DE7303411U

DE7303411U - Rohranschluss

Info

Publication number: DE7303411U
Application number: DE7303411U
Authority: DE
Original assignee: Pont-A-Mousson Sa Pont-A-Mousson Meurthe-Et-Moselle (frankreich)
Current assignee: Pont-A-Mousson Sa Pont-A-Mousson Meurthe-Et-Moselle (frankreich)
Priority date: 1972-03-31
Filing date: 1973-01-30
Publication date: 1976-11-11
Also published as: ES411772A1; IT986551B; ATA151073A; BE794074A; DE2304432B2; GB1418740A; DE2304432A1; NL165826C; NL7301538A; US3870064A; ES411773A1; NL165826B; CH566510A5; GB1418739A; NL8004875A; FR2178460A5; AT328811B; CA966877A

Description

Die Neuerung bezieht sich auf einen Rohranschluß, der aus einem mit Schraubengewinde versehenen Anschlussstück und einem zwischen Anschlussstück und Rohr liegenden elastischen, ringförmigen Dichtungselement besteht, wobei zwischen dem Dichtungselement und einem mit dem Anschlussstück fest verbundenen, radialen Bauelement ein Ring angeordnet ist.

Ein derartiger Rohranschluß ist im Wesentlichen aus der FR-PS 1 419 790 bekannt. Da aber beim dort beschriebenen Rohranschluß die elastische Dichtung nach der hergestellten Öffnung über vergleichsweise große Oberflächen hinweg in direktem Kontakt mit dem durch das Rohr strömenden Medium steht, kann die Dichtungseigenschaft im Laufe der Zeit beeinträchtigt werden;
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das Dichtungselement aufgrund des
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dem Medium porös werden oder andere Qualitätsminderungen aufzeigen. Der bekannte Rohranschluß ist von vergleichsweise
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Festigkeit, weil das Anschlussstück lediglich
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Klemmverbindung an dem Rohr gehalten wird. Durch Schwingungen kann sich daher eine Verschiebung des
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Außerdem kann
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Klemmringes zu Undichtigkeiten im Bereich der
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Darüber hinaus sind die Herstellungskosten des dort beschriebenen Rohranschlusses relativ hoch.

Ganz allgemein sind Rohrverbindungen und Rohranschlüsse in der FR-PS 1 419 790 und in der US-PS 1 124 504 beschrieben.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Rohranschluß der eingangs bezeichneten Art anzugeben, mit dem eine absolut dichte und feste Verbindung zwischen dem angebohrten Rohr und dem Anschlussstück ermöglicht wird.

Mit dem neuerungsgemäßen Rohranschluß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Dichtungselement aus einer Manschette und einem äußeren, an dem einen Ende dieser Manschette angeordneten Dichtungsbund besteht, dass der Ring an der Innenseite eine Aussparung mit zwei Schultern aufweist, die sich an ihrem breitesten Teil in axialer Richtung auf eine Außenseite des Ringes hin öffnet, wobei die Stärke der Manschette im nicht eingebauten Zustand in radialer Richtung größer als die Breite der ringförmigen Aussparung zwischen einer engsten rückwärtigen Stelle der Ringschulter und der gegenüberliegenden Oberfläche des Anschlussstückes und die Stärke des Dichtungsbundes in axialer Richtung, ebenfalls im nicht eingebauten Zustand, größer ist als die größte axiale Abmessung eines rückwärtigen Schulterteiles, und dass das Anschlussstück fest in das Rohr eingeschraubt ist.

In weiterer Ausbildung der Neuerung weist der Ring radial nach außen bezüglich einer ersten Auflagefläche des am Anschlussstück festen radialen Bauelementes eine zweite Auflagefläche auf, die zur Zentrierung einer Bodenplatte eines Dichtungskastens vorgesehen ist, in axialer Richtung an der Bodenplatte anliegt und der Wand einer Öffnung in dieser Bodenplatte zugeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ring am außerhalb der Dichtung gelegenen Teil kleinere Abmessungen aufweißt als diejenigen zwischen dem Schraubengewinde des Anschlussstückes und dem an ihm festen radialen Bauelement.

Aufgrund der Neuerung kann vorteilhafterweise direkt an einem Rohr ein Anschluß vorgenommen werden. Die als Hilfsmittel benützte Befestigungsvorrichtung kann nach der Herstellung des Rohranschlusses wieder entfernt werden, so dass das Anschlussstück fest am Rohr sitzt. Der neuerungsgemäße Rohranschluß kann vorteilhafterweise während eines im Rohr vorliegenden Druckes fertiggestellt werden, wobei wegen des einmaligen Aufsetzen eines Dichtungsringes vor dem Bohrvorgang eine einwandfreie Dichtung zwischen dem Rohr und dem Anschlussstück gewährleistet wird. Weiter erweist sich als vorteilhaft, dass bei dem neuerungsgemäßen Rohranschluß der Dichtungsring nicht in direktem Kontakt mit dem durch das Rohr strömenden Medium steht. Das Dichtungselement, das in einer Quetsch- und Druckanordnung zwischen den zugehörigen Verbindungsteilen eingespannt ist, gewährleistet eine überaus hohe Dichtheit des Rohranschlusses.

Die Neuerung soll im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Rohranschluß in Axialrichtung;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Rohranschluß nach Fig. 1 senkrecht zur Rohrachse;

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durch das Dichtungselement im nicht eingebauten Zustand; und in
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welche das eingespannte Dichtungselement unter dem Ring gegen das Rohr drückt.

Ausführungsbeispiel soll ein Anschlussstück R, beispielsweise
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ist, an ein Metallrohr T, z.B. aus dehnbarem Gusseisen und von geringer Stärke an einer vorher bestimmten Stelle
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eines Rohres angeschlossen werden. Diese Stelle
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befindet sich im Allgemeinen auf der obersten Mantellinie des Rohres oder in der Nähe derselben, auf jeden Fall aber in der oberen Hälfte der Leitung.

Das anzubringende Anschlussteil besteht aus drei Teilen: dem röhrenförmigen und mit einem Gewinde versehenen Anschlussstück R, das an der mit dem Gewinde versehenen Seite einen durch eine ebene, senkrecht zu seiner Achse stehende Schulter begrenzten ringförmigen Bund aufweist - dieses Anschlussstück kann auch aus
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Stahl, Aluminium oder aus Kunststoffmaterial bestehen -, einem gusseisernen Ring S, der zwei zueinander senkrechte Symmetrieebenen aufweist
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einem ringförmigen Dichtungselement G aus Gummi oder einem anderen Elastomeren mit umgekehrt L-förmigen Querschnitt.

Das rohrförmige Anschlussstück R weist die Form eines Zylinders mit der Achse X-X auf und ist mit einem Schraubengewinde 1 und einem in radialer Richtung nach außen vorstehenden Bauelement 2 versehen, das an der dem Schraubengewinde zugewandten Seite durch eine senkrecht zu seiner Achse verlaufende ebene Schulter 3 begrenzt ist. Der Außendurchmesser des Schraubengewindes 1 ist kleiner als der zwischen diesem Gewinde auf dem Bauelement 2 gelegene Hauptteil 4 des Anschlussstückes R. Der Hauptteil 4 geht in das Schraubengewinde 1 durch eine Auskehlung 5 über und weist ein genau zylindrische Oberfläche 6 auf. Das Bauelement 2 wird parallel zur Achse X-X durch eine durch zwei parallel verlaufende, abgeflachte Flächen 7a unterbrochene zylindrische Oberfläche 7 begrenzt, die gegebenenfalls auch durch eine polyedrische Oberfläche mit hexagonaler Grundfläche ersetzt werden kann. Der über diesem Bauelement 2 gelegene Oberteil des Anschlussstückes ist mit einem Außengewinde 8 zum Einschrauben einer Leitung oder eines Abzweighahnes sowie mit einem Innengewinde 9 zur Anbringung eines Verschlussstopfens versehen.

Der gusseiserne Ring S, ein ringförmiges Bauteil mit zwei zueinander senkrechten Symmetrieebenen, ist in den Teilschnitten der Fig. 1 und 2 näher veranschaulicht. Nach außen weist dieser Ring S eine obere, runde, senkrecht zu ihren Symmetrieebenen stehende, ebene Auflagefläche 10 sowie eine konkave zylindrische innere Oberfläche 11 auf, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Rohres T entspricht. Der Außendurchmesser der Auflagefläche 10 entspricht im Wesentlichen dem des Bauelementes 2 des Anschlussstückes T; wäre die Oberfläche dieses Bauelementes 2 gleich einem Polyeder mit hexagonaler Grundfläche, so entspräche der Außendurchmesser dieser Auflagefläche 10 dem dem Sechseck eingeschriebenen Kreis. Zwei flache Flächen 13 begrenzen den Ring S senkrecht zu seiner Längssymmetrieebene, die parallel zur Achse des Rohres T verläuft. Seine Außenoberfläche weist eine kegelstumpfförmige Auflagefläche 12 in der Nähe der Auflagefläche 10 auf.

Innen ist der Ring S mit einer axialen Öffnung 14 versehen, deren Durchmesser größer ist als der des zylindrischen Teiles 4 des Anschlussstückes R. Diese Öffnung weist entlang ihrer Achse drei aufeinander folgende Teile auf. Der von dem Rohr T am entferntesten liegende Teil wird durch eine zylindrische Oberfläche 15 begrenzt, deren Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des durch die Oberfläche 6 begrenzten zylindrischen Hauptteile 4 des Anschlussstückes R. Der zweite Teil wird durch eine kegelstumpfartige Schulter 16 begrenzt, die in der der Oberfläche 15 entgegengesetzten Richtung, d.h. zu dem Rohr P hin, divergiert und deren mittlerer Durchmesser größer ist als der des zylindrischen Hauptteiles 4 des Anschlussstückes R. Die so gebildete Kammer wird in axialer Richtung durch eine Schulter 16a begrenzt, deren Abstand ltiefo von dem Rohr T größer ist als der Abstand ltief1 des unteren Endes des zylindrischen Hauptteiles 4 des Anschlussstückes R vom Rohr T. Dadurch befinden sich die Oberfläche 6 des Anschlussstückes R und die Oberfläche des Ringes S in Bezug aufeinander auf einer Höhe h = ltiefo - ltief1, die größenordnungsmäßig beispielsweise in etwa der Stärke des Anschlussstückes R in seinem zylindrischen Hauptteil 4 entspricht. Der dritte, größte und dem Rohr am nächsten gelegene Teil wird in axialer Richtung durch eine stark divergierene, kegelstumpfförmige Schulter 7, die diesen Teil mit der Schulter 16 verbindet, und in radialer Richtung durch ein anderes kegelstumpfförmiges

Schulterteil 18 begrenzt, das wie die Schulter 16 etwa unter dem gleichen Winkel zu dem Rohr hin divergiert, wobei der mittlere Durchmesser größer ist als derjenige dieser Schulter 16.

Das Dichtungselement G besteht aus einem flachen Gummi- oder elastomeren Ring und hat eine Shorehärte von beispielweise 58°.

Es weist eine Manschette und einen an deren einem Ende angeformten Außenbund auf. Die Manschette hat eine innere und eine äußere Oberfläche, die parallel zueinander verlaufen, beide kegelstumpfförmig sind und in Richtung des Bauelementes 2 divergieren; im nicht eingebauten Zustand entspricht der Außendurchmesser des Bauelementes 2 in etwa dem kleinsten Durchmesser des Teiles 18 des Ringes S und der größte Durchmesser der äußeren kegelstumpfförmigen Oberfläche der Manschette ist nur um weniges größer als der kleinste Durchmesser der Schulter 16 des Ringes. Des gleichen weist die innere kegelstumpfförmige Oberfläche 19 der Manschette im nicht zusammengebauten Zustand einen kleinen Durchmesser d auf, der eindeutig größer ist als der der Oberfläche 6 des Anschlussstückes, aber nur um weniges kleiner als der des Schraubengewindes 1 dieses Anschlussstückes und einen größten Durchmesser D auf, der etwas größer ist als der der Oberfläche 6.

Die beiden Funktionen "Verbindung" und "Abdichtung" sind bei dem neuerungsgemäßen Anschluß voneinander getrennt. Die mechanische Verbindung erfolgt durch Einschrauben des Schraubengewindes 1 des Anschlussstückes R in ein in der Wand des Rohres T vorgesehenen Innengewinde 20. Die Dichtheit wird durch das Dichtungselement G gewährleistet, die an ihrem unteren Ende zwischen den Schultern 17 des Abstandsstückes 8 und einer Oberfläche 21 des Rohres wie eine Quetschdichtung und an ihrem oberen Ende zwischen der Schulter 16 des Abstandsstückes und der Oberfläche 6 des Anschlussstückes wie eine Druckdichtung in radialer Richtung wirkt. Diese zweite Dichtung erfolgt automatisch. Die kegelige Gestalt der Schulter 16 und der Oberfläche 17 bewirkt, dass bei zunehmenden Druck das Dichtungselement G stärker zusammengedrückt wird.

Darüber hinaus erfolgt die endgültige Anbringung des mit dem Dichtungselement G versehenen Ringes S genau an der Stelle
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an der die Abzweigung hergestellt werden soll. Die Dichtheit zwischen Rohr und Ring S wird durch Anflanschen der für die Anbringung des Anschlusses verwendeten Befestigungseinrichtung an dem Rohr sichergestellt.

Nach Fig. 5 besteht eine solche Maschine z.B. aus einem Lichtungskasten 22, der an seinem oberen Ende durch eine drehbare Dichtungstrommel 27 und an seinem unteren Ende durch eine auswechselbare Bodenplatte 24 mit einer Öffnung 25 verschlossen ist. Im Inneren des Zylinderkörpers sind ein Werkzeug 26 zur Aufnahme eines Gewindebohrers 27 und ein Anschlusskopf 28 zur Aufnahme des Anschlussstückes R angeordnet, wobei der Werkzeugkopf und der Anschlusskopf durch die Trommel hindurchgeführt sind, um sie von außen bedienen zu können; der Werkzeugkopf wird beispielsweise mit Hilfe eines Knarrenschlüssels 29 und einer Zustellschraube 30 betätigt. Die Befestigungseinrichtung weist schließlich noch eine an ihrem Zylinderkörper angebrachte
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die fest um das Rohr T gelegt wird. Sie wird an dem
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bracht wird. Zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen im Hinblick auf die Anwendung des Verfahrens kann noch eine Dichtungsscheibe zwischen Bodenplatte und Ring eingeschoben werden.

Der beschriebene Rohranschluß eignet sich insbesondere für die Anbringung an einer Wasser- oder Gasversorgungsleitung unter Verwendung einer Bohrmaschine der beschriebenen Art. Die Herstellung dieses Rohranschlusses geschieht folgendermaßen:

Die Befestigungseinrichtung wird fertiggemacht, indem vor allem der Gewindebohrer 27 an den Werkzeugkopf 26 befestigt und das Anschlussstück R auf den Anschlusskopf 28 aufgeschraubt wird. Dann wird das Rohr bei
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an der Anschlussstelle abgeschliffen und das Dichtungselement G in die Kammern 16a bis 16 und 17 bis 18 des Ringes S eingesetzt und an die gesamte, aus Ring und Dichtungselement bestehende Anordnung an der für den Anschluß vorgesehenen Stelle
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angebracht. Dann wird die Befestigungseinrichtung mit ihrer Bodenplatte 24 auf den Ring S aufgesetzt, indem sie auf dem kegelstumpfförmigen Teil des Ringes S zentriert wird, und mit Hilfe ihrer das Rohr T umschließenden Kette 31 befestigt, bis der Ring an seinem ganzen Umfang mit seiner Oberfläche 1 mit dem Rohr in Berührung steht. Das Dichtungselement G wird dadurch auf dem Rohr durch die Kompression seines unteren Flansches
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zwischen der Schulter 17 des Ringes S und der Oberfläche
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des Rohres T flachgedrückt, was eine endgültige Abdichtung zwischen Ring und Rohr gewährleistet. Dadurch ist
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kein Ausströmen nach
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im Falle des Anschlusses
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Daran schließt sich der Rohrvorgang und an diesen der Schneidvorgang mit Hilfe des Gewindebohrers 27 an. Das Anschlussstück R wird dann durch Betätigung der Trommel 23 in das Innengewinde eingeführt und bis zu seiner völligen Blockierung eingeschraubt, beispielsweise in der Größenordnung von 10 m ^ dall oder 100 m ^ N (Vektormeter nach Newton) oder 200 J/rd (Joules pro Radian); während dieses Vorganges wird der Ring S durch Einwirken auf die Abflachungen 13 in seiner Lage gehalten, während die Verbindungen mit dem Anschlussstück P durch die Abflachungen 7a seines Bauelementes 2 gewährleistet wird. Diese Verschraubung hat eine doppelte Wirkung: Einerseits ersetzt sie die durch die Befestigungseinrichtung auf den Ring S ausgeübte Druckwirkung in Höhe der Auflagefläche 12, wobei diese Wirkung durch das Anschlussstück R sichergestellt wird, und zwar dadurch, dass die Schulter 3 des Bauelementes 2 auf der oberen ebenen Oberfläche des Ringes S aufliegt. Andererseits ermöglicht die Einführung des Anschlussstückes R in die Bohrung 14 des Ringes S in Höhe der Oberfläche 6 des Anschlussstückes R und der Schulter 16 des Ringes S, die einander gegenüberliegen, die zwischen dem Anschlussstück und dem Ring gewünschte Dichtheit durch Kompression der Manschette 33 des Dichtungselementes G zwischen diesen Oberflächen in radialer Richtung. Der Zwischenraum zwischen dem Schraubengewinde 1 des Anschlussstückes und der Basis des Dichtungselementes G sowie vor allem die an dem Anschlussstück herausgearbeitete Auskehlung 5 dienen zur Aufnahme strömenden Mediums aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse, denen das Dichtungselement ausgesetzt ist.

Die Befestigungseinrichtung wird anschließend zurückgeführt, indem ihre Kette gelöst und der Anschlusskopf 28 gelockert wird. Beim Abschrauben des Anschlusskopfes 28 muß das Anschlußstück mit Hilfe eines Schlüssels an seiner Abflachungen 13 festgehalten werden, damit sich die verschiedenen Dichtungselemente nicht lockern oder verschieben. Dann wird am Kopf des Anschlussstückes R ein Verschlussstopfen oder ein Absperrhahn angebracht. Der auf diese Weise hergestellte Anschluß bringt unter anderem folgende Vorteile mit sich: Er besteht nur aus drei Teilen R, S und G.

Die Abdichtung zwischen dem Ring und dem Rohr erfolgt vor dem Bohr- und Schneidvorgang an diesem. Dadurch ist die Auflagefläche vor Beginn des Arbeitsganges sehr sauber und die Abdichtung wird nicht durch die beim Bohren oder Gewindeschneiden erzeugten Späne in Frage gestellt. Das leichte Abschleifen des Rohres an der für die Anbringung des Anschlusses gewählten Stelle erfolgt ebenfalls zu diesem Zweck. Um zu vermeiden, dass Späne die Dichtigkeit zwischen Anschlussstück und Ring S in Höhe der Oberfläche 19 des Dichtungselementes und der diese berührende Oberfläche 6 des Anschlussstückes beeinträchtigen, erfolgt der Bohr- und Gewindeschneidvorgang trocken. Dadurch hacken die Späne beim Bohren nicht an der Oberfläche 19 des Dichtungselementes an. Sie können nur, ihrem Gewicht entsprechend, in dem Augenblick in das Rohr fallen, in dem das Rohr durchgestossen wird, oder weiter oben wieder aufgrund des in dem Rohr herrschenden Druckes in den Körper 22 der Befestigungseinrichtung zurückbefördert werden. Außerdem schützt der gut um das Dichtungselement anliegende Ring S in Höhe der Kammer 17 bis 18 diese Ablagerungen.

Schließlich gestattet die Befestigung unter ständiger Beobachtung des Ringes S während des gesamten Vorganges ein sehr sauberes und genaues Arbeiten. Darüber hinaus ist die Abdichtung zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Ring stark lokalisiert.

Claims

1. Rohranschluß, bestehend aus einem mit Schraubengewinde versehenem Anschlussstück, einem zwischen Anschlussstück und Rohr liegenden elastischen, ringförmigen Dichtungselement, wobei zwischen dem Dichtungselement und einem mit dem Anschlussstück fest verbundenen radialen Bauelement ein Ring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (G) aus einer Manschette (33) und einem äußeren, an dem einen Ende dieser Manschette angeordneten Dichtungsbund (32) besteht, dass der Ring (S) an der Innenseite eine Aussparung (14) mit zwei Schultern (16a, 17) aufweist, die sich an ihrem breitesten Teil (18) in axialer Richtung auf eine Außenseite des Ringes (S) hin öffnet, wobei die Stärke der Manschette (33) im nicht eingebauten Zustand in radialer Richtung größer ist als die Breite der ringförmigen Aussparung zwischen einer engsten rückwärtigen Stelle (16) der Ringschulter und der gegenüberliegenden Oberfläche (6) des Anschlussstückes (R) und die Stärke des Dichtungsbundes (32) in axialer Richtung, ebenfalls im nicht eingebauten Zustand, größer ist als die größte axiale Abmessung eines rückwärtigen Schulterteiles (18), und dass das Anschlussstück (R) fest in das Rohr (T) eingeschraubt ist.

2. Rohranschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (S) radial nach außen bezüglich einer ersten Auflagefläche (12) des am Anschlussstück (R) festen radialen Bauelementes (2) eine zweite Auflagefläche (12) aufweist, die zur Zentrierung einer Bodenplatte (24) eines Dichtungskastens (22) vorgesehen ist, in axialer Richtung an der Bodenplatte (24) anliegt und der Wand einer Öffnung (25) in dieser Bodenplatte zugeordnet ist.

3. Rohranschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (S) am außerhalb der Dichtung (G) gelegener Teil kleinere axiale Abmessungen aufweist als diejenigen zwischen dem Schraubengewinde (1) des Anschlussstückes (R) und dem an ihm festen radialen Bauelement (2).