DE1625574A1

DE1625574A1 - Feinsteuervorrichtung fuer ein Schub-Zug-Steuerkabel

Info

Publication number: DE1625574A1
Application number: DE19671625574
Authority: DE
Inventors: Houk Richard David
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1966-09-29
Filing date: 1967-09-21
Publication date: 1970-07-16
Also published as: SE323239B; BE704099A; GB1131680A; NL6711529A; US3395592A

Description

PATC NTAN WX LTI DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN I D 2 D 5 7 4 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG

395314 '200OHAMBURGSOjSO. September I967

TELEGRAMME: KARPATENT KONIGSTRASSE 28

W. 22859/67 12/F

Morse Controls, Inc.
Hudson, Summit County, Ohio (V.St.A.)

Peinsteuervorrichtung für ein Schub-Zug-Steuerkabel.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuerungen für Schub-Zug-Kabel. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Steuervorrichtung zum Betätigen des Kerns eines Schub-Zug-Steuerkabels mit Bezug auf dessen Hülle. Speziell bezieht sich die Erfindung auf eine"Steuervorrichtung zum Bewegen des Kerns eines Schub-Zug-Steuerkabels mit Bezug auf seine Hülle in großen Ausmaßen und wahlweise in kleinen genauen Inkrementen.

Sehub-Zug-Steuerkabel sind in der Technik allgemein als Vorrichtungen bekannt, die mechanische Bewegung in jeder von zwei Richtungen übertragen können, wenn wenigstens die Enden der Kabelhülle in ihrer Stellung zufriedenstellend festgeklemmt sind. Schub-Zug-Kabel, die biegsam sind, sind insbesondere für Einbauten geeignet, bei denen das Kabel sich über eine Anzahl von Biegungen zwischen einer Stetuerstation und einer entferntliegenden gesteuerten Station erstrecken muß. Solche Kabel sind derart ausgeführt, daß ein Kern in einer Ab-

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stützhülle verschiebbar aufgenommen ist und sie werden üblicherweise in Verbindung mit solchen Vorrichtungen als DrosselSteuerungen verwendet.

Für viele solche Installationen ist es eine Forderung, daß die Steuerung nicht nur schnelle Haupt- bzw. Grobeinstellungen sondern auch genaue Peineinstellungen schaffen kann.

Bisher sind verschiedene bekannte Steuervorrichtungen verwendet worden, um ein solches Ergebnis zu erzielen. Die bekannteste Ausführung ist vergleichsweise-komplex, indem sie erfordert, daß die an der Kabelhülle befestigte rohrförmige Abstützung einen rohrförmigen Einstellteil verschiebbar aufnimmt, der mit dem Kabelkern verbunden ist und in dem weiterhin eine Freigabestange verschiebbar aufgenommen ist, die zum Anordnen eines kugelartigen Eingriffsteiles in und außer Paßeingriff mit dem mit Gewinde versehenen Inneren des rohrförmigen Abstützteiles dient. Ein Primärsteuerknopf ist an dem Einstellteil, befestigt und nimmt gleichachsig einen Sekundärsteuerknopf auf,der an der Freigabestange befestigt ist. Um eine Feineinstellung vorzunehmen, braucht die Bedienungsperson lediglich den Primärst euerknopf in der entsprechenden Richtung zu drehen. Jedoch muß für Grobeinstellung die Bedienungsperson den Sekundärsteuerknopf axial mit Bezug auf den Primärsteuerknopf betätigen und den Primärsteuerknopf in der gewünschten Richtung axial bewegen, während sie den Sekundärsteuerknopf gegen die Vorspannwirkung einer Federeinrichtung betätigt hält.

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Selbst unter den günstigsten Bedingungen ist beträchtliche Handfertigkeit erforderlich, um eine solche Steuerung zu betätigen. In Augenblicken der Beanspruchung können die Ergebnisse katastrophal sein.

Um die Gefahrenmomente auszuschalten, die durch das Er fordernis der vorgenannten geschickten Handhabung sich er geben, sind viele ErsatzausfUhrungen vorgesehte. gen worden. Beispielhaft für solche Vorschläge ist eine komplexe Ausführung, bei welcher der Sekundärsteuerknopf fortgelassen ist. Diese Ausführung verwendet einen Steuerknopf, der undrehbar und axial verschiebbar an einenr rohrförmigen Einstellteil angebracht ist, der mit einer Freigabestange mittels einer Mehrzahl von federbelasteten schwenkbaren VorSprüngen zusammenar beitet, die an dem rohrförmigen Einstellteil getragen und zwischen dem Knopf und der Freigabestange in Eingriff gebracht werden können. Für Grobsteuerung muß die Bedienungsperson immer genügend Druck anlegen, um die Federvorspannung zu über winden, und sie muß danach den Steuerknopf in der gewünschten Richtung bewegen. Demgemäß ist eine Annäherung von sehr klei nen Einstellungen im Groben außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich zu erhalten.

In ähnlicher Weise verwendet eine andere Ausführung eine ringförmige unterbrochene Federhülse, die eine Gestellhülse umfaßt, in der eine Betätigungsstange verschiebbar aufgenommen ist* Die Federhülse spannt eine Kugel in Eingriff mit einer Gewindeeinrichtung auf der Außenseite der Betati-

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gungsstange vor. Auch hier kann die Grobsteuerung nur nach Anlegen genügender Kraft an den Steuerknopf hervorgerufen werden, um den Vorbelastungswiderstand, der von der Federeinrichtung geboten wird, zu überwinden, um die Kugel im Eingriff mit der Gewindeeinrichtung zu halten.

Es ist daher ein Hauptzweck der Erfindung, für den Kern eines Schub-Zug-Steuerkabels eine Steuervorrichtung zu schaffen, mit der wahlweise Grob- oder Feineinstellungen vorgenommen werden können und bei.der die leichte Betätigung völlig unabhängig von der persönlichen Beanspruchung ist, welcher die Bedienungsperson ausgesetzt ist.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, bei welcher ein einzelner Steuerknopf verwendet wird und die Notwendigkeit für eine Federvorspanneinrichtung vermieden ist.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, bei der ein Übergang von Feineinstellung zu Grobeinstellung lediglich durch Anlegen einer Axialkraft an den Steuerknopf hervorgerufen werden kann.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, bei welcher die Axialkraft, die zum Übergang von Feineinstellung zu Grobeinstellung erforderlich ist,wahlweise änderbar ist. *

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine .

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Steuervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, die verhältnismäßig einfach ausgeführt und wirtschaftlich herzustellen und zu warten ist.

Diese und andere Zwecke der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in welcher eine bevorzugte Aus_r führungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Pig. 1 ist eine teilweise gebrochene und teilweise

im Schnitt dargestellte Seitenansicht, in der ein Schub-Zug-Steuerkabel dargestellt ist, das mit einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung arbeitsmäßig verbunden ist. „ Fig. 2 ist eine im vergrößerten Maßstab gehaltene

Querschnittsansicht gemäß Fig. 1, in der die Verbindung der Steuervorrichtung zu dem Kern und der Hülle des: Schub-Zug-Steuerkabels-und der nahe dieser Verbindung liegende Teil der Steuervorrichtung dargestellt sind. ^: Fig. 5 ist eine in ν er größter temI Maßstabgehaltene Querschnittsansicht gemäß Fig. 1, die der Fig. 2 ähnlich ist, wobei jedoch das gegenüberliegende Ende der Steuervorrichtung wiedergegeben

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 4-4 der Fig. 2, in der die Grewindeeingriffskugel in ihrer radial innersten Stellung wiederge-

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geben ist, in der sie sich für Gröbbetätigung der Steuerung befindet»

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht mit der Ausnahme, daß die Gewindeeingriffskugel sich in ihrer radial äußersten Stellung befindet, in der sie sich für Feinbetätigung der Steuerung befindet.

Allgemein weist eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ein rohrförmiges Gehäuse auf, das mit der Hülle eines Sehub-Zug-Steuerkabels verbunden werden kann. In dem rohrförmigen Gehäuse ist eine Steuerhülse verschiebbar aufgenommen, die mit dem Kern des Steuerkabels verbunden werden kann» Die Innenfläche des rohrförmigen Gehäuses ist mit Gewinde versehen, und zwar für wahlweisen kämmenden Eingriff mit einer Kugel, die in einer»halbkugelförmigen Ausnehmung an der radial äußeren Fläche einer Betätigungsstange aufgenommen ist. Die Betätigungsstange ist im Inneren der Steuerhülse angeordnet und mit dieser axial bewegbar, jedoch ist sie mit der Hülse und mit Bezug auf die Hülse drehbar. -

Die Gewindeeingriffskugel ist radial einwärts und radial auswärts durch eine Öffnung in der Steuerhülse bei Ansprechen auf Drehen der Betätigungsstange mit Bezug auf die Steuerhülse bewegbar. Ein genügendes' Ausmaß relativer Drehung zwischen der Betätigungsstange und der Steuerhülse zum radialen Auswärtsdrücken der Kugel durch Nockenwirkung in Eingriff mit dem Gewinde ist durch Verwendundeiner Reibungsbegrenzungsein-

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richtung bzw» Reibungsheramc^ einrichtung zwischen der Steuerhülse und dem rohrförmigen Gehäuse gewährleistet. Es ist daher ersichtlich, daß, wenn die Betätigungsstange durch den an ihr angebrachten Steuerknopf gedreht wird« eine Feinsteuerung hervorgerufen ist.

Um jedoch Grobsteuerung vorzunehmen, braucht lediglich der Knopf axial bewegt zu werden. Die Reaktionskräfte zwischen der Kugel, dem Gewinde, der Steuerhülse und der Betätigungsstange bewirken dann eine radiale Einwärtsbewegung der Kugel für die axiale Verschiebebewegung der Betätigungsstange und der Steuerhülse, die für Grobbefcätigung erforderlich ist.

In der Zeichnung ist die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und in arbeitsmäßiger Verbindung mit einem Schub-Zug-Steuerkabel 11 dargestellt. Das Steuerkabel 11 umfaßt einen Kern 12 und eine Hülle 15* in welcher der Kern 12 hin-und herverschiebbar ist·

. Es sind viele Hüllenaus führungen bekannt, von denen eine schematisch dargestellt ist und eine Mehrzahl von Drähten

14 aufweist, die in Schraubenlinienform aneinander angrenzend um die radial, äußere Fläche eines inneren biegsamen Schlauches

15 gelegt sind, der sich über die volle Länge der Hülle 15 erstreckt. Eine äußere biegsame Umhüllung 16 umschließt die Drähte 14 und erstreckt sich entlang der gesamten Hülle 15 · bis kurz vor das Ende der Drähte 14.

Ein Verbindungsstück18 ist über dem Ende der Drähte 14

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und der Umhüllung 16 angeordnet und sicher daran befestigt, beispielsweise durch Anstauchen. Mit dem Verbindungsstück 18 und damit mit der Kabelhülle IJ ist ein rohrförmiges Gehäuse 19 der Steuervorrichtung 10 verbunden. Das Gehäuse 19 der Steuervorrichtung 10 kann direkt durch eine geeignete öffnung 20, beispejilsweise eines Instrumentenbrettes 21 hindurch angeordnet werden, indem eine sich radial erstreckende Schulter oder eine erste Haltemutter 22 und ein mit Gewinde versehener Schaftteil 2? vorgesehen werden. Die Haltemutter 22 tritt mit der Vorderfläche 24 des Instrumentenbretts 21 in Eingriff, und eine zweite Haltemutt.er 25 kann an der Hinterfläche 26 des Instrumentenbretts 21 befestigt werden, um die Steuervorrichtung 10 an Ort und Stelle festzulegen.

In dem rohrförmigen Gehäuse 19 ist eine Steuerhülse 28 verschiebbar aufgenommen, die ihrerseits eine Betätigungsstange 29 umgibt. Die Steuerhülse 28 und die Betätigungsstange 29 können axial nur gemeinsam bewegt werden, Jedoch sind sie miteinander und mit Bezug aufeinander drehbar. Diese Dualität der Bewegung kann durch eine Schubkugelverbindung erhalten werden, wie sie am besten in Fig. 3 dargestellt ist. Eine Schubkügel jJQ ist in einer bogenförmigen Ausnehmung jl aufgenommen, die sich ringförmig um die Betätigungsstange 29 erstreckt. Die^; Schubkügel JO erstreckt sich weiterhin auswärts in den Umfang einer radialen öffnung J>2. durch die Steuerhülse 28 und steht in voller Berührung damit. Die Schubkugel JO hält somit die Steuerhülse 28 und die Betätigungsstange 29 für ge-

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melnsarae axiale Bewegung in beiden Richtungen zusammen, ermöglicht Jedoch relative Drehbewegung, da die Kugel J5Ö sich in Umfangsriohtung der Betätigungsstange 29 durch die Ausnehmung J52 bewegen kann»

Ein Ende der Betätigungsstange 29 erstreckt sich zu der Steuerhülse 28 axial nach außen, um einen Steuerknopf" 55 anzubringen. Wie dargestellt, kann der Steuerknopf JJ einen Körper ~$k aufweisen, der auf: die Betätigungsstange 29 aufgeschraubt und an dieser durch eine Sicherungsmutter 35 festgelegt ist. Der Körper ^4 kann hinterdreht sein, um einen ringförmigen Rand 36 konzentrisch auswärts der Steuerhülse 28zu bilden, um die Schubkugel· j5Ö in Eingriff mit der ringförmigen Ausnehmung 3I zu halten. Ein Kunststoffüberzug 38 kann auf dem Körper 3^ angebracht werden. ' · ■

Die Steuerhülse 28 unddie Betätigungstange 29, die zusammenarbeiten, sind mit dem Kern 12 des Steuerkabels 11 verbunden. Da die Steuerhülse 28 und die Betätigungsstange 29 sich während der Feineinstellung relativ zu dem rohrförmigen Gehäuse 19 drehen, wie es nachstehend im einzelnen beschrieben wird, und der Kabelkern 12 oftmals an der entferntliegenden gesteuerten Station derart angeordnet ist, daß eine Drehung unerwünscht 1st, wird es vorgezogen, daß der aus der Steuerhülse 28 und der Betätigungsstange 29 gebildeteAufbau an dem Kern 12 drehbar angebracht ist «■ Eine beispielsweise Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Ende des Kabelkerns 12 ist durch Stauchen oder auf andere Weise an einem zylindrischen

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Verschluß stück j59 befestigt, welches in der Steuerhülse 28 drehbar aufgenommen ist. Zwei Lageeinstellringe 4o und 41 treten m-it den Enden des Verschluß Stücks ~*ß in Eingriff und halten dieses gegen axiale Verschiebung mit Bezug auf die Steuerhülse 28* Der Ring 40 ist durch eine Einwärtsbiegung und der Ring 41 durch eine Endbiegung 4> an Ort und Stelle gehalten.

Um kritische Peineinstellung zu ermöglichen, ist eine Gewindeeinrichtung an der Innenfläche des rohrförmigen Gehäuses 19 vorgesehen. Die Gewindeeinrichtung weist gemäß der Darstellung eine schraubenlinienförmig gewickelte Spule polierter Drähte 44 auf, die in eine sdirauben!inienformigtr Nut 45 mit idwesentlichen halbringförmigen Querschnitt an der Innenfläche des rohrförmigen Gehäuses 19 eingesetzt ist. Eine Gewindeeingriffskugel 46, die in einer halbkugelförmigen Ausnehmung 48 in der radial äußeren Fläche der Betätigungsstange 29 aufgenommen ist, ist durch eine radiale Öffnung 49 in der Steuerhülse 28 hindurch radial einwärts und radial auswärts bewegbar. Wenn die Kugel 46 sich in ihrer in Fig.,4 wiedergegebenen radial innersten Stellung befindet, ist die Steuer-Vorrichtung 10 für Grobbetätigung eingestellt. Jedoch bewirkt relative Drehung der Betätigungsstange 29 mit Bezug auf die Steuerhülse 28, daß die halbkugelförmige Ausnehmung ^y 48 die Kugel 46 mit Nockenwirkung durch die öffnung 49 in der Hülse 28 hindurch radial nach außen in Kämnk—eingriff mit dem schrauben!ine^nförmig gewickelten Draht 44 drückt.

Da der Draht 44 eine sich schraubenlinienförmig erstreckende Hippe halbkreisförmigen Querschnitts darbietet«- rollt oder gleitet die Kugel 46 leicht in eine Stellung zwischen aufeinander folgenden Windungen des Drahtes 44, selbst wenn die Kugel 46 anfänglich mit dem radial innersten Teil des Drahtes 44 in Berührung getreten ist. Bei bekannten Ausführungen mußte die Steuerung beim Wechsel von Grobbetätigung zu Feinbetätigung oftmals geschickt derart gehandhabt werden, daß das Gewinde und die Gewindeeingriffseinrichtung richtig in Kämmeingriff traten. ,

Die Relativdrehung zwischen der SteuerhüTse 28 und der Betätigungsstange 29? die notwendig ist« um von Grobbetätigung zu Feinbetätigung überzugehen, kann einfach durch'Drehung des Steuerknopfes 33 hervorgerufenwerden,, da eine Hemmeiririchtung 50 Drehung der SteüerhÜTse 28 verzögert. Wie in Fig. 3 dargestellt, steht eine Druckmutter 51 über die Gewindegänge 23 auswärts der Haitemutter 22 mit dem rohrförmigen Gehäuse 19 im Eingriff. Die Mütter 51 kann einheitlich sein oder sie kann gemäß der Darstellung einen mit Gewinde versehenen metallenen Augenteil 53 aufweisen, der in einer Kappe 54 fest aufgenommen ist. In jedem Fall hatjdie Druckmutter 51 einen radial einwärts gerichteten Hals 55, der zu der Steuerhülse* 28 konzentrisch liegt. Die dem Gehäuse 19 zugewandte Seite des Halses 55 erweitert sich radial nach außen>■ um'eine Kehle 56 zu bilden." Eine ähnliche Kehle 5S⁵an dem'benachbarten Ende des Gehäuses I9 ist ·der Kehle 56 entgegerigewandt,

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Ein ringförmiger Reibungsbund 59 steht mit der Hülse 28 zwischen den Kehlen 56 und 58 verschiebbar im Eingriff und ist vorzugsweise mit konisch sich verjüngenden Kanten und 61 versehen, die in zusammenpassendem Eingriff mit der Kehle 56 bzw* 58-stehen« Durch Ändern der Axialstellung der Druckmutter 51 wird durch den Bund 59 ein entsprechend geänderter Reibungseingriff zwischen der Steuerhülse 28 und dem rohrförmigen Gehäuse I9 hervorgerufen.

Die Hemmeinrichtung 50 läßt daher nicht nur die Relativbewegung zwischen der Betätigungsstange 29 und der Steuerhülse 28 ZUj, die für den Übergang von Grobeinstellung zu Peineinstellung lediglich bei Drehung des Steuerknopfes 33 erforderlich ist* sondern sie verhindert weiterhin ein Kriechen und unbeabsichtigte plötzliche Änderungen der ausgewählten Einstellungen. Andererseits ermöglicht die Hemmeinrichtung 50 augenblicklichen Übergang von Feinsteuerung zu Grobsteuerung, und zwar lediglich durch Anlegen einer Axialkraft an den Steuerknopf 53« Wenn beispielsweise bei der Steuervorrichtung 10 die Kugel 46 in der radial äußersten Stellung angeordnet ist (Fig. 5)* um Feineinstellung hervorzurufen, und wenn Grobeinstellung erwünscht ist, braucht die Bedienungsperson lediglich den Knopf 3J5 zu ziehen oder zu drücken, um Grobeinstellung hervorzurufen. Das Zusamne nwirken der Kugel 46 mit der ■ rippenartigen Gewindeeinrichtung 44 bewirkt, daß die Kugel 46 die Steuerhülse 28 mit Bezug auf die Betätigungsstange 29 mit Nockenwirkung dreht, so daß ermöglicht wird,

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daß die Kugel 46 in die kugelförmige Ausnehmung 48 für Grobbetätigung der Steuerung fällt.

Der'augenblickliche Übergang von Feinbetätigung zu Grobbetätigung lediglich durch Anlegen einer wahlweise änderbaren Axiaikraft an den Steuerknopf 53 und die Einfachheit des Übergangs von Grobbetätigung zu Peinbetätigung lediglich durch Drehen des Steuerknopfes in einer Vorrichtung, führt zu einer unkomplizierten und wirtschaftlich herzustel^ lenden Vorrichtung,

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Claims

- u- Pät ent ansprüche.

1. Steuervorrichtung für ein Schub-Zug-Steuerkabel, das einen Kern und eine Hülle aufweist, mit einem rohrförmigen Gehäuse, das an der Steuerkabelhülle befestigt ist und mit einer Innengewindftinrichtung versehen ist, einer in dem rohrförmigen Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Steuerhülse, die arbeitsmäßig mit dem Kabelkern verbunden ist, einer in der Steuerhülse angeordneten Betätigungsstange, einer Gewindeeingriff seinrichtung, die radial zu der Steuerhülse in und außer Eingriff mit der Gewindeeinrichtung an dem Inneren des rohrförmigen Gehäuses bewegbar ist, und mit einer Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Gewindeeingriffseinrichtung radial zu der Steuerhülse, gekennzeichnet durch eine Hemmeinrichtung (50), um freie Drehung der Steuerhülse (28) mit Bezug auf das rohrförmige Gehäuse (I9) zu verzögern, so daß die Gewindeeingriff seinrichtung (46). bei Ansprechen auf Drehung der Betätigungsstange (29) radial zu der Steuerhülse mit Nockeöwirkung bewegt wird,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schubeinrichtung (3Ö, Jl, 32), die eine Bewegung der Betätigungsstange (29) axial mit der Steuerhülse (28) und eine Drehbewegung der Betätigungsstange mit der Steuerhülse und mit Bezug auf diese ermöglicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Schubeinrichtung eine Kugel (30). aufweist;

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die rait einer bogenförmigen Ausnehmung (51), die sich ringförmig rund um die Betätigungsstange (29) erstreckt, und mit einer radial angeordneten öffnung (32) in der Steüerhülse (28) im Eingriff steht.

4ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeeiagrif fseinriehtung eine Kugel (46) aufweist _s die in einer halbkugelförmigen Ausnehmung (48) in der radial äußeren Fläche der Betätigungsstange aufgenommen ist. -

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch -gekennzeichnet;« daß die Hemmeinriehtung (50) einen Reibungsbunö (59) aufweist_s der zwischen der Steuerhülse (28) und dem rohrförmigen Gehäuse (19) einstellbar angeordnet werden kann.

6» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeeinrichtung am Inneren des rohrförmigen Gehäuses (19) eine sich schraubenlinienförmig erstreckende Rippe (44) halbkreisförmigen Querschnitts aufweist.

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