DE2530863A1

DE2530863A1 - Kupplung, insbesondere zum verbinden von leitungen

Info

Publication number: DE2530863A1
Application number: DE19752530863
Authority: DE
Inventors: Harry H Hammond
Original assignee: Hansen Manufacturing Co Inc
Current assignee: Hansen Manufacturing Co Inc
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US3887222A; GB1491262A; CA1034161A; JPS5131919A; IT1039941B

Description

Kupplung, insbesondere zum Verbinden von Leitungen

Die Erfindung betrifft eine neuartige und verbesserte Verbindungsoder Kupplungsanordnung und insbesondere eine Kupplung mit einenn Stopfen, welcher innerhalb einer Sockelkammer gehalten wird, wenn ein am Stopfen befindlicher Verriegelungsring an einem Anschlag- oder Haltering innerhalb der Kammer angreift.

Bekannte Kupplungsanordnungen sind mit Stopfen oder Zapfen versehen, welche durch mehrere Klemmkugeln in einer Sockelkammer gehalten werden. Die Klemm- oder Haltekugeln werden mittels einer axial bewegbaren Hülse in Eingriff mit einer ringförmigen Nut im Stopfen gehalten. Obwohl Kupplungen dieser bekannten Kon-

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struktion für verschiedene Zwecke geeignet sind, bedürfen sie einer beträchtlichen Anzahl von Teilen, welche genau gefertigt und sorgsam zusammengefügt werden müssen. Natürlich führt dies zur Verteuerung von Kupplungen bekannter Art.

Demgegenüber wurde gemäss der Erfindung eine verbesserte Kupplung geschaffen, welche aus verhältnismässig wenig Teilen besteht, leicht zusammengefügt werden kann, und verlässlich im Betrieb ist. Die Kupplung weist einen Sockel mit einer Kammer auf, in welcher ein äusserer Endteil eines Stopfens oder Zapfens einführ bar ist. Wenn der Stopfen in die Kammer eingeführt wird, dann wird ein Verriegelungs- oder Klemmring mittels eines in der Sockelkammer befindlichen Anschlag- oder Halteringes elastisch nach innen gerichtet in zusammengezogene Lage gedruckt. Wenn sich der Verriegelungsring axial nach innen über den Anschlagring hinausbewegt, dann expandiert er elastisch auf einen Durchmesser, welcher grosser ist als der Durchmesser der Öffnung im Anschlag- oder Haltering. Nachfolgend liegt der Verriegelungsring am Ansei ilagring an, um das Abziehen des Stopfens aus der Sockelkammer zu verhindern.

Wenn die Kupplung zu lösen bzw. auseinanderzunehmen ist, dann wird der Stopfen axial nach innen gerichtet bewegt. Während dieser axial nach innen gerichteten Bewegung drückt ein Nockenring in der Sockelkammer den Verriegelungsring auf einen Durchmesser zusammen, welcher kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung im Anschlagring. Bei nachfolgender Auswärtsbewegung des Stopfens werden der Nockenring und der Verriegelungsring nach aussen verlagert, bis sich der Verriegelungsring wenigstens teilweise durch die Öffnung des Anschlagringes erstreckt. Fortgesetzte Auswärts-

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bewegung des Stopfens resultiert in der Lösung des Nockenringes vom Anschlagring. Wenn der Verriegelungsring über den Anschlagring hinaus bewegt ist, dann bewirkt die Eigenelastizität des Verriegelungsringes, dass dieser sich wieder nach aussen expandiert.

Bei der neuartigen und verbesserten Kupplungsanordnung werden also ein Stopfen und ein diesen Stopfen aufnehmender Sockel mittels eines Verriegelungsringes in gegenseitigem Eingriff gehalten. Der Verriegelungsring kann durch einen sogenannten Steuer- oder Nockenring zusammengedrückt werden. Der Nockenring ist verschiebbar im Sockel gehalten, um den zusammengedrückten Verriegelungsring durch eine Öffnung eines Anschlagringes bewegen zu können, wenn der Stopfen aus der Sockelkammer herausgezogen wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer zusammengefügten Kupplungsanordnung gemäss der Erfindung unter Darstellung der Beziehung zwischen einem am Stopfen befindlichen Verriegelungsring und einem in einer Sockelkammer befindlichen Anschlag- oder Haltering;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, in welcher dargestellt ist, auf welche Weise der Verriegelungsring durch den Nockenring zusammengepresst wird, wenn sich der Stopfen aus der in Fig. 1 dargestellten Position axial nach innen gerichtet bewegtj

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Fig. 3 ist eine den Fig. 1 und 2 vergleichbare Schnittansicht unter Darstellung der Bewegung des zusammengedrückten Verriegelungsringes durch eine im Anschlagring befindliche mittlere Öffnungj

Fig. 4 ist eine Schnittansicht von Linie 4-4 in Fig. 1 unter Darstellung der Beziehung des Stopfens, des Verriegelungsringes und des Sockels, wenn sich die Kupplung in der Verbindungsposition befindet; und

Fig. 5 ist eine vergrösserte Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform gemäss der Erfindung.

Eine Kupplungsanordnung 8 gemäss der Erfindung ist in Fig. 1 in Eingriffslage dargestellt, in welcher sie ein Paar von Leitungen 9 und 10 in Fluidverbindung hält. Ein Verriegelungsring 12 befindet sich in einer ringförmigen Nut 13 eines Zapfens oder Stopfens 14. Der Verriegelungsring 12 liegt an einem Haltering 16 an, welcher an einem Sockel 18 fixiert ist, um den Stopfen in einer Sockelkammer 20 zu halten.

Wenn die Kupplung 8 zu lösen ist, dann wird der Zapfen oder Stopfen 14 weiter in die Kammer 20 hineingedrückt. Wenn sich der Stopfen 14 axial in die Kammer 20 bewegt, dann bewegt sich der Halte- oder Verriegelungsring 12 in teleskopartiger Weise bezüglich eines Nockenringes 24 und wird durch den Nockenring in der in Fig. 2 dargestellten Weise axial nach innen gedruckt. Bei nachfolgender Auswärtsbewegung des Stopfens 14 aus der in Fig. 2 dargestellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Position, werden der Nocken-

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ring 24 und der Verriegelungsring 12 nach aussen in Richtung des Halteringes 16 bewegt. Der Verriegelungsring 12, welcher durch den Nockenring 24 zusammengedrückt wird, bewegt sich durch eine kreisförmige mittlere Öffnung im Haltering 16. Fortgesetzte nach aussen gerichtete Bewegung des Stopfens 14 führt dazu, dass der Noekenring 24 in Axialrichtung weiter vom Verriegelungsring 12 abgewandt bewegt bzw. geschoben wird. Weitere nach aussen gerichtete Bewegung des Stopfens 14 hat zur Folge, dass der Verriegelungsring 12 vom Haltering 16 gelöst wird.

Wenn die Kupplungsanordnung 8 die in Fig. 1 dargestellte Eingriffslage besitzt, dann verhindert die gegenseitige Wirkung zwischen dem Verriegelungsring 12 auf dem Stopfen 14 und dem Haltering am Sockel 18, dass der Stopfen 14 von der Sockelkammer 20 zurückgezogen wird. Der Anschlag- oder Haltering 16 befindet sich in einer Ringnut 28, die in der Wand 30 des Sockels ausgebildet ist. Der Haltering 16 besitzt eine ringförmige, axial gerichtete innere Fläche 34, an welcher eine ringförmige, axiale Aussenfläche 36 des Verriegelungsringes 12 angelegt ist. Die Anlage der Flächen 34 und 36 verhindert, dass der Stopfen 14 aus der Sockelkammer 20 herausgezogen wird.

Um die Kupplung 10 zu lösen, ist es erforderlich, radial den Verriegelungsring 12 soweit zusammenzudrücken, dass sein Aussendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Halteringes 16. Dies geschieht dadurch, dass der Stopfen 14 axial nach innen verschoben wird. Wenn sich der Stopfen 14 axial nach innen gerichtet bewegt, dann kommt eine kegelstumpfförmige Fläche 40 des Verriegelungsringes 12 mit einem kreisförmigen Kanten- oder

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Eckenteil 42 des Nockenringes 24 in Berührung. Während weiterer axialer, nach innen gerichteter Bewegung des Stopfens 14 drückt der kreisförmige Kantenteil 42 des Nockenringes 24 elastisch den Verriegelungsring 12 aus der in Fig. 1 dargestellten gestreckten Position in die in Fig. 2 dargestellte zusammengedrückte Position. Während dieser Zeit bewegt sich der Verriegelungsring 12 durch eine durch eine zylindrische Innenfläche 44 des Nockenringes 24 gebildete Öffnung in teleskopartiger Beziehung bezüglich des Nockenringes. Fortgesetzte Einwärtsbewegung des Stopfens 14 führt dazu, dass eine ringförmige Fläche 46 des Stopfens 14 in Anlage mit einer ringförmigen axialen Aussenfläche 48 des Halteringes 16 gelangt, um die axiale Einwärtsbewegung des Stopfens 14 auf diese Weise zu begrenzen.

Wenn der Verriegelungsring 12 elastisch in die in Fig. 2 dargestellte Lage zusammengedrückt ist, dann besitzt der Verriegelungsring einen maximalen Aussendurchmesser, welcher kleiner ist als der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 52 im Haltering 16. Infolgedessen können der radial zusammengedrückte Verriegelungsring und der Nockenring 24 zusammen von der in Fig. 2 dargestellten Position in die in Fig. 3 dargestellte Position nach aussen in Axialrichtung bewegt werden. Wenn der Stopfen 14 nach aussen bewegt wird, dann gleitet eine zylindrische radiale Aussenfläche 58 am Nockenring 24 entlang einer zylindrischen Innenfläche der Sockelwand 30, um die Bewegung des Stopfens 14 zu führen.

Da der Stopfen 14, der Verriegelungsring 12 und der Nocken- oder Keilring 24 gleichzeitig axial nach aussen gerichtet bewegt werden, legt die Innenfläche 44 des Nockenringes gegenüber einer zylindri-

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sehen Aussenfläche 60 des Verriegelungsringes 12 eine radial nach innen gerichtete Kraft an, um den Verriegelungsring in zusammengedrückter Lage zu halten. Der Nockenring 24 und der Verriegelungsring 12 verbleiben in einer teleskopartigen Beziehung, wenn sich eine ringförmige Aussenfläche 64 des Steuer- oder Nockenringes an eine ringförmige Anschlagfläche 66 an einem Haltering 68 (Fig. 3) anlegt. Wenn der Verriegelungsring 12 den Haltering 68 berührt, dann hat sich die zylindrische Aussenfläche 60 des Verriegelungsringes in teleskopartiger Beziehung bezüglich der zylindrischen Innenfläche 52 am Anschlag- oder Haltering 16 bewegt.

Weitere Auswärtsbewegung des Stopfens 14 hat zur Folge, dass sich der Verriegelungsring 12 vom Nockenring 24 löst und dass sich der Verriegelungsring durch die kreisförmige Öffnung in den Anschlagoder Haltering 16 verlagert. Wenn also der Stopfen 14 aus der in Fig. 3 dargestellten Position nach aussen gezogen wird, dann tritt eine Gleitwirkung zwischen der Fläche 60 des Verriegelungsringes 60 und der Fläche 44 am Nockenring 24 auf. Wenn der Verriegelungsring 12 aus seinem Eingriff mit dem Nockenring 24 gezogen wurde, dann expandiert der Verriegelungsring etwas, so dass sich die zylindrische Fläche 60 des Verriegelungsringes nach aussen in Anlage an die zylindrische Innenfläche 52 des Anschlag- oder Halteringes 16 bewegt.

Weitere Auswärtsbewegung des Stopfens 14 führt dazu, dass die Fläche 60 entlang der Fläche 52 gleitet, wenn der Verriegelungsring 12 durch den Anschlag- oder Haltering 16 hindurchgezogen wird. Wenn der Verriegelungsring 12 vom Haltering 16 abpzogen wird, dann expandiert der Verriegelungsring radial etwas nach

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aussen, wobei die kegelsturmpfförmige Fläche 40 am Verriegelungsring an einem axial äusseren Eckenteil des Anschlag- oder Halteringes 16 gleitet. Wenn der Verriegelungsring 12 axial aus dem Ring 16 nach aussen bewegt ist, dann kann der Stopfen 14 ohne weiteres vom Sockel 18 abgezogen werden. Die Seiten der Nut 13 halten den expandierten Verriegelungsring am vorderen Ende des Stopfens 14.

Wenn die Kupplung 8 wieder zu verbinden bzw. in Eingriff zu bringen ist, dann wird der vordere Endteil des Stopfens 14 in den axial äusseren Endteil der Sockelkammer 20 eingeführt. Wenn der Stopfen 14 weiter nach innen bewegt wird, bewegt sich die kegelstumpfförmige Fläche 40 am Verriegelungsring 12 in Anlage mit dem kreisförmigen äusseren Kantenteil 76 des Halteringes 16. Weitere nach innen gerichtete Bewegung des Stopfens 14 hat zur Folge, dass der Verriegelungsring 12 durch den kreisförmigen Kantenteil 76 des Ringes 16 aus seiner expandierten bzw. freien Lage radial nach innen zusammengedrückt wird. Wenn der Klemmoder Verriegelungsring 12 in die eingezogene Lage zusammengedrückt ist, dann gleitet die zylindrische Aussenfläche 60 am Verriegelungsring 12 entlang der zylindrischen Innenfläche 52 des Ringes 16, während der Stopfen 14 in die Sockelkammer 20 eingeschoben wird.

Wenn der Stopfen 14 nach innen in die in Fig. 1 dargestellte Lage bewegt wird, expandiert sich der Verriegelungsring 12 radial nach aussen, bis die zylindrische Fläche 60 an einer zylindrischen Innenfläche 80 am Haltering 68 anliegt. Die zylindrische Fläche 80 verhindert, dass der Verriegelungsring 12 nach aussen bis zu

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einem Durchmesser expandiert, bei welchem die kegelstumpfförmige vordere Endfläche 40 einen Minimaldurchmesser besitzt, welcher grosser ist als der innenseitige Durchmesser des Ringes 24. Wenn der Ring 12 in die in Fig. 1 dargestellte Lage nach aussen expandiert ist, dann wird der Stopfen 14 durch Eingriff zwischen der ringförmigen Fläche 36 am Ring 12 und der Fläche 34 am Ring 16 in der Kammer 20 gehalten. Obwohl der Haltering 68 und der Anschlag- bzw. Haltering 16 als zwei getrennte Elemente dargestellt sind, kann der Haltering 68 auch material einheitlich mit dem Ring 16 gefertigt sein.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform gemäss der Erfindung dargestellt. Da die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform der in Fig. 1-4 dargestellten im wesentlichen gleicht, sind die gleichen Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, unter Verwendung des Zusatzes "a", benannt.

Die Kupplungsanordnung 8a gemäss Fig. 5 weist einen Verriegelungsoder Klemmring 12a auf, welcher auf einem Stopfen 14a befestigt ist und mit einem Anschlag- oder Haltering 16a zusammenwirkt, um den Stopfen innerhalb eines Sockels 18a zu halten. Der Ring 12a ist in einer Ringnut 13a des Stopfens 14a eingesetzt und weist eine Ringfläche 36a auf, welche mit einer ringförmigen Anschlagfläche 34a am Anschlagring 16a zur Anlage kommt, um den Stopfen in der Sockelkammer 20a zu halten. Wenn der Stopfen 14a aus der Kammer 20a herauszuziehen ist, dann wird der Stopfen axial nach innen gerichtet gedrückt, so dass ein ringförmiger Nockenring 24a den Ring 12a radial nach innen gerichtet drückt, also aus der in Fig. 5

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dargestellten expandierten Lage in die eingezogene Lage, in welcher eine radiale Aussenfläche 60a des Ringes 12a einen Durchmesser besitzt, welcher kleiner ist als der Durchmesser einer zylindrischen Innenfläche 52a des ringförmigen Anschlag- oder Halteringes 16a.

Der Stopfen 14a wird daraufhin axial nach aussen gerichtet gedrückt, um ihn vom Sockel 18a zu lösen. Wenn der Stopfen oder Zapfen 14a axial nach aussen bewegt wird, dann gleitet der Ring 24a mit dem Ring 12a entlang einer zylindrischen Innenwand 30a des Sockels 18a. Während dieser axialen Auswärtsbewegung des Stopfens oder Zapfens 14a bewegt sich der Ring 12a in teleskopartiger Beziehung bezüglich des Anschlag- oder Halteringes 16a. Unmittelbar danach bewegt sich eine ringförmige Endfläche 64a am Ring 24a in Anlage mit der ringförmigen Anschlagfläche 34a. Weitere Auswärtsbewegung des Stopfens 14a hat zur Folge, dass sich der Verriegelungsring 12a in vom Ring 24a abgewandter Richtung und durch die Öffnung im Ring 16a bewegt. Wenn der Verriegelungsring 12a axial aus dem Anschlagring 16a bewegt ist, dann expandiert er elastisch in die in Fig. 5 dargestellte gestreckte Lage.

Bei der in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung kommt ein ringförmiger O-Ring 88 unter Abdichtung zur Anlage mit der zylindrischen Innenfläche der Sockelwand 30, um eine Leckage von Fluid aus der verbundenen Kupplungsanordnung 8 zu vermeiden. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform liegt ein O-Ring 88a abdichtend an der Sockelwand 30a innerhalb des Ringes 24a und des Ringes 12a an, um Leckage von Fluid aus der in Verbindung befindlichen Kupplung 8a zu vermeiden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

A .J Kupplung, insbesondere zum Verbinden von Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (8) einen mit einer der Leitungen (9, 10) zu verbindenden Sockel (18) aufweist, dass der Sockel mit einer Wand versehen ist, welche wenigstens teilweise eine Sockelkammer (20) bildet, als auch mit einer Anschlagfläche (16), welche innerhalb der Sockelkammer befindlich eine Öffnung vor bestimmter Grosse bildet, dass ein Stopfen (14) mit der anderen der Leitungen (9, 10) verbunden und in der Sockelkammer aufnehmbar ist, dass ein elastischer Verriegelungsring (12) auf dem Stopfen befindlich eine im wesentlichen kreisförmige Haltefläche (36) aufweist, welche an die Anschlagfläche (16) anlegbar ist, wenn sich der Stopfen in einer ersten Position innerhalb der Sockelkammer (20) befindet, um dadurch den Stopfen in der Kammer zu halten, dass der Verriegelungsring (12) zwischen einer ersten Lage und einer zweiten Lage auslenkbar ist, wobei die Haltefläche (36) am Verriegelungsring in dessen erster Lage eine Aussenabmessung aufweist, welche grosser ist als die Grosse der durch die Anschlagfläche gebildeten Öffnung, während die Haltefläche am Verriegelungsring in der zweiten Lage eine Aussenabmessung besitzt, welche kleiner ist als der Grosse der durch die Anschlagfläche gebildeten Öffnung entspricht, um den Verriegelungsring durch die durch die Anschlagfläche gebildete Öffnung hindurchführen zu können, dass sich eine innerhalb der Sockelkammer befindliche Nockeneinrichtung

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(24) innerhalb der Anschlagfläche (34) befindet, um elastisch den Verriegelungsring aus der ersten Lage in die zweite Lage zusammenzudrücken, wenn der Stopfen von der ersten Position in die zweite Position axial nach innen gerichtet bewegt wird, und um den Verriegelungsring während axialer Auswärtsbewegung des Stopfens in der zweiten Lage zu halten, wenn wenigstens ein Teil des Verriegelungsringes durch die durch die Anschlagfläche gebildete Öffnung hindurchgeführt ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockeneinrichtung aus einem in der Sockelkammer (20) befindlichen Nockenring (24) besteht, welcher durch den Stopfen und den Verriegelungsring axial zwischen einer zurückgezogenen Position, in welcher er unter Abstand von der Anschlagfläche liegt, und einer ausgefahrenen Position bewegbar ist, in welcher er an der Anschlagfläche anliegt.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenring eine innere Nockenfläche (42) aufweist, um den Verriegelungsring aus einer ersten Lage in die zweite Lage zusammenzudrücken, wenn sich der Stopfen (14) aus der ersten Position in die zweite Position bewegt.
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine am Nockenring ausgebildete Aussenfläche in Anlage mit der Sockelwand befindet, und dass die Aussenfläche des Nockenringes entlang der Sockelwand bewegbar ist, wenn sich der Nockenring zwischen der ausgefahrenen und der zurückgezogenen Position verlagert.

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5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich axial ausserhalb der Anschlagfläche eine Fläche befindet, welche an den Stopfen anlegbar ist, um die axiale Einwärts bewegung des Stopfens zu begrenzen.
6. Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung einen mit einer Leitung verbindbaren Sockel aufweist, dessen Wand wenigstens teilweise eine Sockelkammer bildet, dass sich ein bewegbarer Nockenring innerhalb der Sockelkammer in Anlage mit der Sockel wand befindet und eine kreisförmige innere Öffnung umschliesst, dass ein Anschlagring innerhalb der Sockelkammer befindlich mit dem Sockel axial ausserhalb des Nockenringes verbunden ist, wobei der Anschlagring eine ringförmige Innenfläche aufweist, die sich radial innerhalb der Sockel wand erstreckt und wenigstens teilweise eine kreisförmige Öffnung eines Durchmessers bildet, welcher grosser ist als der Durchmesser der kreisförmigen inneren Öffnung im Nockenring, dass ein Stopfen mit einer Leitung verbindbar ist und ein äusseres Endteil aufweist, welches in der Sockelkammer aufnehmbar ist, dass ein elastischer Verriegelungsring auf dem äusseren Endteil des Stopfens befindlich durch eine am Stopfen angeordnete Fläche gehalten wird, dass der Verriegelungsring aus einer expandierten Lage, in welcher sein Aussendurchmesser grosser ist als der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung im Anschlagring, in eine zurückgezogene Lage bewegbar ist, in welcher sein Aussendurchmesser kleiner ist als dem Durchmesser der kreisförmigen Öffnung im Anschlagring entspricht, dass der Anschlagring eine erste Flächeneinrichtung aufweist, um elastisch den Verriegelungsring aus der expandierten Lage in die zurückgezogene Lage zusammenzudrücken, wenn der Stopfen in die

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Sockelkammer eingeführt wird, um dergestalt den Verriegelungsring durch den Anschlagring in eine erste Position bewegen zu können, in welcher sich der Verriegelungsring axial innerhalb des Anschlagringes_i befindet, dass der Verriegelungsring elastisch aus der eingezogenen Lage in Richtung der-expandierten Lage streckbar ist, wenn er sich durch den Anschlagring in die erste Position bewegt, dass der Anschlagring Flächenmittel zur Anlage am Verriegelungsring aufweist, wenn sich dieser in der ersten Position befindet, um auf diese Weise den äusseren Endteil des Stopfens innerhalb der Sockelkammer zu halten, dass der Stopfen aus der ersten Position axial nach innen gerichtet in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher wenigstens ein Teil des Verriegelungsringes innerhalb der Öffnung des Nockenringes besteht, und dass der Nockenring Führungsflächen aufweist, welche entlang der Sockelwand verschiebbar sind, um die Bewegung des Stopfens von der zweiten Position in die erste Position zu leiten, wenn sich der Teil des Verriegelungsringes innerhalb der Öffnung des Nockenringes befindet.

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