DE1600633A1

DE1600633A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Zylinderkolbens

Info

Publication number: DE1600633A1
Application number: DE19671600633
Authority: DE
Inventors: Schrader Dipl-Ing Gert
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1967-05-23
Publication date: 1970-05-06
Also published as: FR1553255A; DE1600633B2; US3509722A; ES349472A1; GB1172942A; DE1600633C3

Description

DR. MÜLLER-BORE DiPL.-lNG. 6RALFS DR. MANITZ DR DEUFEL

München, den 22. Mai 1967 Fi/Sch - 0? 448

ALFRED TEVES

Maschinen- und Armaturenfabrik KG. .Frankfurt am Main, Rebstöcker Straße 41-53

Vorrichtung zur Steuerung eines Zylinderkolbens

Die Erfindung betrifft eine "Vorrichtung zur Steuerung eines stößelbetätigten und gegen eine Rückstellkraft arbeiteiidon Kolbens in einom' Zylinder, dessen Wandung zumindest; eine im. Kolbenweg liegende Öffnung aufweist, wobei in der Ruhesteirung zwischen Stößel und Kolben ein Spiel vorhanden ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung des Kolbens eines Hauptzylinders eines Bremssystems.

Bekanntlich weist ein zur Einleitung und Steuerung des » gesamten Bremsvorganges dienender Hauptzylinder einen " Druclcraum auf, der im Ruhezustand des Systems über eine in der Zylinderwandung vorgesehene Ausgleichsbohrung mit einem Ausgleichsbehälter in Verbindung steht. Dadurch wird eine selbsttätige Nachfüllung erreicht, d.h., in dem Leitungsnetz des Bremssystems ist stets das gleiche

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gnen vorhanden und es herrscht stets der gleiche Vordruck. Bei Betätigung des an seiner flüssigkeitsseitigen Stirnseite mit einer PrimärmarischeUte versehenen Hauptzylinderkolbens wird die zum Ausgleichsbehälter führende Öffnung in der Zylinderwandung übe3?fahren, so daß der Ausgleichsbehälter von dem Bremssystem atgetronnt wird und eine Druckerhöhung in dem System möglich ist.

Bei dieser allgemein üblichen Ausgestaltung eines Hauptzylinders muß jedoch eine Primärmanschetten-Verriefung in Kauf genommen werden, die dadurch bedingt ist, daß die Manschette immer mit dem gleichen Dichtlipiienteil über die Ausgleichsbohrung fährt. Der Nachteil einer derartigen Verriefung besteht darin, daß von Zeit zu Zeit eine Auswechslung der Manschette erforderlich wird.

Ss wurde bereits versucht, die Verriefung der Prim&.rmarischette dadurch zu verhindern, daß durch schräg angeordnete Nuten in Gummikörpern die Manschette in Drehbewegung versetzt wurde. Der wesentlichste Nachteil einer derartigen Anordnung, der auch ein zufriedenstellendes Arbeiten verhindert, besteht darin, daß bei jeder Drehung der "Manschette

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bezüglich des Kolbens die nicht unbeträchtliche Haftung zwischen Kolben und Manschette überwunden werden muß.

zdel der Erfindung ist die Schaffung einer konstruktiv einfach aufgebauten und betriebssicher arbeitenden Vorrichtung, die es ermöglicht, die Verriefung von Kolbenmanschetteri in Zylindern su vermeiden, deren Wandung Aussparungen oder Öffnungen aufweist.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung daduerch erreicht, daß neben dem Kraftübertragungsweg zwischen dem Stößel und den Kolben ein weiterer, nahe der Kolbeiiausgaiigsstellung v/irksam werdender Kraftübertragungswe^ zwischen dem Kolben und den: Zylinder vorgesehen ist und aeSi in uiefjeui Kraftüber.tragUiigsweg eine im Verlauf der Stößelbewegung ein axiales Drehmoment auf den Kolben ausübende Einrichtung vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch ihre bauliche Einfachheit auszeichnet, ist dadurch. gekennzeichnet, daß die Einrichtung aur Erzeugung eines Drehmomentes einerseits aus an der stößelseitigen Stirnfläche des Kolbens vorgesehenen Aussparungen und andererseits aus einer an entsprechenden Zylinderende fest angebrachten Locli-

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scheibe besteht, die mit zumindest einer federnden, an die Aussparungen angepaßten und mit der Lochscheibenebene einen Winkel einschließenden Lasche versehen ist.

Bei einer besonders vorteilhaften und auch zum riachträg-

liehen Einbau geeigneten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Kraftübertragungsweg zwischen dem Stößel und dem Kolben eine im Verlauf der Stößelbewegung ein axiales Drehmoment auf dem Kolben ausübende Einrichtung vorgesehen.

Die Einrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes ist vorzugsweise am kolbenseitigen Stößelende angebracht und weist ein bezüglich des Stößels verdrehbares Element auf₅ das bei Betätigung des Stößels am Kolben anliegt und dabei bezüglich des Kolbens nicht drehbar ist.

Die wesentlichen Merkmale einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform -der Erfindung bestehen darin, daß das gegen den Stößel verdrehbare Element in Form einer Ruiiakopfschraube mit SteELgewiE.de ausgebildet ist_s daß das Stößelende mit einer ebenfalls ein Steilgewinde aufweisenden, sentrisehen Bohrung versehen ist; die sur Abnahme einer Druckfeder und der Sehraube dient,, -und la£ sin Ans eilig vorhanden ist, der ein Spiel zwischen dem StoBelen.de und dem Schraubenkopf festlegt.

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Eine weitere Ausführungsform de'r Erfindung, die aufgrund ihres Aufbaus in besonders wirtschaftlicher Weise herzustellen, ist, kennzeichnet sich dadurch, daß das gegen den Stößel verdrehbare Element hülsenförmig ausgebildet ist und ein Endteil dieses Stößels umschließt, daß der Stößel mit einer zentrischen Bohrung versehen und in dieser Bohrung eine Schraubenfeder angeordnet ist, die mit einem Ende in dieser Bohrung und mit dem anderen Ende an dem hülsenförmigen Element befestigt ist und daß zur Festlegung eines Spiels zwischen Stößel und hülsenf örmigein Element ein Anschlag vorgesehen ist.

Schließlich ist eine weitere vorteilhafte Ausfülmngsform der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß das gegen den Stößel verdrehbare Element hülsenförmig über das Ende des Stößels geschoben ist, daß in dem hülsenförmigen Teil einander gegenüberliegende, schräg zur Stößelachse verlaufende Längsnuten angebracht sind, in die ein den Stößel durchdringender und in ihm befestigter Bolzen eingreift, und daß Eur Gewährleistung eines Spiels zwischen dem Stößelende und dem Hülsenboden eine Druckfeder vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigen»

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ι ο υu ο οο

Fig. 1 eine Schnittansicht entsprechend der Längsachse eines Teils eines Hauptzylinders, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist,

Fig. 2 eine Draufsicht der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten, mit Laschen versehenen Lochscheibe,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Lochscheibe der Fig. 2 eint sprechend der Linie X-X,

Fig. 4 eine Draufsicht der mit einer Stirnverzahnung versehenen Seite des in Fig.1 dargestellten Hauptzylinderkolbens,

Fig. 5 eine Schaittansicht entsprechend der Linie Y-Y der Fig. 4-,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Hauptzylin ders, der mit einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Hauptzylinders, der mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist,

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Pig. 8.einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die zusammen mit einem Teil des HauptzylinderkoIbens dargestellt ist, und

Fig. 9 eine -Seitenansicht des hülsenförmigen Elementes der Ausführungsform der Fig. 8.

In den einzelnen Figuren sind zur Bezeichnung einander entsprechender Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Nach Fig. 1 ist ein Hauptzylinder 10 mit einem Kolben 2 versehen, der an seiner flüssigkeitsseitigen Stirnseite eine Primärmanschette 11 aufweist. Eine Druckfeder 5 gewährleistet die Rückführung des Kolbens in die Ausgangsstellung. In der Zylinderwandung sind zwei Bohrungen vorgesehen, die zu einem nicht dargestellten AusgüeLchbehälter führen. Dabei stellt die Bohrung 27 die Ausgleichsbohrung und die Bohrung 26 die liachlaufbohrung dar. Die Funktion dieser beiden Bohrungen ist bekannt und braucht aus diesem Grunde nicht näher erläutert su vier den.

Der Kolben 2 wird mittels eines Stößels 1 betätigt, der an einem Ende die Form einer Kugelkalotte 5 besitzt. Am stößelseitigen Ende des Hauptzylinders 10 sind in einer Aussparung eine ringförmige Haltescheibe 4 und eine Lochscheibe 8 mittels eines Federringes 15 befestigt,

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wobei die mit Laschen 6 und 7 versehene Lochscheibe der mit einer Stirnverzahnung 9 ausgerüsteten Seite des Kolbens 2 gegenüberliegt.

Die Ausgestaltung der Lochscheibe 8 ist im einzelnen in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Dabei ist aus Fig. 2 zu entnehmen, daß die Laschen 6, 7 einander etwa diametral gegenüberliegen und daß die auf die Scheibenebene projizierte Längsachse der Laschen etwa tangential zur Scheibenöffnung verläuft. Der Anstellwinkel der federnden Laschen ist in Fig. 3 zu erkennen.

Die Figuren 4 und 5 zeigen die Ausbildung der stößelseiti gen Stirnfläche des Kolbens 2. Während aus Fig. 4 zu entnehmen ist, daß der äußere Bereich dieser Stirnfläche als Zahnkranz 9 ausgebildet ist, zeigt Fig. 5, daß die einzelnen Zähne dieses Zahnkranzes sägezahnförmig gezahnt sind.

Die vorgstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Der sich in der Darstellung der Fig. 1 auf dem Rückweg befindende Kolben 2 wird von der Druckfeder 5 in -Richtung A bewegt. Dadurch kommen die Laschen 6, 7 mit; der Srirnver-

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zahnung 9 in Eingriff und werden bei der weiteren Bewegung des Kolbens 2 aus ihrer Schrägstellung niedergedrückt. Wie in IPig. 3 zu erkennen ist, führen die Laschen dabei eine Schwenkbewegung entsprechend dem Pfeil B aus, wobei die Eindpunkte der Laschen einen Teil eines Kreisbogens durchlaufen. Da sich die Laschen während dieser Bewegung in Eingriff mit der Stirnverzahnung befinden, wird der Kolben 2 um einen geringen Betrag um seine Längsachse verdreht. Dieser Betrag entspricht dabei der Differenz der auf die Scheibenebene projizierten Länge der Laschen vor Beginn und nach Beendigung der Schwenkbewegung der Laschen. Somit xirird der Kolben 2 bei ,jeder Rückkehr in seine Ausgangsstellung um einen kleinen Betrag gedreht und dadurch wird die Manschette gleichmäßig auf ihrem Umfang beansprucht.

In Fig. 6 ist ein entsprechend der Fig. 1 ausgebildeter Hauptzylinderteil dargestellt, wobei jedoäa. die zur Drehung des Kolbens dienende Vorrichtung am Stößel 1 angebracht ist. Dazu ist der Stößel mit einer zentrischen Bohrung 29 versehen, die zumindest auf einem Teil ihrer Tiefe mit einem Steilgewinde 28 versehen ist. Eine mit einem kugelförmig ausgebildeten Kopf 12 versehene Schraube 13, die ebenfalls ein Steilgewinde aufweist, greift in die Gewindebohrung ein. In der Bohrung ist ferner eine Druckfeder 14 vorgesehen, die sich mit einem Ende am Boden der Bohrung und. mit dem anderen Ende an der Schraube 13 abstützt. Eine

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Anschlaghülse 20 legt ein Spiel S^ zwischen dem Schraubenkopf und dem Stößel fest, das sich in der Ruhestellung stets aufgrund der Wirkung der Feder 14 einstellt. Zwischen dem Kolben 2 und dem das vordere Ende des Stößels 1 bildenden Schraubenkopf 12 ist in Ruhestellung ein Spiel S vorhanden.

Wird bei einer Betätigung des Hauptzylinders der Stößel 1 in Richtung D bewegt, so gelangt der Schraubenkopf 12 nach Überwindung des Spieles S in Reibschluß mit dem Kolben 2» Ein weiteres Verschieben des Stößels 1 in Richtung D hai" zur Folge, daß die mit einem Steilgewinde versehene Schraube 13Jgegen die Kraft der Feder 14 in die ebenfalls mit einem Steilgewinde versehene Bohrung in Richtung des Pfeiles F gedruckt wird. Die dabei in der Richtung F zurückgelegte Wegstecke entspricht dem· Spiel S^. Da der Schraubenkopf-11 mit dem Kolben 2 in Reibschluß ist und die in Richtung F erfolgende Bewegung der Schraube.13 aufgrund des Steilgewindes von einer Drehung begleitet ist, wird auch der Kolben 2 um seine Längsachse gedreht. Nach der Rückkehr des Kolbens 2 in seine Ausgangsstellung drückt die Feder 14 den Schraubenkopf 12 wieder gegen die Anschlaghülse 20, und es stellt sich das Spiel S ein. Der Kolben 2 wird somit bei Jeder Betätigung zusammen mit seiner Manschette 11 um einen geringen Betrag um seine Längsachse gedreht.

BAD ORiQIMAL

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Die Manschette wird somit auch in diesem Falle gleichmäßig beansprucht.

Nach Fig. 7 besteht die am Stößel 1 angebrachte Vorrichtung zur Drehung des Kolbens 2 aus einer über das Stößelende geschobenen Hülse 16, an deren Boden bei 32 ein Ende einer.Schraubenfeder 17 befestigt ist, die mit dem anderen Ende in einer im Stößel 1 vorgesehenen zentrischen 'Bohrung 50 bei y\ befestigt ist. Die gegenseitige Bewegung zwischen Hülse 16 und Stößel 1 wird durch einen in der Hülse vorgesehenen Anschlag 18 festgelegt, der ein Spiel S- bestimmt. Die Hülse 16 ist an der dem Kolben 2 zugewandten Seire kugelförmig ausgebildet. In der Ruhestellung ύ& zwischen dem Kolben 2 und der Hülse 16 ein Spiel S vorhanden.

Wird der Stößel 1 in Richtung G bewegt, so gelangt die Hülse 16 nach Überwindung des Spieles S in Reibsciiluß mit ,dem Kolben 2. Ein weiteres Verschieben des Stößels in Richtung G führt zur Überwindung des Spieles S₂, wobei durch das Zusammendrücken der an den beiden Enden befestigten Feder 17 ein axiales Drehmoment entsteht, das die Hülse 16 zusammen mit dem Kolben 2 und der Manschette H um einen bestimmten Betrag um die Kolbenlängsachse dreht. Bei Rückkehr des Kolbens in die Ausgangsstellung Mirt auch

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die Hülse 16 nach, der Loslösung vom Kolben 2 wieder in ihre

Ruhestellung zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich "bei jeder Betätigung des Stößels 1, so daß auch in diesem Falle eine gleichmäßige Beanspruch _ung der Manschette 11 erzielt wird.

Bei der in Pig. 8 dargestellten Ausführungsform ist ebenfalls eine über das Stößelende geschobene Hülse 19 vorgesehen. Wie insbesondere in Fig. 9 zu sehen ist, weist diese Hülse 19 zwei einander gegenüberliegende und gegenseitig ausgerichtete Längsnuten 22 auf, in die ein den Stößel 1 durchdringender und in ihm befestigter Bolzen 21 eingreift. Die Längsnuten 22 sind dabei schräg zur Stößellängsachse angeordnet« Eine die Hülse 19 umgebende Schraubenfeder 25 ist mit einem Ende am Bolzen 21 und mit dem anderen Ende an einem Anschlag 24· befestigt. Durch diese Feder 22 wird zwischen dem Boden 33 der Hülse 19 und dem Ende des Stößels 1 ein Spiel β, festgelegt· Das kolbenseitige Ende der Hülse 19 ist kugelförmig ausgebildet und weist im Ruhezustand von. dem Kolben 2 einen Abstand S auf.

Wird der Stößel 1 in Richtung H bewegt, so gelangt nach Überwindung des Spieles 8 das kugelförmige Ende der Hülse 19 in Eeibechluß mit dem Kolben 2. Beim weiteren Verschieben des Stößels 1 in Pfeilrichtung H wird die Hülse 19 zusammen

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mit dem Kolben 2 um ihre Längsachse gedreht, da der unverdrehbar angeordnete Bolzen 21 in den Schrägnuten 22 gleitet. Bei der Rückkehr des Stößels 1 in die Ruhestellung kehrt auch die Hülse 19 nach ihrer Lösung vom Kolben 2 aufgrund der Wirkung der Feder 25 wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Die bei jeder Betätigung des Stößels erzielte Drehung des Kolbens 2 hat somit zur Folge, daß die Manschette gleichmäßig auf ihrem Umfang beansprucht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zwar insbesondere für Hauptzylinder von Bremssystemen geeignet, aber sie kann offensichtlich stets dann verwendet werden, wenn eine gleichmäßige Beanspruchung eines Kolbens .oder einer Manschette über den Umfang erzielt werden -kann, soll.

- Patentansprüche -

BAD

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung eines stößelbetätigten und gegen eine Rückstellkraft arbeitenden Kolbens in einem Zylinder, dessen Wandung zumindest eine im Kolbenweg liegende Öffnung aufweist, wobei in der Ruhestellung zwischen Stößel und Kolben ein Spiel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß neben dem Kraftübertragungsweg zwischen dem ßtössel (1) und dem Kolben (2) ein weiterer, nahe der Kolbenausgangsstellung wirksam werdender Kraftübertragungsweg zwischen dem Kolben und dem Zylinder (10) vorgesehen ist und daß in diesem Kraltübertragungsweg eine im Verlauf der Stößelbewegung ein axiales Drehmoment auf den Kolben ausübende Einrichtung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes einerseits aus on der stößelseitigen Stirnfläche des Kolbens (2) vorgesehenen Aussparungen (9) und andererseits aus einer am entsprechenden Zylinderende fest angebrachten Lochscheibe (8) besteht, die mit zumindest einer federnden, an die Aussparungen ang·-

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«Tid mit der Iioohscheibenebene einen Winkel einschließenden Lasche (6, 7) versehen ist. ·

5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Aussparungen (9) an der KoI-benstirnf lache von den Sägezähnen eines Ringzahnkranzes gebildet sind«

4, Vorrichtung zur Steuerung eines stößelbetätigten und gegen eine Rückstellkraft arbeitenden Kolbens in einem Zylinder, dessen Wandung zumindest eine im Kolbenweg liegende Öffnung aufweist, wobei in der Ruhestellung zwischen Stößel und Kolben ein Spiel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Kraftübertragungsweg zwischen dem Stößel (1) und dem Kolben (2) eine im Verlauf der Stößelbewegung ein axiales Drehmoment auf den Kolben ausübende Einrichtung vorgesehen ist«

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes am kolbenseitigen Stößelende angebracht ist und ein bezüglich des Stößels (1) verdrehbares Element (12, 16, 19) aufweist, das bei Betätigung des Stößels BM Kolben (2) anliegt und dabei bezüglich des Kolbens nicht drehbar ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch ge k e η η ζ e i chn e t , daß der am Kolben (2) anliegende Teil des Elementes kugelförmig ausgebildet ist und bei Betätigung des Stößels in Reibschluß am Kolben (2) anliegt.

7« Vorrichtung nach" einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das gegen den Stößel (1) verdrehbare Element (12) in Form einer Eundkopfschiraube mit Steilgewinde (28) ausgebildet ist, daß das Stößelende mit einer ebenfalls ein Steilgewinde aufweisenden, zentrischen Bohrung (29) versehen ist, die zur Aufnahme einer Druckfeder (14) und der Schraube dient, und daß ein Anschlag (20) vorhanden ist, der ein Spiel (Θ1) zwischen dem Stößelende und dem Schraubenkopf festlegt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das gegen den Stößel (1) verdrehbare Element (16) hülsenförmig ausgebildet ist und ein Endteil dieses Stößels umschließt, daß der Stößel mit einer zentrischen Bohrung (30) versehen und in dieser Bohrung eine Schraubenfeder (17) angeordnet ist, die mit einem Ende (31) in dieser Bohrung und mit dem anderen Ende (32) an dem hülsenförmigen Element befestigt ist und daß zur Festlegung eines Spiels (S2) zwischen Stößel und hülsenförmigen Element ein Anschlag (18)

vorgesehen ist. 0 0 9 8 19/1005 BAD OBIGiMAL

9· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 "bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das gegen den Stößel (1) verdrehbare Element (19) hülsenförmig ausgebildet und über das Ende des Stößels geschoben ist, daß in dem hülsenförmigen Teil einander gegenüberliegende,
schräg zur Stößelachse verlaufende Längsnuten (22) angebracht sind, in die ein den Stößel durchdringender und in ihm befestiger Bolzen (21) eingreift, und daß zur
Gewährleistung eines Spiels (S3) zwischen dem Stößelende und dem Hülsenboden (33) eine Druckfeder (25) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Druckfeder (25) mit einem Ende an der Hülse (19) und mit dem anderen Ende an dem Bolzen (21) befestigt ist.

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