DE6905748U - Stellkronenanordnung. - Google Patents

Description

DR.-IN·. DIPL.-IMO. M. SC." ■ * * * o'ptf.'pMVS. OR. OIPL.-PHVS. HÖGER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKER

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5.2.1969

U.S.Ser.Ho. 709,262

Ihe United States Time Corporation, Waterbury, öonnecticut, U.S.A.

Stellkronenanordnung

Sie Erfindung "bezieht sich auf eine wasserdichte Stellkronen-' anordnung an zeithaltenden Geräten wie Uhren, insbesondere Kleinuhren einschließlich Armbanduhren, mit einem einen inneren Hohlraum aufweisenden Kronenkörper, der über ein Dichtlingsrohr eines Gehäuses paßt und einen mit einer Stellwelle verbundenen Kronenhals innerhalb dieses Hohlraums hat, in dem ein sswischen Kronenkörper .und Sichtungsrohr zusammengedrückter elastischer Sichtring und. ein aus festem, starrem Material bestehender Ring angeordnet sind, der am Außenrand des Hohlraums unter teilweiser Abdeckung desselben befestigt ist und den Sichtring im Hohlraum hält.

Sie weite Verbreitung der einen niedrigen Preis aufweisenden Armbanduhren hat auch die Gewohnheiten der Träger geändert. Als die Armbanduhr noch teuer und zerbrechlich war, war es üblich, sie vor dem Waschen der Hände oder vor dem Basieren abzunehmen. Nachdem nun Armbanduhren im Preis niedriger und kräftiger im Bau sind, werden sie oft auch während

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des Waschens am Handgelenk gelassen. Sie werden auch manchmal aus Versehen dann nicht abgenommen, wenn man sich duscht, badet oder schwimmt.

Sine umfangreiche Prüfung im Laboratorium und in der praktischen Anwendung hat gezeigt, daß auch die zur Zeit verfügbaren, sogenannten wasserdichten uhren oft nicht in der Lage sind, Yasser aus dem uhrwerk fernzuhalten. Ein solcher Leckfluß kann den Uhrenmechanismus und das Uhrwerk zerstören. Durch Prüfungen wurde festgestellt, daß dieser Fehler häufig nicht von einem Leckfluß über das Uhrgehäuse, sondern von einem Leckfluß zwischen dem Kronenkörper und einem Sichtungsrohr der Uhr herrühren. Auch wenn die Krone eine Spezialkonstruktion für Wasserdichtheit oder liefseeverwendung aufweist, kann ein Leckfluß eintreten. Die Ursache dieses Versagens war schwer festzustellen.

üblicherweise werden Uhren unter Wasserdrücken von 2,46 kg/cm geprüft, wobei der Druck oft verwendet wird, um den Ausdruck "wasserdicht" zu definieren. Die Uhren hatten dabei auch keinen Leckfluß. Überraschenderweise erfolgte dann bei den gleichen Uhren ein Leckfluß, wenn sie beim Herumschwimmen in einem niedrigen Schwimmbecken geprüft wurden. Die undichten Uhren wurden dann vom Wasseijbefreit und beim Druck von 2,46 kg/cm geprüft, worauf sie wiederum keinen Leckfluß aufwiesen.

Die Wasserdichtheit muß wesentlich auf die Krone einer wasserdichten Uhr zutreffen. Die Krone muß jedoch auch die allgemeinen Anforderungen an eine Uhrenstellkrone erfüllen, nämlich, daß sie das Dichtungsrohr des Gehäuses beim Drehen nicht abnützt, daß sie verhältnismäßig leicht,zum Uhraufziehen-und Zeigerstellen, gedreht, werden kann, daß die Krone

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selbst sich nicht durch Drehen im Dichtungsrohr stark abnützt und daß die Krone ohne weiteres auf der Stellwelle ohne die Anwendung von SpezialWerkzeugen ersetzt werden kann. Zusätzlich ist es erwünscht, daß die Krone auch noch billig ist. Eine billige Kronenkonstruktion erfordert es, daß die Materialien der Teile nicht teuer sind, daß die Teile einfach hergestellt werden können, daß die Teile für eine Massenherstellung ohne Herabsetzung der Teilegenauigkeit geeignet sind und daß die Teile leicht zusammengebaut werden können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine wasserdichte Stellkronenanordnung zu schaffen, die den Eintritt von Wasser in die Uhr sicher verhindert, wenn die Uhr unter Wasser getragen wird, wobei die Konstruktion verhältnismäßig billig ist und ohne weiteres von der Stellwelle abgenommen werden kann. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Stellkronenanordnung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der radiale Abstand zwischen dem Innendurchmesser des als Zentrierring ausgebildeten Ringes und dem Außendurchmesser des Dichtungsrohres höchstens derart ist, daß bei einer möglichen, 'relativen Querbewegung von Kronenkörper und Dichtungsrohr die Abdichtung erhalten bleibt. Der elastische Dichtring, vorzugsweise aus Gummi, ist fest zwischen dem Kronenkörper und dem Dichtungsrohr zur Abdichtung eingekeilt. Der Dichtring kann beispielsweise rund (als O-Ring), quadratisch, D-förmig, winkelförmig oder auch rohrförmig sein. Am Boden des Kronenkörpers ist der Zentrierring befestigt, um den Dichtring und den cing'in seiner Lage zu halten und eine seitliche Bewegung der Krone zu verhindern. Der Zen.trierring ist dabei vorzugsweise aus Metall.

Ea wurde festgestellt, daß die bekannten Kronen einen Leckfluß deswegen gestatten, weil ihre Dichtringe durch Seiten- _§

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drücke auf die Krone von ihrem Sitz geschoben und undicht werden. Derartige Seitendrücke können die Abdichtung der Krone gemäß der Erfindung deswegen nicht mehr ungünstig beeinflussen, weil diese Metallscheibe vorhanden ist. Der innere Durchmesser der Scheibe kann gemäß der Erfindung nach einer bestimmten Formel festgelegt werden. Die Stärke, d.h. die Axialdimension, des Zentrierringes ist nicht kritisch. Die Krone kann nun nicht mehr wackeln oder sich von ihrer Achse weit weg bewegen, da der innere Kronenhals fest mit der Stellwelle der Uhr verbunden ist.

Weitere Torteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, wobei der Kronenkörper auf das Dichtungsrohr aufgesteckt ist,

Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend Pig. 1, jedoch vor dem Zusammenbau, %

Pig. 3 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform \ der Erfindung, wobei der Kronenkörper auf dem Dich- jjf tungsrohr aufsitzt, f

Pig. 4~einen Teilschnitt entsprechend Fig. 3, jedoch vor dem f Zusammenbau, fr

Pig. 5a, 5b, 6a, 6b, 7a und 7b Teilaxialschnitte bzw. Axialschnitte durch weitere Ausführungsformen der Erfindung, wobei die Pig. 5a, 6a und 7a die Teile vor dem Zusammenbau und die Pig. 5b, 6b,und 7bd.ie Teile nach dem Zusammenbau darstellen.

In dem'Ausführungsbeispiel nach Big. 1 und 2 ist eine Krone dargestellt, die einen Kronenkörper hat. Der Kronenkörper.,

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der vorzugsweise aus Messing oder rostfreiem Stahl ist, hat Auöenzähne 2, so daß der Kronenkörper leicht von Hand erfaßt und gedreht werden kann. Die Krone wird gedreht, wenn die Zeiger der Uhr, beispielsweise einer mechanischen oder elektrischen Uhr, eingestellt werden sollen und wenn die Uhr als mechanische Uhr aufgezogen wird. Der Kronenkörper hat einen ringförmigen Hohlraum 3,. so daß ein mittlerer Kronenhals 4 entsteht, der als Rohrzapfen ausgebildet ist. Der Kronenhals 4 hat beispielsweise ein Innengewinde, das anf das Außengewinde einer Stellwelle 5 aufgeschraubt ist. Gegebenenfalls kann die Stellwelle durch Preßsitz oder sonstwie im Kronenhals befestigt sein. Die Stellwelle 5 ist mit Bädern so verbunden, daß die Stellwelle bei mechanischen Uhren in einer Lage, gewöhnlich dicht am Gehäuse, die Zugfeder aufzieht. In einer anderen Lage, gewöhnlich herausgezogen aus dem Gehäuse, können mit Hilfe der Krone die Zeiger eingestellt werden. Bei einer elektrischen Uhr wird die Krone gewöhnlich nur herausgezogen, um die Zeiger zu stel-

Der Bohlraum 3 des Kronenkörpers 1 umgibt ein Dichtungsrohr ~6. Das Dichtungsrohr 8 ist rohrförmig und mit einem Teil des Gehäuses, gewöhnlich dem Gehäusering, einstückig oder alt diesem fest verbunden. Innerhalb des stationären Dichtungerohres 8 dreht sich die Stellwelle 5· Der Hohlraum 3 bat ein mittleres Baumteil 9 von verhältnismäßig großem Durchmesser» so daß ein größerer Ringraum zwischen dem In-Benumfang des Hohlraums 3 und dem Außendurchmesser des Dichtungsrohres gebildet 1st. In das Raumteil 9 sind Kronenglieder eingefügt, die den Eintritt von Wasser verhindern sollen. Ohne derartige, einen Leckfluß verhindernde Glieder würde Wasser von außerhalb der Krone zwischen dem Kronenkörper und dem Dichtungsrohr oberhalb des Oberteils

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des letzteren über die Innenbohrung des Sichtungsrohres in die Uhr einfließen können.

Im Hohlraum 3, und zwar im Raumteil 9 des Kronenkörpers, ist ein Sichtring 6 angeordnet. Dieser Sichtring 6 ist in der Ausführungsform nach Pig. 1 ursprünglich ein O-Ring, der also im Querschnitt vor dem Einsetzen des Sichtungsrohres · ' In den Hohlraum 3 des Kronetikörpers 1 kreisförmig ist. Vorzugsweise besteht der O-Ring aus Gummi. Dieser Gummi ist vorzugsweise von einer solchen Art, daß er gegen Salzwasser widerstandsfähig ist, und es kann beispielsweise künstlicher Gummi verwendet werden. Der O-Ring ist so groß, daß er zusammengepreßt und verformt wird, wenn der Kronenkörper auf das Dichtungsrohr aufgesetzt wird. Der O-Ring verhindert, solange er seine Abdichtung am Dicbtungsrohr und an dem Kronenkörper ausübt, das Sindringen von Wasser zwischen dem · Kronenkörper und dem Dichtungsrohr.

Perner ist am Rand 11 des Kronenkörpers 1 ein Zentrierring 7, vorzugsweise aus Metall oder einem anderen festen Stoff, beispielsweise durch Umbördeln oder durch Ankleben befestigt. Dieser Zentrierring kann in eine Ringnut am Rand 11 eingreifen. Durch Umbördeln kann dann ein Bördelrand 12 am Rand 11 geschaffen werden. Der Zentrierring 7 hat eine so große Druckfestigkeit, daß eine seitliche Bewegung des Kronenkörpers 1 bei seitlichen Drücken, wie sie durch den Pfeil A an- I gedeutet sind, verhindert wird. Außerdem wird eine seitliche Bewegung des Kronenkörpers auch bei solchen Drücken verbindert, die seitliche Kraftkomponenten in Richtung des Pfeiles JL aufweisen. Der Zentrierring 7 dient auch dazu, um den Dichtring 6 innerhalb des Kronenkörpers zu halten. Der Zentrierring 7 hat einen solchen Innendurchmesser, daß er in Richtung.auf das Dichtungsrohr 8 entsprechend einer weiter

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unten angeführten Formel reicht. Es wurde festgestellt, daß ι zwar eine gewiiise Abnützung infolge der Drehung und der Axialdruckbewegungen des Zentrierringes 7 auf das Dichtungsrohr zu vorhanden let, jedoch keine.solche Abnützung eintritt, daß das Dichtungsrohr beschädigt wird.

Das Spiel zwischen dem Zentrierring· 7, d.h. seinem Inneren Durchmesser und dem Außendurchmesser des Dichtungsrohres, um so ein Undichtwerden des Dichtringea zu verhindern, wenn die -Krone einer seitlichen Bewegung infolge der Seitendrücke unterworfen wird» wird durch die Formel definiert, die folgende Ausdrücke en thill t:

radiales Spiel zwischen dem Innendurchmesser des Zentrierringes (ID Zentrierring) und dem Außendurchmesaer des Dichtungsrohres (AD Dichtungsrohr), ID Zentrierring nach dem Zusammenbau am Kronenkörper»

AD Dlchtungsrohr,

radial berechnete Überschneidung zwischen dem AD Dichtungsrohr und dem ID Dichtring, TD Dichtring nach Einbau in Kronenkörper und vor Einsetzen des Dichtungsrohres.

Damit ist also

⁰R ^s Υ' ^PAD ^{und 1}R ^{s 1}AD-JW₄

Es wurde nun durch überprüfen festgestellt, daß ein Undichtwerden des Dichtringes nicht eintritt, wenn das Spiel Cg die seitliche- Bewegung der Krone auf einen Vert von ungefähr 50 % von Ig und Werten von unterhalb von 50 £ von Ig begrenzt. Infolgedessen ist die kritische Abmessung des Innendurchmessers des Zentrierringes durch folgende Formel I festgelegt:

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Sie Ausführungsform gemäß Pig. 3 ist im wesentlichen gleich der Ausführungsform nach Fig. 1, und die Teile, soweit sie die gleichen Punktionen ausüben, tragen die gleichen Ziffern.

In der Krone gemäß Fig. 3 hat der vorzugsweise aus Gummi bestehende Sichtring 13 die Form eines flachen Ringes, d.h. er ist wie eine flache Unterlegscheibe geformt, bevor das Sichtungsrohr in sein Loch 14 eingesteckt wird. Sas Loch 14 des Sichtrings 13 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des Sichtungsrohres 8. Wenn das Sichtungsrohr nach oben durch dieses Loch 14 hindurchgedrückt wird, so wird der Innenteil des Sichtrings 13 nach oben abgebogen. Ser Sichtring 13 kann zwischen der Innenwand des Hohlraums und dem Sichtungsrohr fest oder lose angeordnet sein.

Sie Konstruktion der Krone und die Größe des Zentrierrings 7 gemäß Fig. 3 folgt nicht der oben erwähnten Formel I. Infolge der Form des Sichtrings 13 wird die Größe des Zentrierringes unter Verwendung eines flachen Sichtringes durch eine Formel II bestimmt, die weiter unten angeführt ist. Als Material wird in vorteilhafter Weise ein übliches Gummimaterial verwendet, das die entsprechenden Abdicht- und Federungseigenschaften hat. Statt Gummi kann auch ein anderes Material mit entsprechenden Eigenschaften, al,so beispielsweise Kunststoff, verwendet werden. In dieser Formel sind die vorkommenden Größen wie folgt definiert:

CRj-jj = IS Kronenkörper an der Oberfläche S (siehe Fig. 3), wobei diese Oberfläche die Innenwand des Hohlraums des Kronenkörpers darstellt, gegen die der Sichtring durch das Sichtungsrohr angedrückt wird,

PGj s Stärke des flachen Sichtringes,

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	t tC« -' t r Ct	• ····	ti · I < ··	flachen	Sichtring
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PAD	AS Sichtungsrohr,
I CGC	radiales Spiel zwischen	dem

dem IS Kronenkörper (wenn die Krone mit dem Sichrungerohr zusammengebaut ist),

* ^^D Zentrierring, wenn dieser am Kronenkörper eingebaut ist,

s radiales Spiel zwischen IS Zentrierring und AS

Sichtungsrohr.
Eier ist also:

⁰R ^{g V}ID * ^PAS ^{una 0}GO ^{s GR}IS - ^(?AS * ²¹V

Sie Formel II lautet 'dann:

⁰R ^{β 0}GC

wobei Cj₁ im Bereich von 0,0127 mm bis 0,076 mm (0,0005 -0,003") ist.

Ber Sichtring 13 der Fig. 3 und 4 ist, wie erwähnt, flach und kann beispielsweise in diese Form gespritzt oder gestanzt werden.

Sie Ausführungsformen nach Fig. 5» 6 und 7 unterscheiden sich ▼on den vorhergehenden Ausführungsformen dadurch,daß die Sichtringe eine andere Gestalt haben. Ser Sichtring 20 der Tig· 5a und 5b 1st vorzugsweise durch Spritzen so geformt, daß sein oberes freies Ringstück 21 abgerundet ist, d.h. UmB es einen ungefähr runden, insbesondere kreisrunden, Querschnitt hat. Das untere, flache Ringstück 22 ist zwischen dem Zentrierring und einer Schulter des Kronenkörpers eingeklemmt (siehe Fig. 5a).

Ser Dichtring 23 der Fig. 6a und 6b ist ebenfalls vorzugsweise durch Spritzen so geformt, daß sein oberes Ringstück •ine ausreichende Stärke derart hat, daß dessen eine Seite tee Dichtungsrohr berührt und seine andere Seite gegen die

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Innenwand S des oberen Teils des Hohlraumes 3 anliegt.

Ser Sichtring 24 in der Ausführungsform nach Fig. 7a und 7b 1st ähnlich geformt wie der Sichtring 23 der Fig. 6 nur mit dem Unterschied, daß sein inneres Teilstück 25 kurvenförmig, also teil, vlindrisch und konvex ist und damit der Sichtring dem Bohrstück gegenüber abgerundet ist.

Sie Ausführungsformen nach den Fig. 5_V 6 und 7 besitzen gewisse Torteile im Vergleich zu anderen Kronenkonstruktionen. Eier wird eine gute Abdichtung zwischen dem Zentrierring -und dem Sichtring erzielt, wobei der Zentrierring ohne Schwierigkeit mit einer glatten, eine hohe Oberflächengüte aufweisenden Oberfläche hergestellt werden kann. Eine gute Abdichtung wird ferner zwischen dem Sichtungsrohr und dem Kronenkörper erzielt, da die betreffenden Sichtringe so geformt bzw. gespritzt werden können, daß der Spritzgrat nicht an der Oberfläche des Sichtringes auftritt, die an die Sichtungsrohr anliegt.

Sie Kronenbauarten nach den Fig. 5t 6 und 7 ergeben ferner eine feste Halterung des Sichtringes im Kronenkörper, da der Zentrierring den äußeren unteren Teil des Sichtringes festklemmt. Sie kurvenförmigen Flächen der Sichtringe in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 und.7 ergeben eine O-Bingartige Abdichtung mit einer verhältnismäßig geringen kraftsehiüssigen Halterung. Säbel werden die Sichtringe in den Ausführungsformen nach Fig. 5 und 7-fest zwischen dem Zentrierring und dem Kronenkörper in* anderer Weise als ein O-Bing erfaßt. Sie Abdichtung und das niedrige Drehmoment •lud im besonderen bei der Ausführungsform 5a, 5b vorteilhaft, wo ein 0-Ringförmiges Teilstück verwendet wird, das •Inen -runden, kreisförmigen Querschnitt hat und so im Quer-

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schnitt ähnlich einem 0-Ring ist.

Die Konstruktionen nach den Fig. 5, 6 und 7 verwenden die kritische Beziehung gemäß Formel I in bezug auf die Zentrierringe, wobei diese Formel I sich auch auf die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 erstreckt.

In einer speziellen Ausführungsform wurden Kronen gemäß Fig. 3 und Formel II gebaut. Diese hatten einen Innendurchmesser von 2,54 mm (0,100 ") am oberen Hohlraum (Oberfläche S). Der flache Dichtring hatte eine Stärke von 0,229 mm (0,009 ") und einen Innendurchmesser von 1,549 mm (0,061 ⁿ) (alle Dirnen» «ionen vor dem Einfügen in den Hohlraum) und wurde in den Hohlraum des Kronenkörpers eingesetzt. Das Dichtung?rohr hatte «inen Außendurchmesser von 2,032 mm (0,080 ") und der Zentrierring einen Innendurchmesser von 2,083 mm (0,082 ⁿ). Diese Kro-. nen ergaben keinen Leckfluß, sowohl wenn sie unter Wasser bei Atmosphärendruck und bei einem Druck von 2,46 kg/cm geprüft wurden, als auch dann, wenn seitliche Drücke auf die Krone ausgeübt worden.

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Claims (9)

ONf IN·. OIPI^IN«. M. SC, DIPL..PHV*. DR. ~ HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTQART A 36 980 h P 19 o7 351.9-52 h-lH6 oU.lo.71 Schutzanspruche:

1. Wasserdichte Stellkronenanordnung an Kleinuhren, mit einem einen inneren Hohlraum aufweisenden Kronenkörper, der über ein Dichtungsrohr eines Gehäuses passt und einen mit einer Stellwelle verbundenen Kronenhals innerhalb dieses Hohlraumes hat, in dem ein zwischen Kronenkörper und Dichtungsrohr zusammengedrückter, elastisch nachgiebiger Dichtring und ein aus festem, starrem Material bestehender Ring angeordnet sind, der am Aussenrand des Hohlraumes unter teilweiser Abdeckung desselben befestigt ist und den Dichtring im Hohlraum hält, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des als Zentrierring (7) ausgebildeten, starren Ringes und der Aussendurc) nesser des Dichtungsrohres (8) derart bemessen sind, dass eine Querbewegung des Kronenkörpers • (1) verhindert wird, und dass

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ist, wobei

Cj^ das radiale Spiel zwischen dem Zentrierring (7) und dem Dichtungsrohr (8) und

I_R die radiale Oberschneidung zwischen dem Aussendurchmesser des Dichtungsrohres (8) und dem Innendurchmesser des im Kronenkörper (1) eingebauten Dichtringes (6)

sind.

2. Stellkronenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem als Flachring (13) ausgebildeten Dichtring, der nach dem Zusammenbau winkelig umgebogen ist, der Abstand

CC -^r ^CRX0 * ^(PA0 ⁺

^CGC—

ist, wobei

CR-- der Innendurchmesser des Kronenkörpers (1) an der

Oberfläche S (Fig. 3),

die Stärke des flachen Dichtringes (13), Q der Aussendurchmesser des Dichtungsrohres (8) und C-. die Oberschneidung zwischen dem flachen Dichtring (13)

und denn Innendurchmesser des Kronenkörpers sind.

3. Stellkronenamordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (6) vor dem Einbau einen mindestens annähernd kreisförmigen Querschnitt hat (Fig. 1, 2).

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4. Stellkronenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring vor dem Einbau einen D-förmigen Querschnitt besitzt.

5. Stellkronenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (2o, 23, 2M) vor dem Einbau einen winkelförmigen Querschnitt besitzt (Fig. 5, 6» 7).

6. Stellkronenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (25) des Dichtringes (24) konvex ist (Fig. 7).

7. Stellkronenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Schenkel (21) einen kreisförmigen und der andere Schenkel (22) einen rechteckigen Querschnitt besitzt (Fig. 5).

8. Stellkronenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (7) aus ö!imprägniertem, gesintertem Metall besteht.

9. Stellkronenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (7) durch Anstauchen oder Umbördeln des Randes (12) des Hohlraumes (3) gehalten ist.

lo. Stellkronenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (7) durch Kleben am Kronenkörper (1) befestigt ist.