DE3501340A1

DE3501340A1 - Meisselvorrichtung

Info

Publication number: DE3501340A1
Application number: DE19853501340
Authority: DE
Inventors: Peter Coventry Stevens
Original assignee: Santrade Ltd
Current assignee: Santrade Ltd
Priority date: 1984-01-19
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1985-07-25
Also published as: CA1237451A; GB2152981B; GB8500952D0; AU3735485A; FR2558524A1; GB8401403D0; FR2558524B1; GB2152981A; US4624505A

Description

Meißelvorrichtung

Die Erfindung betriff Mineralien-Schrämmeißel und Meißeleinrichtungen für den Mineralienabbau, wie beispielsweise für das Kohlesehramen.

Im Bergbau ist es oftmals erwünscht, eine Fließmittel- oder Flüssigkeitsbesprühung nahe der Schrämfläche zu benutzen, um die Ausbreitung von Staub zu begrenzen und/oder für eine Kühlung. Es ist natürlich erwünscht, daß das Fließmittel bzw. die Flüssigkeit sehr nahe der Schrämstelle aufgesprüht wird, um wirksam zu sein, und es wurde bereits vorgeschlagen, einen Wasserstrom durch einen Durchgang zu führen, der sich durch einen Schrämmeißel von einem Eintritt in der hinteren Fläche eines Schaftes des Meißels bis nahe zur Schrämspitze erstreckt. Das Wasser wird von einer Zufuhrleitung in einem Schrämkopf zugeführt, in welchem eine Reihe von Meißeln gehalten wird, und es gibt für jeden Meißel für eine Einschiebeverbindung vorgesehene röhrenförmige Elemente, um die Meißel auf dem Schrämkopf zu befestigen.

Leckage aus einer solchen -Verbindung kann ein Problem sein, da man erkennen muß, daß unter den schwierigen und schmutzigen Bedingungen, die gewöhnlich im Bergbau vorliegen, es schwierig ist, enge Toleranzen vorzusehen und aufrechtzuerhalten.

Nach einem Aspekt der Erfindung bekommt man eine Meißeleinrichtung mit einem Schrämmeißel und einer Haltevorrichtung für den Meißel mit einer Öffnung, die einen Schaft des Meißels aufnimmt, wobei Durchgänge in der Haltevorrichtung und dem Meißel für die Zufuhr von Fließmittel zu einer Öffnung nahe einer Schneid- oder Schrämspitze des Meißels vorgesehen sind, Verbindungseinrichtungen zwischen diesen Durchgängen der Haltevorrichtung und des Meißels mit einem röhrenförmigen Element, das von Dichtungseinrichtungen derart aufgenommen ist, daß ein Versatz zwischen den verbundenen

Durchgängen ausgeglichen wird, wobei diese Dichtungseinrichtungen in einem Endbereich eines der Durchgänge eine Hülse mit einer Innenfläche in Anlage an ein Ende des röhrenförmigen Elementes und einer Außenfläche, die dem Zufuhrdruck dieses Durchgangsendbereiches ausgesetzt ist, haben, um so eine Dichtung des Außenumfangs des röhrenförmigen Elementes hiermit zu unterstützen.

Vorzugsweise bekommt man die Aufbringung von Fließmitteldruck auf die Außenfläche der Hülse, indem man einen Ringraum um die Hülsenöffnung zu dem benachbarten Fließmitteldurchgang vorsieht.

Vorteilhafterweise sind Dichtungshülsen in den benachbarten Endbereichen dieser Durchgänge sowohl in den Halteeinrichtungen als auch in dem Meißel vorhanden, wobei jeweils eine Außenfläche dem Druck der Fließmittelzufuhr ausgesetzt ist, um an entsprechende Enden eines getrennten röhrenförmigen Verbindungsteils anzuschließen. Die Dichtungshülsen brauchen 0 jedoch keine entsprechenden Formen zu haben.

Eine Leckage von einer Fließmittelverbindung zu einem Durchgang in einem Schrämmeißel kann auch beispielsweise wegen Bewegungen zwischen dem Meißel und seiner Halteeinrichtung eintreten, wenn der übliche Meißelschaft (anders als jene mit passenden Verjüngungen) nicht genau zu seinem Befestigungslangloch paßt, und in jedem Fall kann sich während der Verwendung eine Lockerung ergeben. Der Schrämmeißel ist dann nicht starr an dem Schrämkopf befestigt, und das Verfahren der Verbindung der Fließmittelzufuhr zu ihm muß daher eine erhebliche Bewegung des Meißels in seiner Befestigung gestatten.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Meißelvorrichtung mit einem Schrämmeißel und einer Halteeinrichtung für diesen Meißel mit einer Ausnehmung, die einen Schaft des Meißels aufnimmt, wobei Durchgänge in der Halteeinrichtung und dem Schrämmeißel für die Zufuhr

von Fließmittel zu einer Öffnung nahe der Schneid- oder Schrämspitze des Meißels vorgesehen sind, mit Verbindungseinrichtungen zwischen diesen Durchgängen der Halteeinrichtung und des Meißels, die ein röhrenförmiges Element umfassen, das entgegengesetzte Enden von größerem Außenquerschnitt als ein mittlerer Bereich zwischen diesen Enden hat, mit Dichtungseinrichtungen nahe den Enden der Durchgänge in dem Werkzeug und der Halteeinrichtung, die an den genannten größeren Enden des röhrenförmigen Elementes in einer Weise angreifen, daß Schwenkbewegungen der beiden Enden und hin- und hergehende Bewegungen wenigstens eines dieser Enden an Berührungsflächen der Dichtungseinrichtungen möglich sind, wobei ein Versatz zwischen den verbundenen Durchgängen ausgeglichen wird.

Vorzugsweise haben diese größeren Enden des röhrenförmigen Elementes Kugelsegment- bzw. Kugelabschnittform. Es ist auch bevorzugt, daß die Dichtungseinrichtungen an diesen größeren Enden derart anliegen bzw. die größeren Enden in die Dichtungseinrichtungen eingreifen, daß eine Axialbewegung relativ zu diesen Enden unterdrückt wird, wobei die Dichtungseinrichtungen für einen dieser Durchgänge einen geringeren Widerstand gegen eine solche Axialbewegung hat, um hin- und hergehende Bewegungen bei der Verwendung und während gleitenden Eingriffes und Abrückens des röhrenförmigen Elementes mit bzw. von ihm zu gestatten.

Die Erfindung ist auch auf Dichtungseinrichtungen für die Verwendung in einer Meißeleinrichtung entsprechend dem oben gesagten sowie auf Schrämmeißel und Meißelhalteeinrichtungen, die mit solchen Dichtungseinrichtungen versehen sind, gerichtet.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhalber unter Bezug-5 nähme auf die beigefügte schematische Zeichnung weiter erläutert. In dieser bedeuten

Fig. 1 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2

der Flüssigkeitsströmungsverbindung zwischen einem Schrämmeißel und seiner Halteeinrichtung in einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 1, der eine modifizierte Form nach der Erfindung zeigt, und

Fig. 4 eine schematische Erläuterung einer Flüssigkeitsströmungsverbindung in einer abgewandelten Form einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 erläutert einen Teil einer Meißelvorrichtung, in weleher ein Schaft 2 eines Schrämmeißels in dem Schlitz 4 eines Meißelgehäuses 6 auf einem Schrämkopf 8 aufgenommen ist, welcher letzterer mit einer Reihe solcher Gehäuse und Meißel versehen ist. Jeder Meißel hat einen Fließmitteldurchgang 10, der sich durch ihn hindurch von dem Hinterende seines Schaftes bis zu einer oder mehreren (nicht gezeigten) Öffnungen in der Nähe der Schneidkante des Meißels erstreckt, wie z.B. aus der GB-PS 1 006 819 bekannt ist. Wasser wird allen Meißeln durch Leitungen 12 in dem Schrämkopf zugeführt, und wegen der Schwierigkeit, eine geeignete Dichtung zwischen dem Meißelschaft und seinem Aufnahmeschlitz in dem Meißelgehäuse zu bekommen, verbindet eine Dichtungsverbindung jeden Durchgang mit seiner Zufuhrleitung, wie nun beschrieben wird.

Die Verbindung besitzt ein röhrenförmiges Teil 14, wie aus Hartgummi, das in elastische Dichtungshülsen 16, 18 in den betreffenden Zylinderbohrungen 20, 22 an den benachbarten Enden des Durchgangs 10 und der Schrämkopfleitung 12 eingesetzt sind. Das röhrenförmige Teil besitzt einen zylindrisehen Hauptabschnitt 24 in der Mitte zwischen zwei Endabschnitten 26, 28 von Kugelsegment- oder Kugelabschnittform, die einen größeren Durchmesser als der Mittelabschnitt haben und die in fließmitteldichter Weise in die Dichtungshülsen

eingreifen.

Die Meißeldurchgangs-Dichtungshülse 16 wird in ihrer Zylinderbohrung durch eine Federklemme 30 gehalten und hat einen unteren Endabschnitt 32 mit größerem Durchmesser, der gegen die Wand der Zylinderbohrung abdichtet, und einen Innenabschnitt 34 mit kleinerem Durchmesser, der einen Ringraum 36 mit jener Wand begrenzt. Zwischen der Hülse und dem inneren Ende der Zylinderbohrung verbindet eine Reihe von Ausnehmungen 38 den Ringraum 36 um den inneren Hülsenabschnitt herum mit dem Meißeldurchgang 10.

Die Hülse hat eine glatte Innenbohrung, die etwas kleiner als der verbundene Kopf 26 des Verbindungsteils ist. In unmittelbarer Nachbarschaft zu dem eingreifenden Kopf des Verbindungsteils befindet sich ein Raum 48, der zwischen dem angrenzenden Bereich des Zwischenabschnitts und der Innenwand der Hülse gebildet wird. Zum Außenende der Hülse hin können jedoch zwei ringförmige .Fixierrippen 50 vorgesehen sein, um leicht an dem Mittelteil anzuliegen und so das Eindringen von Gesteinsmehl zu verhindern.

Die Schrämkopf-Dichtungshülse 18 ist mit einer Metallbuchse 52 verbunden, die in die Zylinderbohrung 22 eingeschraubt ist. Die Hülse hat eine kugelabschnitt- bzw. kugelsegmentförmige Nut 58, in der der dazugehörige vergrößerte Kopf 28 des Verbindungsstücks dichtend aufgenommen ist, und ein Ringraum 60 ist zwischen der Hülse und dem Verbindungsstück von dem eingreifenden Kopf aus nach außen ausgebildet. Ein weiterer Ringraum 62 ist zwischen der Hülse und ihrer Buchse um den eingreifenden Kopf herum vorgesehen. Ein äußerer Rand 64 der Hülse dichtet ein Ende des Ringraumes ab, doch das andere Ende steht über Öffnungen 66 in Verbindung mit der Schrämkopfleitung 12.

Wenn ein Schrämmeißel in ein Meißelgehäuse eingesetzt werden soll, läßt man das Verbindungsteil 14 in die Dichtungshülse 18 in dem Schrämkopf gleiten, um den vergrößerten Kopf 28

in der Hülsen-Innennut 58 anzuordnen, wobei das Einschieben am Anfang durch eine Eingangsabschrägung erleichtert wird. Wenn der Schrämmeißel in sein Meißelgehäuse-Langloch 4 eingeschoben ist, wird das vorspringende Ende des Verbindungsteils durch eine Eingangsabschrägung 72 in die Schrämmeißel-Dichtungshülse 16 geführt, und der Kopf 26 wird von der Hülse aufgenommen, wobei sich die Hülse etwas deformiert, wie gezeigt ist. In einigen Fällen kann es vorgeformte Ausnehmungen oder Nuten in beiden Dichtungshülsen geben, um die vergrößerten Endabschnitte des Verbindungsteils aufzunehmen.

Wenn der Schrämkopf in Betrieb ist, strömt Wasser unter Druck durch seine Leitungen 12 zu den Meißeldurchgängen 10. In jeder Verbindung wird das Wasser auch zu den beiden Ringräumen 36, 62 zugelassen, so daß sein Druck die Dichtung der Hülsen 16, 18 gegen die betreffenden Köpfe 26, 28 des Verbindungsteils unterstützt. Ein Versatz oder eine Bewegung des Schrämmeißels in seinem Meißelgehäuse, wie beispielsweise infolge der vereinigten Wirkungen von Abnutzung und Vibration, verursacht, daß der Meißel relativ zu dem Schrämkopf sich bewegt, doch kann eine beachtliche Verschiebung erfolgen, ohne daß die Dichtwirkung beeinträchtigt wird. So ist das Verbindungsteil in der Lage, sich an jedem kugelabschnittförmigen Kopf 26, 28 zu drehen, während gleichzeitig eine unveränderte Dichtwirkung aufrechterhalten wird. Wegen des Vorhandenseins des Ringraumes 48, der sich von dem Kopf 26 aus nach außen erstreckt, ist auch etwas Längsbewegung ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung möglich.

Einige mögliche Abwandlungen der oben beschriebenen Konstruktion sind in Fig. 3 erläutert. Eine Schrämkopf-Dichtungshülse 78 ist vorgesehen, die ähnlich mit einer mit Gewinde versehenen Metallbuchse 52 verbunden ist, doch ergibt die Hülse 7 8 keinen Fließmitteldruck-Ringraum um den Verbindungsteilkopf 2 8 herum. Auch gibt es keinen inneren Ringraum zwischen der Hülse 78 und dem Verbindungsteil 14, sondern die Hülsenausnehmung 58 grenzt direkt an die Endabschrägung 70 an, so daß das Verbindungsteil sich auf dem Kopf 28 dre-

hen kann, ohne seine Dichtung mit der Hülse zu beeinträchtigen.

An seinem anderen Ende hat das Verbindungsteil 14 seinen Kopf 76 mit vergrößertem Querschnitt als einen Kragen 76a aus anderem Material, wie Metall oder Kunststoffen, ausgebildet, was weniger Reibung auf der Kautschukhülse ergibt. Auch ist das äußere Ende des Ringraumes 36, der die Meißeldichtungshülse umgibt, durch einen Metallaußenring 80 verschlossen, der mit der Hülse verbunden ist, durch welche die Dichtungshülse in der Meißelzylinderbohrung festgelegt ist.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung ist besonders geeignet für die Verwendung mit Schrämmeißeln, die so angeordnet sind, daß sie in Betrieb um die Schaftlängsachse drehbar sind, doch können die einzelnen Merkmale auch auf andere Formen von Meißelvorrichtungen anwendbar sein.

0 Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, daß eine Reihe von verschiedenen Gestaltungen für die Halterung von Schrämmeißeln verwendet wurde, und ohne detaillierte Erläuterung ist leicht erkennbar, daß die vorliegende Erfindung allgemein auf eine Anordnung anwendbar ist, bei der der Meißel in irgendeiner Form von Halteeinrichtung, die mit einem Durchgang für die Zufuhr von Fließmittel (Gas oder Flülssigkeit) zu dem Meißel versehen ist, in einer Bohrung befestigt ist. Eine Anordnung alternativ zu jener, die in einigen Einzelheiten unter Bezugnahme auf die vorausgehenden Figuren beschrieben ist, ist in der Skizze in Fig. 4 erläutert. Diese zeigt eines einer Reihe von Meißelgehäusen, die auf dem Umfang einer Schrämtrommel 8a mit Durchgängen 12 für die Zufuhr von Fließmittel zu den Meißeln 2 befestigt sind. Das Meißelgehäuse-Langloch 4 endet hier in einigem Abstand von der Grenzfläche zwischen dem Meißelgehäuse und der Schrämtrommel, und ein Verbindungsdurchgang 12a ist zwischen der Schrämtrommel und dem Langloch vorgesehen. Die Verbindungsund Dichtungseinrichtung, die zwischen den Durchgängen 12a

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und 10 vorgesehen ist, kann mit jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen identisch sein.

Es ist verständlich, daß viele Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens möglich sind. Beispielsweise ist es möglich, ein röhrenförmiges Verbindungsstück zu verwenden, das ein einstückiger Fortsatz des Meißelschaftes oder seiner Halteeinrichtung ist. Eine solche Anordnung kann auch wirksam mit Dichtungseinrichtungen zusammenarbeiten, die in ihrem Betrieb durch den Fließmittelzufuhrdruck unterstützt werden. Es ist natürlich auch möglich, ein getrenntes Verbindungsteil mit etwas anderer Dichtungsform an seinem entgegengesetzten Ende zu benutzen. Es ist weiterhin verständlich, daß es nicht erforderlich ist, eine ringförmige Druckkammer um eine zylindrische Außenwand einer Dichtungshülse herum vorzusehen, um die Unterstützung des Fließmitteldrukkes zur Aufrechterhaltung der Dichtung zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

15 1. Meißelvorrichtung mit einem Schrämmeißel und einer Halteeinrichtung für diesen Meißel mit einer Ausnehmung, die einen Schaft des Meißels aufnimmt, gekennzeichnet durch Durchgänge, die in der Halteeinrichtung und dem Meißel für die Zufuhr von Fließmittel zu einer Öffnung nahe ei-

20 ner Schrämspitze des Meißels vorgesehen sind, und eine Verbindungseinrichtung zwischen den Durchgängen der Halteeinrichtung und des Meißels, die ein röhrenförmiges Element besitzt, das von Dichtungseinrichtungen derart aufgenommen ist, daß ein Versatz zwischen den miteinander

25 verbundenen Durchgängen ausgeglichen wird, wobei die Dichtungseinrichtung eine Hülse in einem Endbereich eines

der Durchgänge besitzt und eine Innenfläche in Eingriff mit einem Ende des röhrenförmigen Elementes und eine Außenfläche, die dem Zufuhrdruck in diesem Durchgangsendbereich ausgesetzt ist, wodurch die Dichtung des Außenumfangs des röhrenförmigen Elementes mit ihr unterstützt wird, hat.
2. Meißelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß an den Enden beider Durchgänge Dichtungshülsen vorgesehen sind, die in Eingriff mit einander gegenüberliegenden Enden des röhrenförmigen Elementes stehen.
3. Meißelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein für den Fließmittelzufuhrdruck offener Ringraum um wenigstens eine Hülse vorgesehen ist.
4. Meißelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Element wenigstens einen vergrößerten Endabschnitt besitzt, der mit dem Ringraum oder den Ringräumen in Einklang steht.
5. Meißelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse oder wenigstens eine dieser Hülsen wenigstens ein elastisches Umfangselement für einen Eingriff mit dem Verbindungsteil an dessen Mittelbereich jenseits des dichtend in der Hülse aufgenommenen vergrößerten Endes besitzt.
6. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse oder wenigstens eine dieser Hülsen nahe einer Endfläche, in die sich ihr zugehöriger Durchgang öffnet, abgedichtet ist und den Ringraum in offener Verbindung mit dem Fließmitteldruck über eine Öffnung an dem von dieser Endfläche entfernten Ende der Hülse hat.
7. Meißelvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse oder wenig-

stens eine der Hülsen in der Form eines elastischen Teils vorliegt, das an ein umgebendes starres Teil gebunden ist, über welches es an seinem zugehörigen Durchgang fixiert ist.
8. Meißelvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Teil eine Schraubverbindung mit dem zugehörigen Durchgang hat.
9. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenzeichnet, daß die Hülse oder wenigstens eine der Hülsen in ihrem zugehörigen Durchgang durch ein entfernbares Widerlagerelement gehalten ist.
10. Meißelvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige EIement im Winkel zu geneigten Stellungen bezüglich der v¹ Hülse oder wenigstens einer der Hülsen verschiebbar ist, _Ä während die Dichtbeziehung mit ihr aufrechterhalten wird.
11. Meißelvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Element in der Hülse oder wenigstens einer der Hülsen axial verschiebbar ist, während die Dichtbeziehung mit ihr aufrechterhalten wird.
12. Meißelvorrichtung mit einem Schrämmeißel und einer Halteeinrichtung für den Meißel mit einer Ausnehmung, in der ein Schaft des Meißels aufgenommen ist, gekennzeichnet durch in der Halteeinrichtung und dem Schrämmeißel für die Zufuhr eines Fließmittels zu einer Öffnung nahe einer Schrämspitze des Meißels vorgesehene Durchgänge und eine Verbindungseinrichtung zwischen diesen Durchgangen der Halteeinrichtung und dem Meißel mit einem röhrenförmigen Element mit entgegengesetzten Enden von größerem Außenquerschnitt als ein Mittelbereich zwischen % diesen Enden, Dichtungseinrichtungen nahe den Enden der *

Durchgänge in dem Werkzeug und der Halteeinrichtung, die in Eingriff mit den vergrößerten Enden des Verbindungsteils derart stehen, daß Drehbewegungen beider Enden und hin- und hergehende Bewegungen wenigstens eines dieser Enden auf Berührungsflächen der Dichtungseinrichtungen möglich sind, wodurch ein Versatz zwischen den miteinander verbundenen Durchgängen ausgeglichen wird.
13. Meißelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich- net, daß die vergrößerten Enden des röhrenförmigen Elementes Kugelsegment- bzw. Kugelabschnittform haben.

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14. Meißelvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schrämmeißel um eine Längsachse des Meißelschaftes drehbar ist.

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15. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Enden des röhrenförmigen Elementes eine Oberfläche mit geringer Reibung hat.
16. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die .Dichtungseinrichtungen in Eingriff mit den vergrößerten Enden des röhrenförmigen Elementes derart stehen, daß deren axiale Relativbewegung unterdrückt wird und daß die Dichtungseinrichtungen für wenigstens eines dieser Enden bei der Verwendung einen geringeren Widerstand gegen die axiale Bewegung als das andere für ein Gestatten hin- und hergehender Bewegungen und für gleitenden Eingriff und Abrücken des röhrenförmigen Elementes mit bzw. von den Dichtungseinrichtungen bietet.
17. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Dichtungseinrichtungen in der Form einer Hülse vorliegt, die durch das zugehörige Ende des röhrenförmigen Elemen-

" tes beim Eingriff mit diesem radial deformiert wird.

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18. Meißelvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringraum wenigstens eine der Hülsen umgibt und einen seitlichen Versatz der Hülse und des zugehörigen Endes des röhrenförmigen Elementes gestattet.
19. Meißelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Dichtungseinrichtungen eine vorgeformte Ringnut besitzt, die das zugehörige Ende des röhrenförmigen Elementes 10 aufnimmt.