordnung fest und versteift das Gehäuse gegen glockenförmige Aufweitung. Wenn auch ein Verbolzen erfolgen könnte, so ist doch die Gewindeverbindung bevorzugt, weil dies Bolzen vermeidet, welche kostspielig und am Ende eines solchen rohrförmigen Gehäuses schwierig anzubringen sind.

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Wenn auch der Rand 18 so konstruiert ist, daß er an die Gehäusewandung 2 anstößt und in diese eingepaßt ist, wobei der Rand 18 durch den Endstöpsel 5 eingegrenzt ist, so braucht er doch keine besonders enge Toleranz in bezug auf den Endstöpsel zu besitzen, welcher im Gehäuse 2 mittels Bördelung 19 und Mutter 22 in Stellung gebracht ist, wobei die Mutter über ihren Rand 23 die Gehäusewandung seitlich verstärkt, wenn sie den Endstöpsel 5 zur Vollendung des Verschlusses gegen den Schubring 15 spannt.

Die Fig. 4 zeigt einen zusammendrückbaren Strömungsmittel-Druckstab 100 mit einem rohrförmigen Gehäuse 2', von dessen einem Ende sich ein Kolbenstab 3 durch eine Stopfbüchse 4 hindurch erstreckt, wobei der Stab 3 einen Kolben 12 trägt und die Stopfbüchse 4 dieses Ende des Gehäuses in der gleichen Weise verschließt, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 1 veranschaulicht und beschrieben ist. An seinem entgegengesetzten Ende ist das Gehäuse 2¹ jedoch durch einen Stöpsel 105 geschlossen, welcher ein Dichtringsystem 20 in dichtender Tuchfühlung mit der Gehäusewandung trägt und anfangs durch einen Festhaltering 101 in Stellung gehalten wird. Der Stöpsel 105 wird innerhalb des Gehäuses gegen Hochdruck durch einen Verschlußteil 30 gehalten, welcher entweder eine Kappe oder ein benachbarter Teil eines Fahrzeugaufhängesystems sein kann, wobei beispielsweise der Teil 30 eine Aussparung 31 besitzt, die eine umgebende Wandung 32 schafft, welche die Gehäusewandung an ihrem äußeren Ende eng umfaßt und seitlich verstärkt. Der Stöpsel 105 lagert gegen die Bodenwandung der Aussparung 31 und der Teil 30 und das Gehäuse 2' werden mittels eines geteilten Schubringes 115 in zusammengestellter Anordnung gehalten, wobei der Ring 115 wie der Ring 15 der Fig. ist mit der Ausnahme, daß er außerhalb des Gehäuses gelagert ist, weichletzteres eine äußere Umfangsrille 117 besitzt. Jedes Segment des Schubringes 115 besitzt eine Bördelung 116, welche sich in die Rille 117 hinein erstreckt und bei Belastung gegen die äußere Wandung 126 der Rille 117 lagert; sowie einen Rand 118, welcher mit der Bördelung 116 ein zusammenhängendes Ganzes bildet und sich längs der Gehäusewandung nach dem äußeren Ende des Gehäuses zu erstreckt. Der Rand 118 endet kurz vor dem Teil

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und der Schubring 115 wird in Stellung gehalten durch einen sperrenden Festhaltering 33, welcher eine Bördelung 34 trägt, die an der Bördelung 116 des geteilten Schubringes 115 angreift und zwar an der Seite der Bördelung 116, welche dem Rand 118 entgegengesetzt liegt, wobei sich der Ring 33 axial in einer Weise erstreckt, daß er den Schubring locker umgibt und ihn auf dem Gehäuse in seiner Stellung eingrenzt. Der Sperring 33 und der Teil 30 sind mittels Stiftbolzen 35 aneinander befestigt, welche sich durch öffnungen im Teil 33 hindurch erstrecken, wobei sich diese öffnungen im Abstand voneinander rings um den Teil 33 herum befinden. Die Stiftbolzen 35 befinden sich in gewindemäßigem Eingriff mit einem radialen Flansch 36 auf dem Teil 30. Sperrmuttern 37 ziehen den Ring 33 und den Teil 30 zusammen und es versteht sich, daß vor dem Zusammenstellen von Ring 33 und Flansch 36, der Ring 33 die Schubringbördelung 116 gegen die Rillenwandung 126 in solcher Weise drückt, daß eine dichte Anordnung geschaffen wird.

Der Schubring 115 arbeitet, wie dies bei der Ausfuhrungsform der Fig. 1 bis 3 beschrieben ist, wobei der Rand ein Verkanten und demzufolge Austreten der Schubringbördelung aus seinen Rillen verhindert, wodurch die Belastung unter Benutzung der Zylinderwandung für zusätzliche Schubfestigkeit axial bleibt und der Teil 30 die Gehäusewandung gegen glockenförmiges Aufweiten unter Hochdruckbedingungen seitlich verstärkt. Zum Zusammensetzen und Auseinandernehmen dieser Verschlußanordnung werden die Stiftbolzen 35 und der Ring 33 abgenommen, was den geteilten Schubring zum Einsetzen bzw. zum Entfernen freigibt.

Bei dieser Ausfuhrungsform wird die Kammer 13 mit Flüssigkeit durch das Ventil 50 und den Durchgang 51 hindurch beschickt, weichletzterer sich durch den Kolbenstab 3 hindurch erstreckt, der wiederum ein Prellpuffer 9 trägt, und mittels Mutter 55 an einer Endwandung 54 befestigt ist, welche einen Teil einer festen Montage oder eines Führungsgliedes bilden kann. Ein Anzapfventil 52 befindet sich in einer Gegenbohrungsaussparung 55 im Endstöpsel 105 in Verbindung mit Kammer 13 über den Durchgang 53,

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um eingeschlossene Luft aus dem System auszuspülen. Der Zugang zum Anzapfventil 52 wird nach der Installierung durch eine öffnung 56 geschaffen, welche durch den Teil 30 hindurchgeht.

Es ist somit ersichtlich, daß mit dem Erfindungsgegenstand die angestrebten Ziele voll erreicht werden. Es wird ein einzelnes Hochdruck-Verschlußsystem geschaffen, welches leicht zusammenzustellen ist und zwar ohne Spezialwerkzeuge oder Gewindeführung mit hohem Drall.

Die Erfindung ist. nicht allein auf die hier eingehend beschriebenen beiden Ausführungsformen abgestellt. Vielmehr sind dem
Fachmann im Rahmen der Erfindung mannigfaltige Abänderungemöglichkeiten ohne weiteres gegeben.

- Patentansprüche -

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dlpl.-lng. H. BERKEKFtLD, Patentanwälte, Köln

/υ

Anlag· Aktanzeichen

zur Eingab« vom Name d. Anm.

Patentansprüche

1. Verschlußsystem für zusammendrückbare Strömungsmittel-Druckstäbe und dergleichen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ein rohrförmiges Gehäuse (2, 2¹) mit einer Umfangsrille (17, 117) in deren Wandung in Nachbarschaft des einen Endes des Gehäuses; einen mit Rand versehenen Schubring (15, 115) mit einer Bördelung (16, 116), welche sich innerhalb dieser Rille erstreckt, sowie mit einem Rand (18, 118), welcher sich längs der Gehäusewandung nach dem Ende des Gehäuses zu erstreckt, wobei der Schubring aus einer Anzahl von Segmenten besteht, von denen ein jeder einen Rand und eine Bördelung aufweist; einen ersten Verschlußteil, welcher den Schubringrand zwischen diesem ersten Verschlußteil und der Gehäusewandung einschließt, wobei die Schubringbördelung sich innerhalb der Rille befindet und der erste Verschlußteil eine Bördelung aufweist, welche mit der Schubringbördelung auf der Seite in Verbindung steht, welche dem. Gehäuseende entgegengesetzt liegt; einen zweiten Verschlußteil mit einem Bereich, welcher das Gehäuseende außen umgibt und seitlich verstärkt; und Einrichtungen, welche ersten und zweiten Verschlußteil in solcher Weise miteinander verbinden, daß der Schubring immer unter Belastung steht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verbinden von erstem und zweitem Verschlußteil eine Gewindeverbindung zwischen diesen Verschlußteilen aufweisen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verbinden von erstem und zweitem Verschlußteil eine Bolzenverbindung zwischen den Verschlußteilen aufweisen.

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,4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Kammer aufweist, welche mit einer zusammendrückbaren Flüssigkeit unter Druck beschickt ist, zusammen mit einem Kolben, der in dieser Kammer hin- und hergehend angeordnet ist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille und der Schubring außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und daß der erste Verschlußteil einen äußeren Festhaltering aufweist, welcher den Schubring umgibt und festhält.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille und der Schubring innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und daß der erste Abschlußteil ein Endstöpsel (5, 105) ist, welcher einen Bereich aufweist, der sich axial durch den Schubring hindurch erstreckt und eine Bördelung in abdichtender Berührung mit der Wandung des Gehäuses besitzt.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil eine Mutter (22) aufweist, welche auf den axial sich erstreckenden Endbereich des Stöpsels aufgeschraubt ist, wobei diese Mutter einen Rand (23) besitzt, welcher das Ende des Gehäuses umgibt.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseende zur Aufnahme dieses umgebenden Randbereiches abgestuft ist.

9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Abdichtung (27) zwischen dem zweiten Verschlußteil und dem Gehäuseende.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Schubringes sich axial erstreckt.

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