DE2200919A1

DE2200919A1 - Mit niedergespanntem gleichstrom betriebene pendeluhr

Info

Publication number: DE2200919A1
Application number: DE19722200919
Authority: DE
Inventors: Marble Chester Bradford
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1972-01-10
Publication date: 1973-06-28
Also published as: JPS4873177A; US3762155A; CH561928A; FR2164871A1; CH56072A4

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. RQger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348 5. Januar 1972 Telefon

Stuttgart (0711)356539

Unser Zeichen: a»«

PA 8X naki Telegramme Palentschutz

Essllngenneckar'

General Electric Company, 1 River Road, Schenectadv, New York, 12 305, N.Y. /USA

Mit niedergespanntem Gleichstrom betriebene Pendeluhr

Die Erfindung betrifft eine mit niedergespanntem Gleichstrom betriebene Pendeluhr, deren zeithaltendes Werk mit der Zeitanzeigeeinrichtung gekuppelt ist und deren einen längeren Arm aufweisendes Pendel mit dem Pendelgewicht unterhalb des zeithaltenden Werkes angeordnet ist.

Die altüberkommenen Pendeluhren, bei denen das Pendel eine zeithaltende Wirkung ausübt, sind nach Auffassung der Uhrenindustrie bei einem großen Teil des Publikums nach wie vor beliebt. Demgemäß besitzen einige neuere bekannte Pendeluhren das Aussehen und die äußere Funktion der altüberkommenen Pendeluhren, während jedoch das Pendel bei ihnen keine zeithaltende Wirkung mehr hat. Die meisten dieser bekannten Pendeluhren enthalten einen elektrischen Synchronmotor, der über das normale Stromnetz gespeist wird und der sowohl zum Zeithalten als auch zum Antrieb des Pendels dient. Eine solche Pendeluhr ist z. B. in der US-Patentschrift 2 995 005 beschrieben und dargestellt. Diese bekannten Pendeluhren erfordern zum Antrieb sowohl der Zeiger der Uhr als auch des Pendels einen Elektromotor verhältnismäßig großer Leistung.

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Bei den Pendeluhren der altherkömmlichen Art erfordert das Pendel üblicherweise besondere Beachtung, da es ein funktionswichtiger Teil der Uhr ist. So ist es z. B. sehr wichtig, daß das Pendel sich in einer senkrechten Lage befindet, weshalb hierfür gewöhnlich besondere Justierschrauben vorgesehen sind. Außerdem muß im allgemeinen die Länge des Pendels eingestellt werden. Um z. B. die Pendeluhr auf eine Minute pro Woche zu regulieren, muß ein Pendel von 305 mm Länge mit Bezug auf diese Länge um O,O8 mm verändert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Pendeluhr der ein gangs genannten Art derart auszubilden, daß das Pendel durch die Arbeitslage der Uhr weniger beeinflußbar ist, keine Längeneinstellung erfordert und unabhängig von dem Zeithaltewerk durch ei kleine Batterie betrieben werden kann. Darüber hinaus gehört es auch noch zur Aufgabe der Erfindung, daß bei ein und derselben Pendeluhr der eingangs genannten Art Pendel verschiedener Länge und Gestalt verwendet werden können, ohne daß das zeithaltende Werk oder das Pendelantriebswerk verändert werden müßten.

Gemäß der Erfindung ist getrennt von dem zeithaltenden Werk ein besonderes elektromagnetisches Pendelantriebswerk vorgesehen und besteht das Pendel aus einem in der Nähe des Pendelantriebswerkes angeordneten, oberen Antriebsarm und einem mit diesem lös bar verbundenen unteren Pendelarm.

Zweckmäßig ist an dem oberen Antriebsarm des Pendels eine die Einwirkung der Schwerkraft ermöglichende Punktauflage für den unteren Pendelarm ausgebildet und weist der Antriebsarm außerdem ein Kupplungsglied auf, über das er seine Bewegung dem unte ren Pendelarm und dem Pendelgewicht mitteilt. Vorteilhaft besitzt der untere Pendelarm an seinem oberen Ende einen abgebogen Lappen, der mit seiner Abbiegung auf der punktförmigen Auflage des oberen Antriebsarms aufliegt.

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Die Anordnung gemäß der Erfindung erlaubt es, das zeithaltende Werk, das die Uhrzeiger antreibt, das Pendelantriebswerk und den oberen Pendelarm insgesamt hinter dem Uhrengehäuse anzuordnen, selbst wenn es sich, wie üblich, um ein Uhrengehäuse handelt, das nur wenig, über das Zifferblatt hinausragt. Die vorgenannten Teile der Pendeluhr bleiben daher unsichtbar, während nur der untere Pendelarm und das Pendelgewicht für den Betrachter sichtbar sind. Mit dieser Anordnung sind auch beliebig viele untere Pendelarme von verschiedener Länge und Gestalt und dazugehörige verschiedene Pendelgewichte verwendbar, die von dem besonderen und getrennten Pendelantriebswerk angetrieben werden.

Da das Pendelantriebswerk zwar von dem zeithaltenden Werk getrennt angeordnet ist, jedoch im allgemeinen unmittelbar unterhalb des zeithaltenden Werkes angebracht sein wird, kann zum Antrieb der beiden Werke dieselbe Batterie verwendet werden.

Bei der Pendeluhr gemäß der Erfindung ist das PendelaiTtriebswerk weiterhin nicht durch die jeweilige Arbeitslage der Uhr beeinflußbar. Da das Pendel außerdem keinerlei Einfluß auf die zeithaltende Funktion der Uhr hat, ist es nicht erforderlich, eine einstellbare Längenveränderung des Pendels vorzusehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Pendaluhr gemäß der Erfindung in einer Vorderansicht, bei der Teile der Uhr weggebrochen sind, um Einzelheiten der Konstruktion zu veranschaulichen,

Fig. 2 das batteriebetriebene Pendelantriebswerk und das Pendel der Uhr gemäß Fig. 1 in einer Vorderansicht,

Fig. 3 einen Teil des Pendels und des elektromagnetischen Pendelantriebswerkes der Uhr gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung/

Fig. 4 einen elektrischen Stromkreis zur Erzeugung der Antriebs· impulse für das Pendel/

Fig. 5 den oberen und unteren Arm des Pendels in einer vergrößerten Teildarstellung in einer Vorderansicht und

Fig. 6 den oberen und unteren Arm des Pendels gemäß Fig. 5 in einer Seitenansicht.

In Fig. 1 enthält die Pendeluhr ein an der Wand aufzuhängendes Ziergehäuse 10. Ein Stundenzeiger 12, ein Minutenzeiger 14 und römische Ziffern dienen üblicherweise zur Anzeige der Stunden und Minuten. _{ \

Die Zager der Uhr werden von einer zeithaltenden Vorrichtung \% angetrieben. Wie aus Fig. 2 erkenntlich ist, dient zu diesem ^; Zweck ein von einer elektrischen Batterie betriebenes Werk. Dieses besitzt ©in Gehäuse 18, das in üblicher Weise aus stoff oder einem anderen geeigneten Material besteht. |n

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den Oszillatorstromkreis zusammen mit dem Getriebe 28 für die
Uhrzeiger untergebracht sind. Das mit dem Motor 22 verbundene
Getriebe ist mit konzentrisch und ineinander angeordneten Wellen 30 und 32 gekuppelt , die durch eine Vorderwand des Gehäuses der zeithaltehden Vorrichtung und durch das Ziergehäuse 10 der Uhr
hindurchgehen und den Stundenzeiger 12 bzw. den Minutenzeiger 14 antreiben.

Das dargestellte batteriebetriebene Uhrwerk stellt keinen Teil
der Erfindung dar. Es ist im einzelnen in der US-Patentschrift
3 454 856 beschrieben und dargestellt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung, kann ein Pendel und ein Antriebswerk für das Pendi in einfacher Weise mit einem derartigen Uhrwerk oder irgendeinem anderen Uhrwerk zusammengefügt werden, das eine Gleichstromquell· niedriger Spannung enthält*

Wie auch aus Fig.. 1 zu erkennen ist, ist das übliche batteriebetriebene zeithaltende Werk. 16 zum Antrieb der Zeiger einer Uhr nicht übermäßig groß. Jedoch nimmt es immerhin hinter der Vorderfläche der Uhr einen beträchtlichen Raum ein, wie dies durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Wie gezeigt, erstreckt es sich etwa vom unteren Teil der römischen Ziffer I bis zu dem oberen
Teil der Ziffer VII. Dagegen ist das elektrische Pendelantriebswerk 34 in einem Gehäuse 36 untergebracht, das so klein ist,, daß es sich nicht über den äußeren Umfang des Uhrengehäuses 10 hinaus erstreckt. Auf diese Weise sind alle Antriebsmittel für das Pendc 38 derart angeordnet, daß sie nicht sichtbar sind Wenn daher jemand die Pendeluhr betrachtet, bemerkt er in erster Linie die
Zeiger der Uhr, die im übrigen das Aussehen der altgewohnten Pendeluhr hat und einen verhältnismäßig langen Pendelarm 40 und ein großes dekoratives Pendelgewicht 42 besitzt.

Da das batteriebetriebene Pendelantriebswerk 34 selbständig und getrennt von der zeithaltenden Vorrichtung 22, 24 und 26 zum Antrieb der Uhrzeiger ist, kann es ohne weiteres in.einem getrennten Kunststoffgehäuse 36 untergebracht werden. Die elektrische

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Verbindung von der Batterie 20 zu dem getrennten Pendelantriebswerk 34 ist über zwei Leitungen 48 und 50 hergestellt, die durch eine öffnung 82 in der oberen Wand des Gehäuses 36 hindurchgehen.

Das Gehäuse 36 des Pendelantriebswerkes kann auf einfache Weise mit dem üblichen batteriebetriebenen Zeithaltewerk verbunden werden, indem eine Blechplatte 50 mit dem Gehäuse des Zeithaltewerks mit Hilfe eines mit Gewinde versehenen Ringes 53 und einer Mutter 52 an dem Gehäuse der Zeithaltevorrichtung befestigt ist, wodurch gleichzeitig auch das Gehäuse 16 der Zeithaltevorrichtung mit dem Uhrgehäuse 10 verbunden ist. Wie dargestellt,, erstreckt sich die Blechplatte 50 von dem gewindetragenden Ring 53 nach unten, und das Gehäuse 36 des Pendelantriebswerkes kann auf beliebige Weise mit der Platte 50 verbunden werden.

Das Pendel 40 ist in besonderer Weise derart aufgebaut, daß eine Mehrzahl von verschiedenen Zierpendeln von einem einzigen massenweise hergestellten Pendelantriebswerk 34 nach Wahl angetrieben und betätigt werden kann. Ebenso ist der sichtbare Pendelarm in besonderer Weise beschaffen, derart, daß er immer in einer mehr oder weniger senkrechten Lage hängt, unabhängig davon, ob beim Aufhängen des Uhrengehäuses 10 an einer Wand kleine Ungenauigkeiten auftreten, wie auch solche kleinen Ungenauigkeiten keine Rolle spielen, wenn es sich um eine Tischuhr handelt. Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, besteht das Pendel 40 aus zwei Teilen, einem unteren Teil mit einem verhältnismäßig langen Zierarm 56, an dem ein dekoratives Pendelgewicht 42 angebracht werden kann, und einem sehr kurzen oberen Teil mit einer biegsamen Aufhängung 60 und einem Antriebsarm 58, der von dem Pendelantriebswerk 34 angetrieben wird.

Die biegsame Aufhängung enthält ein flexibles Federblatt 6O, dessen oberes Ende zwischen zwei L-förmigen Trägern 62 und 63 eingeklemmt ist, die an der Blechplatte 50 angenietet oder auf andere Weise befestigt sind.

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Um eine Antriebsvorrichtung verhältnismäßig kleiner Leistung verwenden zu können, ist das Federblatt 60 des Pendeis möglichst dünn. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 besteht es aus einem Stück gehärteten Stahl von einer Dicke von etwa 0,38 mm und einer wirksamen Länge von etwa 6,35 mm. Das Federblatt 60 biegt sich durch, wie das Pendel mit seiner charakteristischen sich ändernden Winkelbeschleunigung schwingt. Diese sich ändernde Winkelbeschleunigung kann eine unregelmäßig aussehende Pendelbewegung zur Folge haben, weil der lose aufgehängte leichte Pendelarm 40 gegenüber dem Aufhängeglied 74 Eigenbewegungen ausführt und sodann mit dem Antriebsarm 58 nicht ausgerichtet ist. Um dem abzuhelfen, ist das Aufhängeglied 74, an dem der untere Pendelarm 40 hängt, in besonderer Weise ausgebildet.

Wie Fig. 3 zeigt, besitzt der obere Antriebsarm 58 einen Ansatz 66, der zur Aufhängung des unteren Pendelarms 56 und zur Befestigung eines Permanentmagneten64 dient, durch den das Pendel angetrieben wird. Der Ansatz 66 liegt in der gleichen Ebene wie das Federblatt 60, da das obere Ende des Antriebsarms 58 mit dem Federblatt 60 mit Hilfe einer Platte 68 und von Nieten 70 und 72 verbunden ist. Das Aufhängeglied 74 des Antriebsarms 58 ist gegenüber dem Ansatz 66 rechtwinklig angeordnet und ist in besonderer Weise ausgebildet, um den unteren Zierarm 56 des Pendels in einer senkrechten Lage zu halten.

Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, besitzt das Aufhängeglied 74 einen Schlitz 76 mit einer^nach oben gerichteten Iöse77 zurftafrahme eines Lappens 78 des unteren Pendelarms 56, wodurch eine die Einwirkung der.Scliflferkraft;'ermöglichende Punktauflage für das Pendel 40 zustande kommt. Wie insbesondere die Fig. 6, 5 und 3 zeigen, besitzt der umgebogene Lappen 78 des un- ' teren. Pendelarms 56 eine ebene Fläche« die auf der die Punktauflage bildenden Nase 77 des Antriebsarmes 58 aufliegt, ßurek diese Anordnung und Gestaltung hängen das Pendel^wiciite 4?: undt das Pendel 4® g^entjber der Punk^tauf lage 77 imme* in einer senfe?

rechten Lage, ohne durch kleine Ungenauigkeiten beim Aufhängen oder Aufstellen des Uhrengehäuses 10 beeinflußt zu werden. Wenn das Uhrengehäuse 10 in eine Lage gerät, in der sein oberer Teil sich gegenüber der richtigen senkrechten Lage zu weit vorn und sein unterer Teil sich gegenüber der richtigen senkrechten Lage zu weit hinten befindet, so kommen das Pendel 40 und das Pendelgewicht 42 in eine Lage, in der sie sich weiter vorn vor dem unteren Teil 86 des Antriebsarmes 58 befinden.

Das Pendelantriebswerk 34 ist mit dem Pendelmagneten 64 induktiv gekoppelt und erzeugt eine hin und her gehende Bewegung des Antriebsarmes 58 des Pendels nach rechts und links um das Federblatt 60 (Fig. 3).

Die Einzelheiten mit Bezug auf das Pendelantriebswerk bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sind in einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit dem gleichen Titel ausführlich beschrieben und dargestellt.

Da das Pendelantriebswerk 34 im wesentlichen nur ein Anhängsel des batteriebetriebenen Zeithaltewerkes 16 ist, ist der zwischen dem Federblatt 60 und dem Punkt, an welchem das Pendel seinen Antrieb erhält, zustandekommende Zwischenraum sehr beschränkt. Er kann kleiner als 25 mm sein. In diesem Abstand von dem Federblatt 60 beträgt der Weg des Magneten 64 nur 2,5 bis 5 mm. Der an dieser Stelle an dem Antriebsarm 58 befestigte Magnet 64 kann sich darüber hinaus mit einer Schwingungszahl bewegen, die nur eine Schwingung pro Sekunde beträgt. Der Magnet ist demgemäß derart ausgelegt, daß er eine sehr große Flußdichte besitzt, und ist mit einer großen Spule mit vielen Windungen gekoppelt. Der Magnetkern des Motorstators und die Erregerspule zur Erzeugung eines gleichbleibenden Kraftlinienflusses zur Bewegung des Permanentmagneten 64 sind in Fig. 3 bei 101 bzw. 102 dargestellt. Die Erregerspule 102 ist auch in dem in Fig. 4 wiedergegebenen elektrischen Stromkreis enthalten.

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Der in Fig. 4 dargestellte Stromkreis ist im wesentlichen ein im Gegentakt arbeitender Oszillatorstromkreis, der durch Signale umgesteuert wird, die durch den schwingenden Magneten 64 auf dem Antriebsarm 58 erzeugt werden. Um dies zu erreichen, besitzen die Spulen 102 und 104 gleichartige Wicklungen, so daß sie den Magneten 64 und das Pendel wechselweise gleichartig antreiben.

Wie insbesondere aus den Fig. 3, 6 und 7 hervorgeht, ist an dem Aufhängeglied 74 ein nach außen ragender Stift 88 befestigt, der mit einem Längsschlitz 90 zusammenwirkt, der an dem unteren Pendelarm 56 ausgebildet ist. Infolge dieser Anordnung übt der Stift 88 auf den unteren Pendelarm 56 und das Pendelgewicht 42 eine ausrichtende Wirkung aus und ermöglicht es, daß das Pendel 40 und das Pendelgewicht 42 in einer mehr oder weniger richtigen senkrechten Lage hängen, unabhängig von der Lage des Uhrengehäuses Die Stift-Schlitz-Verbindung 88-90 ermöglicht es, daß der untere Pendelarm 56 und das Pendelgewicht 42 von der Punktauflage 77 ab nach vorn weghängen. Wie insbesondere die Fig. 6 und 3 erkennen lassen, ist der Lappen 78 des unteren Pendelarms 56 unter einem Winkel von dem Hauptteil des unteren Pendelarms 56 abgebogen, damit der untere Pendelarm 56 das Bestreben hat, sich gegen das Aufhängeglied 74 anzulegen-.

Dadurch, daß der Stift 88 des Aufhängegliedes 74 in den Schlitz 90 des unteren Pendelarms 56 hineinragt, ist der Pendelarm 56 gegenüber dem Aufhängeglied 74 ausgerichtet, so daß der Antriebsarm 58 und der Pendelarm 56 zwangsläufig gemeinsam mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit schwingen und keine Eigenbewegungen auftreten können. Im übrigen greift der Stift 88 in den Schlitz 90 des unteren Pendelarms mit einer Toleranz von 0,025 bis 0,05 mm ein, so daß das Pendel frei in seiner von der Schwerkraft bestimmten senkrechten Lage hängen kann, unabhängig davon, in welcher Lage zur Senkrechten sich die Uhr selbst befindet.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Pendeluhr gemäß der Erfindung wie eine echte Pendeluhr arbeitet und auch ein übliches Pendel mit seiner gefälligen Bewegung aufweist.

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Die neue Pendelvorrichtung ist durch die Art des Arbeitsplatzes der Uhr nicht beeinflußbar. Sie bedarf keiner Längeneinstellung/ und sie kann in Verbindung mit einer beliebigen Zahl verschiedene^ zeithaltender Werke verwendet werden, wie auch viele verschiedene Pendel, die auf eine Anzahl verschiedener Pendelarmlängen einstellbar sind, benutzt werden können, ohne daß das Zeithaltewerk oder das Pendelantriebswerk geändert werden müssen. Darüberhinaus ist der elektromagnetische Antrieb für den oberen Pendelarm so nahe bei der biegsamen Aufhängung des Pendels angeordnet, daß der untere Pendelarm und das Pendelgewicht vollständig sichtbar sind. Sie können auch eine ausreichende Länge besitzen, während das verhältnismäßig kleine Pendelantriebswerk 34 vor dem Betrachter durch das Uhrengehäuse abgedeckt werden kann.

Die Erfindung ist insbesondere für verhältnismäßig große Zieruhren von geringerem Gewicht anwendbar, weil der verhältnismäßig kleine Bereich der anzuwendenden Antriebskraft es erforderlich macht, das Gewicht des Pendels und des Pendelgewichtes so klein wie möglich zu wählen. Normale Pendeluhren haben ein verhältnismäßig schweres Pendelgewicht, das es gestattet, das Pendel mit Hilfe einer einfachen Ilakenanordnung aufzuhängen. Es besteht demgemäß ein wesentlicher Unterschied zwischen den bekannten Pendeluhren mit ihren schweren Pendelgewichten, ihrer Beeinflußbarkeit durch die Arbeitslage der Uhr sowie dem Erfordernis einer sehr genauen Längeneinstellung des Pendels einerseits und der Pendeluhr gemäß der Erfindung andererseits.

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Claims

- 11 Patentansprüche . 2200913

Iy Mit niedergespanntem Gleichstrom betriebene Pendeluhr, deren zeithaltendes Werk mit der Zeitanzeigeeinrichtung gekuppelt ist und deren einen längeren Arm aufweisendes Pendel mit dem Pendelgewicht unterhalb des zeithaltenden Werkes angeordnet ist , dadurch gekennzeichnet, daß getrennt von dem zeithaltenden Werk (16) ein besonderes elektromagnetisches Pendelantriebswerk (34) vorgesehen ist und das Pendel (40) aus einem in der Nähe des elektromagnetischen Pendelantriebswerkes (34) angeordneten oberen Äntriebsarm (58) und einem mit diesem lösbar verbundenen unteren Pendelarm (56) besteht.
2. Pendeluhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Antriebsarm (58) des Pendels (40) eine die Einwirkung der Schwerkraft ermöglichende Punktauflage (77) für den unteren Pendelarm (56) ausgebildet ist und der Äntriebsarm (58) außerdem ein Kuppiungsglied (88) aufweist, über das er'seine Bewegung dem unteren Pendelarm (56) und dem Pendelgewicht (42) mitteilt.
3. Pendeluhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Pendelarm (56) an seinem oberen Ende einen abgebogenen Lappen (78) aufweist, der mit seiner Abbiegung auf der punktförmigen Auflage (77) des oberen Antriebsarmes (58) aufliegt.
4. Pendeluhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Pendelarm (56) einen senkrechten Schlitz (90) aufweist, in den ein an dem oberen Antriebsarm (58) befestigter, rechtwinklig von diesem abgehender Stift (88) eingreift.
5. Pendeluhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Zeithaltewerk (16) enthaltendes Kunststoffgehäuse (18) mit einem das Pendelantriebswerk (34) enthaltenden Kunststoffgehäuse (36) durch eine Blechplatte (50) verbunden ist, welche die Gehäuse (18, 36) auch mit dem Uhrengehäuse (10) verbindet.

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6. Pendeluhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (40) an einem biegsamen Federblatt (60) aufgehängt ist,
an dem der Antriebsarm (58) unlösbar befestigt ist.
7. Pendeluhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblatt 160) in einer Ebene angeordnet ist, die rechtwinklig zu der Ebene des unteren Pendelarms (56) verläuft.

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