DE1750482A1

DE1750482A1 - Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein mit mechanischer Blockierung

Info

Publication number: DE1750482A1
Application number: DE19681750482
Authority: DE
Inventors: Guenter Bauschke; Nikolaus Doerner; Herbert Freitag; Willy Schaefer; Klaus Schnitzius; Felix Dipl-Ing Woessner
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1968-05-07
Filing date: 1968-05-07
Publication date: 1971-10-07
Also published as: FR2007955A1; DE1750482B2; GB1231670A

Description

' FICKTEL a.-SACKS-AG., Gchwexnfurt/ikiiv Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein mit mechanischer Blockierung

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein mit mechanischer Blockierung, insbesondere -für höhenverstellbare Möbel, be-stehend aus einem mit Fluid gefüllten Zylin-r der, in dem sich ein axial verschiebbarer und mit einer nach außen ■ . -™ abgedichteten Kolbenstange verbundener Kolben befindet. i

Bei den bekannten, von außen willkürlich blockierbaren hydropneumatisehen Federn ist innerhalb des Zylinders eine hydraulische Blockierung angeordnet. Eine solche hydraulische Blockierung er-

folgt durch Sperrung des Flüssigkeitsdurchlassee Zwischen den Raum oberhalb des Kolbens und dem Raun unterhalb des Kolbens in Zylinder. Der Kolben muß bei öiner solchen hydraulischen Blockierung gegen die Zylinderinnenwand völlig abgedichtet sein, da schon bei einer Λ geringfügigen Undichtheit die Kolbenstange langsam aus dem Zylinder ausfährt. Um dies zu erreichen, muß die im Kolben angeordnete ui^d auf der Zylinderinnenwand gleitende Dichtung unter starker Vorspan-^ nuni, eingebaut werden, vjodurch sich aber beim Gleiten des Kolbens im Zylinder eine hohe Reibung ergibt, die sehr nachteilig ist, denn die Federkraft muß beim Ausfahren der Kolbenstange diese Reibung Überwinden und beim Zusammendrücken von Hand muß sowohl die Rei- ν

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bungskraft als auch die Federkraft überwunden werden. Um eine einwandfreie Funktion derartiger Konstruktionen zu erreichen,*ist es erforderlich, daß die Federkraft um den Betrag der Kolbenreibunr·

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erhöht wird, d. h., der erforderliche Füllun^sdruck in Zylinder entsprechend der Reibung Gesteigert v/erden.

Bekannt sind auch mechanische Blockierungen für pneumatische oder hydropneumatisch^ Federbeine, die zwischen dem Zylinder des Federbeines und einen Führungsrohr angeordnet sind. Diese rechanischo Blockierung geschieht entweder durch Kraftschluß, inden das mit Längsschlitzen versehene Führungsrohr durch die Einwirkung von Schrägflächen "aufgev/eitet wird und so r.it einem Standrohr zusarnen eine Klemmverbindung herstellt oder aber durch formschlüssig Verbindung,bei der in Innenrohr geführte Bolzen über Schrägflachen betAtißt werden und in entsprechende Aussparungen des Standrchres einrasten. Diese Konstruktionen haben jedoch den Machteil, daß die Blockiereinrichtung sich gegen ein vom Federbein getrenntes Teil abstützt» das eine exakte Bearbeitung erfordert und das Federbein nit der mechanischen Blockierung kein in sich geschlossenes Aggregat ist. Gerade bei ilöbelherstcllern, bei denen derartige Federbeine vorzugsweise verwendet werden und die lediglich das Federbein, nicht aber das Standrohr vom selben HeiMSteller beziehen, treten oft Beanstandungen hinsichtlich der Funktion der Blockiereinrichtung auf. ^; Außerde» sind die mechanischen Blockiereinrichtungen, bei denen das! Führungsrohr und das Standrohr zur Blockierung verwendet werden, empfindlich gegen Schmutz, Feuchtigkeit und Korrosion und werden dadurch in ihrer Funktion beeinträchtigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eu, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und ein in seinen Aufbau einfaches und betriebssicheres pneumatisches oder hydropneumntisches Federbein mit mechanischer Blockierung zu schaffen. ·

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ErfindungsgenvXß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die nechanische Blockierung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder angeordnet ist und durch eine an sich bekannte willkürlich betätigbare kraftschlüssige Verbindung gebildet wird.- Diese Anordnung der mechanischen Blockierung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder gestattet es, das pneumatische oder hydropneumatisohe Federbein zusammen mit der Blockiereinrichtung als ein in sich geschlossenes A-gregat herzustellen und in die höhenverstellbaren Möbel einzubauen, ohne daß dabei* eine besondere -Rücksichtnahme auf die mechanische Blockierung vom tlöbelhersteller erforderlich ist« Dadurch ist nicht nur die Gewähr einer einwandfreien Funktion der Blockiereinrichtung gegeben, sondern der Höbelhersteller ist in der Ausführung der . FührungssÄule für das hydropneumatisch oder pneumatische Federbein _r weitgehend unabhängig, da diese Führungssäule nur zur Führung herangezogen wird und nicht für die Blockierung."Es ist dementsprechend möglich, diese FÜhrungssüule nicht nur sehr einfach auszuführen, sondern auch der Gestaltung des Möbelstückes anzupassen.

Nach einem Merkmal der Erfindung erhält man eine sehr einfache mechanische Blockierung« indem diese in an sich bekannter V'eiee. durch' eine Klemmverbindung gebildet wird· . j

Eine gegenüber Äußeren Einflüssen vollkommen unempfindliche mechanische Blockiereinrichtung ergibt sich erfindungsgenäfi dadurch, daß die mechanische Blockierung innerhalb des Zylinders angeordnet ist» Schmutz und Feuchtigkeit können sich dabei auf die Funktion der Blockierung nicht nachteilig auswirken, so daß eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist»

Entsprechend einen Merkmal der Erfindung bilden in an sich bekannter

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BAO ORtGINAl.

Vicise Klemmkörper mit Hilfe von SchrÜgflachen eines axial verschieß . baren Betätigungskurpers die kraftschlüseige Verbindung zwischen den Zylinder und der Kolbenstange« Durch die axiale Verschiebung des Beta tigungskörpers wird dabei eine Klemmwirkung zwischen Zylinder und Kolbenstange erzielt.

Eine sehr einfache Konstruktion erhält man, wie die Erfindung zeigt« j

dadurch, daß der mit der Kolbenstange verbundene Kolben Sehrägflachen j

aufweist, auf welchen ein Klemmring angeordnet ist und dieser Klemm- j

ring mit einem relativ zum Kolben axial beweglichen BetätigungskOr- *

per in Verbindung steht. · ' \

Insbesondere für eine Kombination einer hydraulischen mit einer * : mechanischen Blockiereinrichtung eignet sich eine Konstruktion, die entsprechend der Erfindung einen Kolben mit einem Fortsatz aufweist, der durch Schlitze längs der Mantellinie unterbrochen ist und an seinen freien Ende eine Schrägfläche besitzt, während ein axial beweglicher Betätigungekörper mit einer entsprechenden Gegenechrägflache an diesem Fortsatz angeordnet ist. "

Die Betätigung der swchanischen Blockierung wird erfindungsgemäA da- ' durch sehr einfach, daß der Kolben und der axial bewegliche BetatigungskOrper drehfest im Zylinder angeordnet sind, wobei der Kolben über ein Gewinde mit der Kolbenstange verbunden ist, wahrend der Be- ,: tütigungskörper drehbar aber fest lh axialer Richtung auf der Kolben* :' stange sitst. Durch Verdrehen der Kolbenstange oder des Zylinders I wird Λ5 mechanische Clockiereinrichtung gelöst oder eingerückt, wo- Λ •bei in löstem Zustand der Betätigungshebel nicht festgehalten wer- . Γ den mv <*as insbesondere beim Einschieben ein großer Vorteil ist,

da bei Hände zum Aufbringen der Kraft beispielsweise auf die Tisch-

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platte frei sind und der Hebel lediglich zum Blockieren betätigt werden muß.

Den Einbauverhältnissen entsprechend ist es oft *ehr vorteilhaft, daß entsprechend der Erfindung in an sich bekannter Weise in der hohlen Kolbenstange eine Betätigungsstange angeordnet ist, die mit dem Betätigungskörper in Verbindung steht. Dadurch wird es möglich, beispielsweise die Tischplatte fest mit der Kolbenstange und den Tischfuß mit dein Zylinder zu verbinden, ohne daß die beiden Teile zur Betätigung der mechanischen Blockiereinrichtung gegeneinander · verdreht werden müssen.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden beispielsweise dargestellten Ausführungsformen der Frfindung. Es aeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine pneumatische Feder, wobei Klemmstifte radial verschiebbar im Kolben angeordnet sind;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgem&ße Federbein mit einem über Schrägflächen betätigbaren Klemmring;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der pneumatischen Feder, wobei ein durch Schlitze unterbrochener Fortsatz des Kolbens über Schrägflächen betätigt wird.

Das Federbein nach Fig. 1 besteht aus dem Zylinder 1, in dom der mit der Kolbenstange 3 verbundene Kolben 2 gleitet« Die gegenüber den Zylinder abgedichtete Kolbenstange 2 weist 4tin« Bohrung auf, in

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der die Betätigungsstange 5 angeordnet ist. Die Betätigungsstange liegt mit ihrem unteren Ende an den Betätigungskörper 6 an, wobei dieser BetÄtigungskörper gleichzeitig als VentilkOrper ausgebildet ist und Schragflachen t Aufweist» auf welchen die radial nach außen wirkenden. Klemmkörper 10 gleiten» Üiese Klemmkörper 10.stehen über die Schrägflache S mit dem geschlitzten Kleirjaring 7 in Verbindung. Als Kolbendichtung dient der Kolbenring 12» während der Durchlaßkanal 11 bei entsprechender Stellung des Betätigungskörperε 6 den Raum unterhalb des' Kolbens mit dem Raum oberhalb des Kolbens verbindet. Diese beiden R&ume weisen dabei eine unter Druck stehende Flüssigkeits- und/oder Flüssigkeits- und Gasfüllung auf.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise des Federbeine^ wird davon ausgegangen, daß die Kolbenstange 3 oit der Sitz- oder Tischplatte verbunden ist, während der Zylinder 1 im Fußteil des Möbelstückes befestigt ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist das Federbein hydraulisch und mechanisch blockiert, denn es wird durch den Betätigungskttrper 6 und die entsprechenden Dichtringe der Flüssigkeitsaustausch über den Durchlaßkanal 11 zwischen dem Raum unterhalb des Kolbens und der» Kaum oberhalb des Kolbens gesperrt und gleichzeitig werden über die Schrügflächen 8 des Betatigungskörpers 6 die Klemmkörper 10 nach-

außen gegen den Klemmring 7 gedrückt, wobei dieser eine mechanische kraftschlüssige Blockierung zwischen den Kolben und der Zylinderinnen· wand herstellt. Der Kaum unterhalb des Kolbens ist dabei vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, wahrend der Raun oberhalb des Kolbens eine Gas- und FlUssigkeitsfüllung aufweist.

Soll die Sitz- oder Tischplatte in ihrer Höhe verstellt v/erden, so wird durch Eindrücken der Betätigungsstange 5 der Betcttiguntskörper G axial nach unten bewegt, wobei der untere zylindrische Teil dee

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BeteitigungskorpcrE 6 nicht mehr an der entsprechenden Dichtung anliegt, sondern zwischen den Schrägflachen I und der Dichtung entsteht ein Ringspalt, durch den die flüssigkeit hindurchtreten kann und fiber den Durchlaßkanal Ii iiird die Verbindung »fischen den Rau« unterhalb des Kolbens und de» Rau« oberhalb des Kolbens hergestellt. Bei dieser axialen Bewegung des Betätigungekörpers^;6 gleiten die Klemmkörper 10 entlang der Schrägfläche 6 und werden durch die Eigenspannung des Klenmringes 7 über die Schrägflächen 9 nach innen gedrückt, wobei der Klemmring 7 von der Innenwand des Zylinders 1 abhebt und hierdurch die mechanische Blockierung aufhebt* Da in dem λ Kaum oberhalb des Kolbens und in den Raum unterhalb des Kolbens derselbe Druck herrscht, wird infolge der den Raum unterhalb des Kolbens begrenzenden größeren Kolbenflache der Kolben 2 angehoben, . wobei aus dem Raun oberhalb des Kolbens über den Durchlaßkanal 11 und den Ringspalt zwischen dem Betätigungskörper 6 und der entsprechenden Dichtung Fluid in den Raun unterhalb des Kolbens fließt, wenn keine nach unten gerichtete äußere Kraft auf die Kolbenstange einwirkt. Soll dagegen der Kolben 2 in den Zylinder 1 einfahren, so < wird beispielsweise die Tischplatte von Hand niedergedrückt, wobei die in den Raust unterhalb des Kolbens verdrängte Flüssigkeit über f den DurohlaAkanal 11 in den Raun oberhalb des Kolbens fließt. Ist die gewünechte Höhe erreicht, so wird die Betätigungsstange 5 losgelassen und der Betätigungskörper 6 wird durch den Druck in Raun unterhalb des Kolbens zusammen mit der Betätigungsstange S nach oben gedrückt, wobei der untere zylindrische Teil des Betätigungskörpers 6 an der entsprechenden Dichtung zur Anlage kommt und dabei den Ver- = ₍ bindungskanal zwisohe* dem Raum unterhalb des Kolbens und dem Raum -oberhalb des Kolbens verschließt und gleichzeitig Über die Schrägflachen I die Klemmkörper 10 nach außen druckt und hierdurch den Klemmring 7 kraftschlüssig mit der Innenwand des Zylinders 1 verbin*

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det. Damit ist dann das Federbein in der gewünschten La^e hydraulisch und mechanisch blockiert.

Fig. 2 zeigt ein Federbein, bei dem der Kolben 2 keinerlei Dicht-

element zwischen der Innenwand des Zylinders 1 aufweist. Der Kolben { 2 ist durch die Lüngssicke 4 unverdrehbar in dem Zylinder 1 geführt, \ während die nach unten aus dem Zylinder 1 austretende Kolbenstange 3 j

s mit dem Betätigungskörper 14 verbunden und durch ein Gewinde 13 im ( Kolben geführt ist. Der geschlitzte Klemmring 7 weist Schrägflächen 9 auf und liegt mit diesen Schrägflächen an entsprechenden Schrägflächen des Kolbens 2 und des Betätigungskorpers 14 an. Der Zylinder ' besitzt eine Druckgas- und Flüssigkeitsfüllung, wobei es jedoch

nicht unbedingt erforderlich ist, daß die Flüssigkeitsfüllunc i>ei vollständig eingefahrener Kolbenstange 3 in dem Raum oberhalb des Kolbens den Kolben 2 überdeckt. Beispielsweise kann diese Konstruktion ohne weiteres auch als Gasfeder ausgebildet sein, die nur eine geringe Flüssigkeitsmenge zur Abdichtung und Schmierung der Kolbenstange an deren Zylinderaustritt aufweist.

Hinsichtlich der Wirkungeweise unterscheidet sich die Ausführungsfonn nach Fig. 2 von der nach Fig· 1 dadurch, daA durch Verdrehen der Kolbenstange 3 oder des Zylinders 1 durch das Gewinde 13 im Kolben 2 und auf der Kolbenstange 3 der BetütitunüskcJrper 14 angehoben oder gesenkt wird. Ober die SchrUgflachen 9 am Klemmring 7 und die entsprechenden Schr&ßfltchen am Betätigungskürper IH und an Kolben wird 4er Klemring 7 von der Innenfläche des Zylinders 1 abgehoben bsv· gegen diese Innenfläche gepreßt. Die Durchflußkanäle Ii im KoI* ben 2 dienen dabei zum übertritt des Fluid von dem Kaum oberhalb des Kolbens in den Raum unterhalb des Kolbenβ und umgekehrt· De ee sieh bei dieser Auaführungsfom um eine ro inc mechanische Blockierung hen«

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delt,, sind keine Dichtelenente zwischen dem Kolben 2 und der Innenwand' des Zylinders 1 erforderlich. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß bei gelöster mechanischer Blockierung keine Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder auftritt und dadurch sowohl beir. Ausfahren wie beim Einschieben des Kolbens lediglich die Kolbenstangenreibung, verursacht durch die Kolbenstangendichtung, überwunden werden muß und dadurch die Betätigungskraft 2^eringer wird, da die Ausfahrkraft des Kolbens um den Betrag des Reibwiderstandes zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 1 geringer sein kann und deshalb der Druck im Zylinder verringert werden kann.

Die Ausfuhrungsform nach Fig. 3 zeigt wieder eine kombinierte hydraulische und mechanische innere Blockierung des Federbeines. Hierbei . weist der Kolben 2 einen Fortsatz 15 auf, der durch Schlitze 16 unterbrochen ist, wobei am freien Ende des Fortsatzes 15 sich die Schrägfläche 9 befindet, an welcher die entsprechende Schrägfläche des Betätigungskörpers 14 angreift. In einer Aussparung des Kolbens 2 befindet sich der Dichtring 18» der zusammen mit dem Betätigungskörper 14 ein willkürlich betätigbares Ventil bildet.

Das Federbein ist in Fig. 3 in blockierter Stellung dargestellt. Der Betätigungekörper 14 drückt dabei über die Schrägflächen 9 den *urch die Schlitze 16 unterbrochenen Fortsatz 15 gegen die Innenwand des Zylinders 1, wodurch die mechanische Blockierung gebildet wird. Gleichzeitig drückt der Betätigungskörper 14 gegen den Dichtring 1β und verschließt damit den Durchgang zwischen dem Raum oberhalb des Kolbens und dem Raum unterhalb des Kolbens. Außerdem kann zwischen dem Kolben 2 und den Zylinder 1 kein Austausch von Fluid zwischen den beiden vom Kolben getrennten Räumen stattfinden, da der Kolben 2 durch den Kolbenring 12 im Zylinder 1 abgedichtet ist. Durch Verdrehen der Kolbenstange 3 oder des Zylinders 1 wird über das Gewinde

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13, durch welches die Kolbenstange 3 i.it den Kolben 2 verbunden ist, der Eetütigungekörper 14 angehoben, wodurch die mechanische Blockierung durch den Fortsatz 15 gelöst wird und sich der Betätigungskörper 14 von dem Dichtring 18 abhebt, so daß auch die hydraulische Blockierung aufgehoben ist, da nun das Fluid zwischen den Raum oberhalb des Kolbens und dem Raum unterhalb des Kolbens über die Durchlaßkanüle 11 fließen kann. Die Blockierung erfolgt dann wieder durch Verdrehen der Kolbenstange 3 oder des Zylinders 1, indem sich der Betätigungskörper 14 nit den Schrägflächen 9 gegen den Fortsatz 15 spannt und gleichzeitig am Dichtring 11 anlegt.

Bei der Betätigung der Blockiereinrichtung über das Gewinde 13 irr Kolben 2 und der Kolbenstange 3, wie dies die Figuren 2 und 3 zeilen,· kann der Betätigungshebel bei gelöster Blockierung losgelassen wer« den j was insbesondere beim Niederdrücken,beispielsweise einer Tischplatte, von Vorteil ist, da sich hierdurch eine einfachere Betätigung ergibt, denn erst wenn die gewünschte Höhe eingestellt ist, braucht der Hebel zum Schließen der Blockiereinrichtun^ wieder verdreht zu werden.

Durch die vorliegend· Erfindung wird ein in sich geschlossene* Federbein mit mechanischer Blockierung geschaffen, wobei diese Blockiert inrichtung unempfindlich gegen Schmutz, Korrosion und Feuchtigkeit ist und daher eine sehr hohe Funktionssicherheit aufweist, während gleichzeitig die Einbauverhältnisse sehr einfach werden und dieses Federbein eine raumsparende Bauweise aufv;eist.

3. 4. 68

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Claims

Fat ent λ; 'jprüche;

1. Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein mit mechanischer Blockierung» insbesondere für höhenverstellbare Möbel, bestehend aus einem mit Fluid gefüllten Zylinder, in dem sich ein axial verschiebbarer und mit einer nach außen abgedichteten Kolbenstange verbundener Kolben befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Blockierung »wischen der Kolbenstange (3) und den Zylinder (1) angeordnet ist und durch eine an sich bekannte willkürlich betätigbare kraftschlüssige Verbindung gebildet wird.

2. Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Blockierung in an sich bekannter Weise durch eine Klemmverbindung gebildet wird,

3. Fneumatisches oder hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 und 2,'dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Blockierung innerhalb des Zylinders (1) angeordnet ist.

4. Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Klemmkörper (10) mit Hilfe von Schrägflächen (8) eines axial verschiebbaren Betätigungskörpers (6) die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zylinder (1) und der Kolbenstange (3) bilden*

5. Pneumatisches oder hydropneunatisches Federbein nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Kolbenstange (3) verbundene Kolben (2) Schrägflachen (9) aufweist, auf Vielehen ein Klemmring (7) angeordnet ist und dieser Klemmring (7) mit einem relativ zum Kolben (2) axial beweglichen Betätigungskörper

(14) in Verbindung steht. 109841/0398

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6. Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) einen Fortsatz (IS) aufweist, der durch Schlitze (16) längs der Hantellinie unterbrochen ist und an seinem freien Ende eine Schrägfläche (9) besitzt, während ein axial beweglicher Betätigungskör- \ per (14) mit einer entsprechenden Gegenschrägflache an diesem Fortsatz (15) angeordnet ist.

7. Pneumatisches oder hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) und der axial bewegliche Betätigungekörper (14) drehfeit im Zylinder (1) angeordnet sind, wobei der Kolben (2) über ein Gewinde (13) mit der Kolbenstange (3) verbunden ist, während der Betätigungekörper (14) drehbar aber fest in axialer Richtung auf der Kolbenstange (3) sitEt.

8. Pneumatisches oder hydropneumatischeβ Federbein nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Welse In der hohlen Kolbenstange (3) eine Betätigungsstange (5) angeordnet Ist, die mit dem Betätigungskörper (6, 14) in Verbindung steht»

3. 4. 68 _A.· _e:

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