DE7905902U1

DE7905902U1 - Anordnung zur elastischen verbindung zweier heissgehender rohrleitungen, insbesondere von auspuffleitungen von kraftfahrzeugen

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Publication number: DE7905902U1
Application number: DE19797905902
Authority: DE
Original assignee: Metallschlauch-Fabrik Pforzheim (vorm Hch Witzenmann) 7530 Pforzheim GmbH
Current assignee: Metallschlauch-Fabrik Pforzheim (vorm Hch Witzenmann) 7530 Pforzheim GmbH
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1979-03-03
Publication date: 1979-06-21

Description

IN6. R. LEMCKE 3. H. J. BROMMER

TENTANWÄLTE KARLSRUHE 1

Metallschlauch-Fabrik Pforzheim (vorm. Hch. Witzenmann) Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 7530 Pforzheim, Östliche Karl-Friedrich-Straße 154

Anordnung zur elastischen Verbindung
zweier heißgehender Rohrleitungen, insbesondere von Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur lösbaren, dichten, gelenkigen und elastisch nachgiebigen Verbindung zweier heißgehender, ein- oder mehrflutiger Rohrleitungen, insbesondere von Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen, an deren einander zugekehrten Enden Plansche befestigt sind, von denen einer mit einem
eine Dichtfläche bildenden Portsatz in eine axiale, ebenfalls eine Dichtfläche bildende Aufnahme des

anderen Flansches hineinragt, wobei durch kugelige Ausbildung wenigstens einer Dichtfläche die gelenkige Beweglichkeit der Plansche gegeneinander gegeben ist und wobei die Plansche über ihren Abstand zu verringern suchende Federelemente elastisch miteinander verbunden sind.

Eine derartige Anordnung ist durch die DE-OS 27 10 bekannt. Sie dient insbesondere für eine Auspuffleitung eines Kraftfahrzeugs, bei der Temperaturen von 1000 C und mehr beherrscht werden müssen. Dort ist bei der Kugelgelenkausbildung eine unmittelbare Anlage der Dichtflächen aufeinander, von denen wenigstens eine eine kugelige Kontur hat, vorgesehen, da sich herausgestellt habe, daß bekannte Dichtungen den Beanspruchungen nicht standhalten, vielmehr verbrennen, krümelig und danach ausgeblasen werden etc. Die bekannte unmittelbare gegenseitige Anlage der Dichtflächen bewirkt jedoch, daß diese mit der Zeit insbesondere durch eingetragene Verschmutzungen etc. unterstützt miteinander fressen und außerdem im Betrieb des Gelenkes zu Quietschgeräuschen führen, die unangenehm sind und daher nicht hingenommen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Anordnung der eingangs beschriebenen Art mit einer Dichtung zu versehen, die bei äußerer Festigkeit einmal gute Verschleißeigenschaften, zum anderen aber auch gute Lagereigenschaften aufweist, so daS ein Quietschen und ein vorzeitiger Verschleiß durch Abtragung infolge Relativbewegungen nicht eintreten kann. Andererseits soll die Dichtung bei hoher Temperaturbe-

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ständigkeit eine dauerhafte Dichtigkeit gewährleisten ohne die Gefahr, daß das Dichtungsmaterial sich
zersetzt oder zerfällt und durch den in der Auspuffleitung herrschenden Druck ausgeblasen wird. Ferner
soll Form- und Querschnittsgenauigkeit der Dichtung
gegeben sein. Dies alles soll mit Hilfe einfacher
Maßnahmen in kostengünstiger Weise erzielt werden.

Diese Aufgabe ist bei einer Anordnung der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zwischen den Dichtflächen ein an diesen flächig
anliegender Dichtungsring unverlierbar gelagert ist,
daß der Dichtungsring einen Füllstoff aus Mineralfaser od. dgl. aufweist, daß der Füllstoff von einem
F.etallgeflecht, -gewebe, -gestricke od. dgl. umhüllt
ist, daß ein Teil der Drähte des Geflechtes, Gewebes, Gestrickes od. dgl. aus einem hochtemperaturbeBtändigen, verschleißfesten, korrosionsbeständigen
Stahl besteht, während der verbleibende Teil aus
einem korrosionsbeständigen Ketall mit Gleitlager- | eigenschaften besteht, und da f.; der Füllstoff und f

seine Umhüllung zur Form des Dichtringes miteinander | verpreßt sind. ■ ;<*

Bei dieser Lösung liegt der Erfindung die wesentliche | Erkenntnis zugrunde, daß sich die Problematik dadurch |

bewältigen lassen kann, daß man eine die Formstabi- |

lität und Festigkeit gebende Umhüllung mit den erfin- |

dungsgemäßen Maßnahmen gleichzeitig su einem Gleit- |

lagerteil gestalten kann, so daß trotz der gewähr- |

leisteten Stabilität ein Gleitlagerverhalten gegeben |

ist, das vor allem die im bekannten Falle als störend ^:|

auftretenden Quietschgeräusche nicht mehr entstehen ^

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Andererseits hat sich herausgestellt, daß die Ausbildung des Füllstoffes als ein Vlies od. dgl. aus Mineralfasern den auftretenden hohen Temperaturbeanspruchungen standhält, ohne im Laufe eines langen Betriebes zu zerfallen und damit der Gefahr zu unterliegen, in Form von kleinen Partikeln langsam ausgetragen zu werden.

Wie sich bereits in langdauernden Versuchen gezeigt hat, werden die durch die Erfindung gestellten Anforderungen überraschend in sehr hohem Maße erfüllt, so daß sich mit dem erf indur.gsgemäßen Dichtungsring durch Aufteilung der erforderlichen Punktionen eine Kehrkomponentenkombination ergibt, die hinsichtlich dauerhafter Festigkeit, Gleitlagerverhalten und dauerhafter Dichtigkeit sehr zufriedenstellend ist.

Anstelle der Maßnahme, einen Teil der Umhüllung aus Drähten mit Gleitlagereigenschaften bestehen zu las

sen, ist es auch möglich, wenigstens einen Teil der Drähte der Umhüllung mit einen Lagermetall durch Aufdampfen, Galvanisieren od. dgl. zu beschichten. Dies selbstverständlich in einer Stü.rke, die bei der vorgesehenen Lebensdauer einen dementsprechend erforderlichen Verschleißantei] ergibt.

Die Umhüllung kann ein mit dem Dichtungsring ein- oder mehrfach umlaufender Schlauch, vorzugsweise flachgedrückt, aus dem genannten Geflecht etc. sein und es können die aufeinandertreffenden¹,· zweckmäßigerweise einander überlappenden Schlauchenden beim Verpressen des Dichtungsringes in .formschlüssigen Eingriff miteinander gebracht sein. Beim Verpressen des Dichtringes findet bei dieser; eine Reduzierung

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seiner durch die Vorfertigung gegebenen Querschnitte statt. Dadurch wird das Material von Füllstoff und Umhüllung so zusammengeschoben und -gestaucht, daß einerseits ein fester Verbund zwischen Füllstoff und Umhüllung erzielt und andererseits der Füllstoff gleichmäßig über den Querschnitt des Dichtungsringes verteilt ist. Dies führt auch an den erwähnten, aufeinandertreffenden, zweckmäßigerweise überlappenden Enden durch das Verpressen zu einer gegenseitigen Verquetschung und Verzahnung, die einen Formschluß ergibt, der sich als allen Belastungen ausreichend gewachsen erwiesen hat.

Die Umhüllung kann aber auch ein dem Durchmesser des Dichtungsringes angepaßter, koaxialer Schlauch sein; es kann dabei dann vorgesehen sein, daß der Schlauch durch einwärtiges bzw. auswärtiges Umbordeln bzw. Umlegen um den Füllstoff gelegt ist und daß Füllstoff und Umhüllung dann miteinander verpreßt sind. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, daß die nach dem Bördeln benachbarten Schlauchenden sich überlappen, so daß sich beim Verpressen dort ein besonders guter Formschluß einstellen kann.

Der hochtemperaturbeständige, verschleißfeste, korrosionsbeständige Draht der U^hvllung ist zweckmäßigerweise ein austenitischer Chrornnickelstahlwährend es sich für das korrosionsbeständige Ketall mit Gleitlagereigenschaften als vorteilhaft erwiesen hat, hier Konel, I.ickeD , Bronze, iupi'er, eine Kupferlegierung oder eine andere, in jeden Fall von den Flanschteilen stofflich abweichende Legierung zu verwenden.

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Es ist zweckmäßig, daß der Anteil des Drahtes mit Lagereigenschaften 10 bis 50 y'- des Geflechtes etc., vorzugsweise 15 bis 30 °/o ausmacht. Hier muß das Bestreben dahin gehen, soviel Stahlgeflecht etc. mit Tragfunktion vorzusehen wie möglich und andererseits soviel Geflecht mit Lagereigenschaften wie nötig, um die erforderliche Gleitfähigkeit der Dichtung über lange Zeit zu gewährleisten und damit ein Quietschen des Gelenkes zu verhindern.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für die Umhüllung eine Drahtstärke von 0,3 mm und weniger zu verwenden. Dadurch ergibt sich eine besondere Elastizität und Anpassungsfähigkeit der Dichtungsoberfläche einerseits, andererseits aber eine besondere !.!einheit der zwischen den einzelnen Drahtlagen bestehenden Fenster, durch die auf der einen Seite Verschmutzungen in die Dichtungen eindringen können, andererseits Partikel des Fül]stoffes ausgetragen v/erden können, und durch die ein besonders fester Verbund zwischen Füllstoff und Umhüllung der Dichtung erreicht wird.

Für das Vorpressen des Dichtungsringes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dies so vorzunehmen, daß die Umhüllung an den mit den Dichtflächen der Flansche in Berührung kommenden Flanken des Dichtungsringes stärker verdichtet ist alc an den übrigen Cberfleeren des Dichtungsringes. Dies läßt sich durch die Hichxun." der eingeleitete:¹- Verd iehtunrskraf t bewerkstelliger, und führt d&zu do.- Teile der den Füllstoff umhüllenden ^T."mflechtur:.r: etc. erheblich stärker zusammengepreßt werden als andere Teile, legt man die starker .^usarar.engeprei'ter. Teile dorthin, wo die

Verschleißerscheinungen zu erwarten sind, so steht dort ein größeres Verschleißvolumen zur Verfugung.

Schließlich kann der Füllstoff des Dichtungsringes noch zusätzlich mit einem hochtemperaturbeständigen Trockenschmierstoff mit Graphit, Ruß, einem Metallpulver mit Gleitlagereigenschaften od. dgl, als Bestandteil versehen sein. Dadurch wird die Dichtigkeit des Füllstoffes und auch seine innere Verschleißfestigkeit einerseits verbessert, andererseits erleichtert diese Schmierstoffe die Herstellung des Dichtungsringes.

Weitere erfindungswesentliche iierkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- | bung der Erfindung anhand der Zeichnung. In der 1

Zeichnung zeigen: |

Fig. 1 die Gelenkstelle einer Auspuffleitung | im Axialschnitt; §

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Dichtungsring f

ρ im Axialschnitt; al

Fig. 3 einen Dichtungsring als Rohling vor dem Verpressen;

Fig. 4 einen anders gestalteten Dichtungsring als Rohling vor dem Verpressen;

Fig. 5 eine weitere Vorform eines Dichtungsringes;

Fig. 6 den Dichtungsring gemäß Fig. 5 in einer weiteren Verarbeitungsstufe und

Fig. 7 den Dichtungsring gemäß Fig. 5 und 6 in der Fertigstufe.

Fig. 1 zeigt eine zweiflutig Auspuffleitung, bei der die beiden Auspuffrohre mit einem Anschlußflansch 1 verbunden sind. Dieser ragt mit einem zylindrischen Portsatz 2 in die Aufnahme 3 des Anschlußflansches 4 der weitergehenden Leitung 5 hinein. Per Portsatz 2 hat eine zylindrische, eine Dichtfläche bildende äußere Kantelfläche, während die Aufnahme 3 eine kugelkallottenförmige Innenfläche als Gegendichtflache bildet. Zwischen die Dichtflächen ist ein Dichtungsring 6 eingelegt. Die Plansche 1 und 4 sind über radiale Bunde 7 und C und diese aufeinander zu bewegende Federeleir.ente 9 und 10 elastisch und lösbar miteinander verbunden.

Pig. 2 zeigt den Dichtungsring gemäß Pig. 1 in vergrößerter Schnittdarstellung. Danach besteht der Dichtungsring aus einer Umhüllung 11 aus einem Geflecht, Gewebe, Gestricke od. dgl. aus Metalldraht, die einen Füllstoff 12 aus fiineralfaser, insbesondere Aluminiumsilikatfaser in sich einschließt. Die Umhüllung 11 weist neben einem erheblichen Anteil an tragenden Metallfäden aus vorzugsweise Chronnikkelstahl einen weiteren Anteil T'etalliäden aus einem Lagereigenschaften aufweisenden i.etall wie eine Kupferlegierung od. dgl. auf. Der Ring 6 ist dadurch hergestellt, daß man einen von Schnitt aus gesehen senkrecht ::ur Zeichenebene verlaufenden Geflcchteetc.-Schlauch mit dem füllstoff 12 gefüllt hat, diesen dann ,?.. B. flachgedrückt und ein- oder mehrfach zum Dichtungsring zusammengelegt hat, um ihn dann mit Hilfe geeigneter Werkzeuge in die dargestellte endgültige Form zu pressen. Bei diesem Verpressen stellt sich einmal ein fester Verbund zwischen Umhüllung 11 und Füllstoff 12 ein, bzw. der Füllstoff

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wird nahezu gleichmäßig über ei en Querschnitt des Dichtungsringes verteilt, zum anderen gelangen die Enden des Umhüllungsschlauches 11 an der Stelle, an der sie aneinanderstoßen oder überlappen, durch das Verpressen in einen formschlüssigen Verbund.

Fig. 3 zeigt eine Vorform eines Dichtungsringes mit einer Umhüllung 15 und Füllstoff 16, die dadurch zu einem fertigen Dichtungsring weiterverarbeitet wird, daß die freistehenden Umhüllungsenden 17 nach außen umgebördelt werden und dann das Ganze in die Form gemäß Fig. 2 gepreßt wird.

Ähnlich zeigt Fig. 4 eine Vorform mit einer Umhüllung 18 und Füllstoff 19, bei der die Umhüllung durch Umbördeln nach innen um den Füllstoff 19 gelegt ist. Hier überschneiden sich zweckrnäßigerweise die freien Enden 20 und 21, so daß sie nach dem bereits mehrfach beschriebenen Verprescen zu der Form gemäß Fig. 2 einen besonders dichte.¹", unn festen Abschlußverbund bilden können.

Fig. 5 zeigt eine Vorform für einen Dichtungsring, bei dem der Füllstoff 22 außen von einer Umhüllung und innen von einer Umhüllung 24 koaxial zum fertigen Dichtungsring eingefangen ist. Dieser Rohling kann dann, wie in Fig. 6 dargestellt, zunächst durch geeignete Werkzeuge in eine ringgewellte Form gebracht werden, die dann, wie Fig. 7 zeigt, durch axiales Stauchen innerhalb radialführender Werkzeuge zum fertigen Dichtungsring 25 führt. Hier ist es nicht unbedingt erforderlich, die axialen Enden bereits von der Vorform aus bezüglich des Füllstoffes dicht

zu gestalten, da die endgültige Verpressung nach dem Wellen einerseits genügend Verbund zwischen Füllstoff und Umhüllung und andererseits eine gleichmäßige Verteilung des Füllstoffes über den Querschnitt des Dichtungsringes gewährleistet.

In allen vorgenannten Fällen ist bei der Umhüllung an ein Geflecht, Gewebe, Gestricke, Gewirke od. dgl. aus Draht gedacht, wobei entweder Teile des Umhüllungsdrahtes eine Lagermetall eigenschaft aufweisen, während die anderen Teile vorzugsweise korrosionsbeständiger, austenitischer Chromnickelstahl als Tragmaterial sind. Andererseits kann aber statt der Drahtfäden aus Lagermetall auch vorgesehen sein, daß das Umhüllungsmaterial zumindest teilweise mit einem Metall mit iagereigenschaften durch Aufdampfen oder Galvanisieren beschichtet ist.

Claims

Schutzansprüche

1. Anordnung zur lösbaren, dichten, gelenkigen und elastisch nachgiebigen Verbindung zweier heißgehender, ein- oder mehrflutiger Rohrleitungen, insbesondere von Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen, an deren einander zugekehrten Enden Plansche befestigt sind, von denen einer mit einem eine Dichtfläche bildenden Portsatz in eine axiale, ebenfalls eine Dichtfläche bildende Aufnahme des anderen Flansches hineinragt, wobei durch kugelige Ausbildung wenigstens einer Dichtfläche die gelenkige Beweglichkeit der Plansche gegeneinander gegeben ist und wobei die Flansche über ihren Abstand zu verringern suchende Federelemente elastisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Dichtflächen ein an diesen flächig anliegender Dichtungsring (6) unverlierbar gelagert ist, daß der Dichtungsring einen Füllstoff (12) aus Mineralfaser od. dgl. aufweist, daß der Füllstoff von einem Ketallgeflecht, -gewebe, -gestricke od. dgl. (11) umhüllt ist, daß den Teil der Drähte des Geflechtes, Gewebes, Gestrickes od. dgl. aus einem hochtemperaturbeständigen, verschleißfesten, korrosionsbeständigen Stahl besteht, während der verbleibende Teil aus einem korrosionsbeständigen Metall mit Gleitlagereigenschaften besteht, und daß Füllstoff und seine Umhüllung zur Forn des Dichtringes miteinander verpreßt sind.

2. Anordnung zur lösbaren, dichten, gelenkigen und elastisch nachgiebigen Verbindung zv/eier heißgehender, ein- oder mehrflutiger Rohrleitungen, insbesondere von Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen, an deren einander zugekehrten Enden Flansche befestigt sind, von denen einer mit einem eine Dichtungsfläche bildenden Portsatz in eine axiale, ebenfalls eine Dichtfläche bildende Aufnahme des anderen Flansches hineinragt, wobei durch kugelige Ausbildung wenigstens einer Dichtfläche die gelenkige Beweglichkeit der Flansche gegeneinander gegeben ist und wobei die Flansche über ihren Abstand zu verringern suchende Federelemente elastisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtflächen ein an diesen flächig anliegender Dichtungsring (6) unverlierbar gelagert ist, daß der Dichtungsring einen Füllstoff aus Mineralfaser od. dgl. aufweist, daß der Füllstoff von einem I-ietallgeflecht, -gewebe, -gcstricl-.e od. dgl. (12) umhüllt ist, daß die Drähte des Geflechtes, Gewebes, Gestrickes od. dgl. aus einem hochtemperaturbeständigen, verschleißfesten, korrosionsbeständigen Stahl bestehen, daß wenigstens ein Teil der Drähte mit einem korrosionsbeständigen metall mit Gleitlagereigenschaften durch Auf dämpfer., Galvanisieren od. dgl. beschichtet ist und daß der füllstoff und seine Umhüllung zur Form des Dichtungsringes miteinander verpreßt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus synthetischer Aluminiumsilikatfaser besteht.

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4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) ein mit dem Dichtungsring (6) umlaufender Schlauch ist und daß die aufeinandertreffenden Schlauchenden beim Verpressen des Dichtungsringes in formschlüssigen Eingriff miteinander gebracht sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (11) ein rr.it dem Dichtungsring (6) mehrfach umlaufender Schlauch ist, daß der Schlauch flachgedrückt ist und daß die sich überlappenden Schlauchenden beim Verpressen des Dichtungs- ■ ringes in iormschlüssigen Eingriff miteinander gebracht sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (23, 24) ein dem Durchmesser des Dichtringes (6, 25) angepaßter, koaxialer Schlauch ist und daß Füllstoff (22) und Umhüllung dann miteinander verpreßt sin«.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da:?, die Umhüllung ein dem Durchmesser des Dichtungsringes angepaßter, koaxialer Schlauch (15, 1S) ist, daß der Schlauch durch ein einwärtiges bzv/. auswärtiges Umbördeln "bzw. Umlegen um den Füllstoff (16, 19) gelegt ist und daß Füll Gto Vf Jr:.! Umhüllung dann miteinander verpreßt sind.

o. Anordnung nach einem der vjr.':orre':·.enden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ·'?.:/ Füllstoff und umhüllung so miteinander verprePt sind, -IaS einerseits ein fester Verbund .-,wischer. ^Hc I off und umhüllung

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gegeben ist, andererseits der Füllstoff nahezu gleichmäßig über den Querschnitt des Dichtringes verteilt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Bördeln bzw. Umlegen benachbarten Schlauchenden (20, 21) sich überlappen.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hochtemperaturbeständige, verschleißfeste, korrosionsbeständige Draht ein austenitischer Chromnickelstahl ist.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das korrosionsbeständige Metall mit Gleitlagereigenschaften Monel, Nickel, Bronze, Kupfer, eine Kupferlegierung oder eine andere von den Planschteilen stofflich abweichende legierung ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Drahtes mit Lagereigenschaften 10 bis 50 ^c/o des Geflechtes, Gewebes, Gestrickes od. dgl. beträgt, vorzugsweise 15 bis 30 ^c/>.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstärke gleich oder kleiner 0,3 mm ist.

14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verpressen die umhüllung an den mit den Dichtflächen der Plansche (1, 4) in Berührung kommenden Flanken des Dichtungs-

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ringes (6) stärker verdichtet ist als an den übrigen Oberflächen des Dichtungsringes.

15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff mit einem hochtemperaturbeständigen Trockenschmierstoff mit Graphit, Ruß, mit einem Metallpulver mit Gleitlagereigenschaften od. dgl. als Bestandteil versehen ist.

16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Dichtungsring vor dem Verpressen in die Form eines ringgewellten Balges gebracht ist, der dann beim Verpressen durch axiales Stauchen innerhalb radialer Werkzeugführungen zusammengedrückt ist.