DE2608502A1

DE2608502A1 - Vorrichtung zum unterbrechen und automatischen rueckfuehren der betriebsfunktion einer federbelasteten bremsbetaetigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2608502A1
Application number: DE19762608502
Authority: DE
Inventors: Jo Ivar Jonny Brundin; Nils Boerje Lennart Sander
Original assignee: Bromsregulator Svenska AB
Current assignee: Haldex AB
Priority date: 1975-03-03
Filing date: 1976-03-02
Publication date: 1976-09-16
Also published as: JPS51111576A; AU501492B2; DD124063A1; FR2302895A2; ES445700A1; US4063491A; AU1163576A; SE7502325L; CH605220A5; IT1062879B; FR2302895B2; CA1052299A; BE838929A; YU52076A; RO69426A; SE392436B; GB1487709A; PL106047B1; ZA761241B; BR7601254A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

PA Dr. Zumstein et al, 8 München 2, BrauhausstraBe 4

8 MÜNCHEN 2, ' BRAUHAUSSTRASSE 4

TELEFON: SAMMEL-NR 225341 TELEGFiAMME: ZUMPAT TELEX 529979

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Non 314

Svenska Aktiebolaget Bromsregulator, Malmö/Schweden

Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen der Betriebsfunktion einer federbelasteten

Bremsbetätigungseinrichtung

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen der Betriebsfunktion einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Feder, die den Kolben in Bremsanzugsrichtung bei fallendem Fluiddruck an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens beaufschlagt, einer drehfesten Kolbenstange und mit zwei koaxial zu der Kolbenstange und in nicht selbsthemmendem Gewindeeingriff miteinander stehende Einrichtungen, die im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kolben und der Kolbenstange angeordnet sind, wobei eine der Einrichtungen drehbar gelagert und die andere wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft drehfest ist.

Eine Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen

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der Betriebsfunktion einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung ist für den Fall erforderlich, daß kein Fluiddruck zum Zusammendrücken der Feder und folglich zum Lösen der Bremsen verfügbar ist, und daß das Fahrzeug, an dem die Bremsbetätigungseinrichtung angebracht ist,, bewegt werden muß. Demzufolge muß der Kraftübertragungsweg in der Betätigungseinrichtung von der Feder zum Kolben von außen unterbrechbar sein, jedoch muß die ursprüngliche Betriebsfunktion automatisch beim Wiederaufbau eines Fluiddrucks zum Zusammenpressen der Feder eingenommen werden.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der Schwedischen Patentschrift Nr. 73 14472-7 (deutsche Patentanmeldung P 24 50 652.3) beschrieben. Diese Vorrichtung enthält eine"drehfeste Mutter, die in nicht-selbsthemmendem Eingriff mit einer mit Gewinde versehenen Spindel oder einer mit Gewinde versehenen Kolbenstange steht. Zwischen dem Kolben und der Mutter ist eine ausrückbare Einwegkupplung angeordnet. Die beiden, in dieser Patentschrift gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen weisen gewisse Nachteile auf. Bei der ersten, bevorzugten Ausführungsform ist ein Stellglied für die Kupplung vorgesehen, das den Kolbenbewegungen nachläuft und sich von der Betätigungseinrichtung aus erstreckt. Bei dieser Ausführungsform treten Dichtungsprobleme auf, und in einigen Fällen arbeitet diese Vorrichtung unzuverlässig. Bei der zweiten,bevorzugten Ausführungsform wird die gesamte Federkraft über die Kupplung übertragen, was zur Folge hat, daß zum Ausrücken der Kupplung große Kräfte von Hand aufgebracht werden müssen.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Nachteile bei den zuvor beschriebenen und vorgeschlagenen Vorrichtungen "beseitigt sind, so daß eine zuverlässige, jedoch billige, einfach aufgebaute und platzsparende Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung steht.

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2 G ί 3 β Β G 2 - 3 -

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch aus, daß die drehbare Einrichtung lösbar mit dem Zylinder in Drehrichtung zur Kraftübertragung sperrbar ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Hierbei sind zwei etwas unterschiedliche Ausbildungsformen vorgesehen. Im ersten Fall steht eine drehbare Mutter in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff mit einer drehfesten Spindel, die mit der lösbaren Sperre verbunden ist. Bei der zweiten Ausbildungsform ist eine drehbare Spindel, die in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff mit einer drehfesten Mutter steht, wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft mit der lösbaren Sperre verbunden. Die erforderliche Einwegkupplung kann in der Sperre selbst oder in einer anderen Einrichtung untergebracht sein.

Fig. 1 bis 5 sind Seitenansichten in teilweise geschnittener Darstellung von fünf verschiedenen Ausführungsformen einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung gemäß der Erfindung.

Da die verschiedenen Ausführungsformen einander ähnlich sind, sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein federbelasteter Bremszylinder 1 einteilig mit einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung ausgelegt, die an einer entsprechend geeigneten Stelle am Fahrzeugunterbau angebracht ist, deren Kolben mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet ist. Der Zylinder 1 kann ebenfalls vollständig an der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung angebracht sein. Ein Zylinderdeckel 3 ist am Zylinder 1 vorgesehen. Ein Kolben mit einer an sich bekannten Dichtung ist axial bewegbar im Zylinder 1 angeordnet, wobei dieser von der einen Seite durch den Fluiddruck, der über einen Fluiddruckeinlaß 5 eingeleitet wird, und auf der anderen Seite durch eine Druckfeder 6 beaufschlagt ist,

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die gegen den Zylinderdeckel 3 anliegt. Eine Kolbenhülse 7 ist am Kolben 4 befestigt und axial durch eine zylindrische Hülse 1' und ein Zylinderdeckelrohr 3¹ geführt. In der dargestellten Stellung reicht der Fluiddruck aus, um der Kraft der Feder 6 entgegenzuwirken, die somit in zusammengedrücktem Zustand gehalten und inaktiv ist. Wenn sich die Feder beim Sinken des Fluiddrucks ausdehnt, bewegt sich der Kolben 4 nach links in der Zeichnung.

Eine Kolbenstange 8 ist bei den Axialbewegungen durch die Zylinderhülse 1· geführt und wirkt mit dem Betriebsbremskolben 2 zusammen. Die Kolbenstange 8 ist an der Drehung dadurch gehindert, daß eine Eingriffsstellung von einem Vorsprung 8¹ an der Kolbenstange und einer axial verlaufenden Ausnehmung in der Zylinderhülse 1' eingenommen wird. Eine mit Gewinde versehene Spindel 9A ist fest mit der Kolbenstange 8 verbunden oder kann auch einteilig mit dieser ausgebildet sein. Eine Mutter 1OA steht in nicht-selbshemmendem Gewindeeingriff mit der Spindel 9A. Wie gezeigt, ist die Mutter 1OA drehbar bezüglich der Kolbenhülse mit Hilfe von Drucklagern bzw. Längslagern 11 gelagert, die zwischen einer Seite der Mutter 1OA und an der anderen Seite eines Flansches 7¹ an der Kolbenhülse J und einem Seegerring angeordnet sind.

Ein kreisförmiges Stellglied 13, das teilweise die Mutter 1OA umgibt, ist damit mit Hilfe von ein oder mehreren Stiften 14 verbunden, die in axial verlaufenden Ausnehmungen in dem Ring 13 und der Mutter 10A angeordnet sind, so daß nur eine relative axiale Verschiebung zwischen diesen beiden Teilen möglich ist. Das Stellglied 13 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, in dem Zylinderdeckel 3 axial und bewegbar angeordnet. Es ist mit Sperrklinkenzähnen am Außenumfang versehen, die mit einer entsprechenden Verzahnung an einem Tauchkolben 15 zusammenwirken, der im Zylinderdeckel 3 angeordnet ist und der in der Eingriffsstellung mit den Sperrklinkenzähnen am Stellglied mit Hilfe

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einer Feder 16 vorgespannt ist. Ein Zugring 17 ist am Ende des Tauchkolbens 15 angeordnet, der über den Zylinderdeckel 3 übersteht.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Wenn sich die Feder 6 infolge des abfallenden Fluiddrucks zu dehnen beginnt, bewegt sich der Kolben 4 mit der Kolbenhülse 7 in der Zeichnung nach links. Die Kraft von der Feder 6 wird von der Kolbenhülse 7 über den Flansch 7', das rechts liegende Lager 11, die Mutter 1OA, die Spindel 9A und die Kolbenstange 8 zum Betriebsbremskolben 2 und weiter zu einem Bremsgestänge, das nicht gezeigt ist, übertragen, wobei die Mutter 1OA an der Drehbewegung bei der Kraftübertragung gehindert ist. Durch entsprechende Abstimmung der Gewindeverlaufrichtung von Spindel 9A und Mutter 1OA und der Sperrichtung der Sperrkupplung mit den Sperrklinkenzähnen des Stellgliedes und dem Tauchkolben 15 kann diese Stellung und Funktion beibehalten werden, solange der Tauchkolben 15 mit dem Stellglied 13 durch die Feder 16 in Eingriff gehalten ist. Wenn Fluiddruck wiederum aufgebaut wird, wodurch die Feder 6 zusammengedrückt wird, kehren die einzelnen Bauteile in die gezeigten Stellungen zurück, und in diesem Fall wird die Kraft von der Kolbenhülse 7 zu der Anordnung mit der Mutter 14A, der Spindel 9A und der Kolbenstange 8 über den Seegerring und das links liegende Lager 11 übertragen.

Wenn der Betriebsbremskolben 2 von der Federkraft freikommen soll, und kein Fluiddruck für die normale Rückkehrbewegung verfügbar ist, reicht es aus, wenn der Zugring 17 gezogen wird, Nunmehr können sich das Stellglied 13 und die Mutter 1OA frei relativ zur Spindel 9A drehen, so daß sich der Kolben 4 in Richtung der am weitesten links liegenden Lage unter der Wirkung der Feder 6 bewegen kann, und die Spindel 9A mit der Kolbenstange 8 kann sich, wie gezeigt, in ihre äußerste rechte Lage unter der Wirkung einer Rückholfeder (nicht gezeigt) in dem Bremsgestänge bewegen, wodurch die Bremsen gelöst werden, und das Fahrzeug, an

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dem diese Anordnung angebracht ist, kann trotz des Fehlens des Fluiddrucks zum Zusammendrücken der Feder 6 bewegt werden.

Wenn wiederum ein Fluiddruck zum Zusammendrücken der Feder 6 aufgebaut wird, bewegen sieh die verschiedenen Bauteile automatisch in ihre gezeigten Stellungen zurück, und hierbei kann sich das Stellglied (und folglich die Mutter 9A) trotz der Tatsache frei drehen, daß der Tauchkolben 15 in Eingriff mit dem Stellglied 13 durch die Feder 16 steht. Dies ist aufgrund des nicht selbsthemmenden Gewindeeingriffs zwischen diesen beiden Bauteilen in Drehrichtung möglich. Wenn die Bauteile ihre dargestellten Lagen wieder eingenommen haben, kann die federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung auf normale Art und Weise wie oben beschrieben, wiederum betätigt werden.

Die in Fig. 2 gezeigte, bevorzugte Weiterbildung weicht nur geringfügig von der zuvor beschriebenen ab. Der Hauptunterschied liegt darin, daß bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform eine federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung nicht mit einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung verbunden ist, sondern eine Zugkolbenstange 8 aufweist, die an der Hülse 3" des Zylinderdeckels geführt und auf nicht gezeigte Art und Weise drehfest ist. Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich ein Seegerring 18 auf der Kolbenstange 8 an der Hülse 3" des Zylinderdeckels in der gezeigten Lage angeordnet.Der Seegerring18 wirkt als Anschlag für die Kolbenstange 8, wenn wiederum Fluiddruck nach dem manuellen Lösen mit Hilfe des Zugrings 17 aufgebaut wird.

Die Betriebsweise der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Weiterbildung ist entsprechend der zuvor beschriebenen. Der hauptsächliche Unterschied liegt hierbei darin, daß als Arbeitskraft eine Zugkraft aufgebracht werden muß. ·

Diese Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise als eine Fest-

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stellbremsbetätigungsvorrichtung in Verbindung mit einer getrennten Betriebsbremsbetätigungseinrichtung bei sehr begrenzten Platzverhältnissen angeordnet werden, bei denen die zuvor beschriebene Anordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist, unmöglich unterzubringen ist.

Bei beiden, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist die Spindel drehfest gehalten, wohingegen die Mutter, die mit dieser in Gewindeeingriff steht, drehbar gelagert ist. Jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, und drei bevorzugte Ausführungsbeispiele sind anhand der Fig. 3 bis 5 erörtert. Hierbei ist die Spindel drehbar gelagert, und eine Mutter ist drehfest, wenigstens bei der Kraftübertragung, angeordnet.

Ein Zylinder 1 mit einem Fluiddruckeinlaß 5 weist einen Zylinderdeckel 3 und einen Kolben 4 auf, und eine Feder 6 ist zwischen dem Zylinderdeckel 3 und dem Kolben 4 angeordnet. Ein Kolbenstange 8 ist axial in einer Zylinderhülse 1' geführt, die mit einem Betriebsbremskolben 2 zusammenwirkt. Eine Kolbenhülse 7» die durch ein Rohr 3' am Zylinderdeckel geführt ist, ist mit einem Flansch 7¹ und einem Seegerring12 versehen. Ein Stellglied 13» das in dem Zylinderdeckel 3 drehbar angeordnet ist, wirkt mit einem Tauchkolben 15 zusammen, der mit einem Zugring 17 versehen ist und der entgegen der am Umfang des Stellglieds 13 angeordneten Sperrklinkenzähnen mit Hilfe einer Feder 16 vorgespannt ist.

Zum Unterschied wirkt bei dieser Ausführungsform eine Spindel 9B mit der Kolbenstange 8 zusammen, die jedoch relativ zur Kolbenstange drehbar mit Hilfe eines Lagers 19 gelagert ist, und eine Mutter 1OB, die in nicht-selbsthemmendem Gewindeeingriff mit der Spindel steht, ist drehfest zwischen dem Flansch 7¹ der Kolbenhülse und dem Seegerring12 eingespannt. Ein oder mehrere Stifte 14 sind zwischen der Spindel 9B und dem Stellglied 13 angeordnet, so daß eine relative Drehbewegung zwischen diesen beiden Bauteilen unterbunden ist.

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2 b U 8 5 O 2

Die Betriebsweise dieser anhand der Fig. 3 erörterten, bevorzugten Ausbildungsform ist der in Fig. 1 dargestellten ähnlich. In Grundbetriebsstellung ist die Spindel 9B an der Drehung durch das Stellglied 13 gehindert, und es ergibt sich folgender Kraftübertragungsweg: Feder 6, Kolben 4, Kolbenhülse 7, Flansch 7', Mutter 1OB, Spindel 9B, Lager 19 i Kolbenstange 8 und Betriebsbremskolben 2 oder umgekehrt bei der Rückkehrbewegung. Durch ein Lösen mit Hilfe des Zugrings 17 kommt die Mutter 1OB frei und kann sich in Bremsanzugsrichtung unter der Einwirkung der Feder 6 infolge der Drehung der Spindel 9B bewegen. Wenn Fluiddruck wiederum aufgebaut wird, nehmen die einzelnen Bauteile ihre dargestellten Lagen wiederum automatisch ein, so daß eine weitere Betätigung möglich ist.

Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen liegt in dem Zusammenwirken von drehbar gelagerter Spindel 9B und dem Stellglied 13. Die drehbar gelagerte Spindel 9B weist eine axial verlaufende Ausnehmung auf, und ein Bolzen bzw. Stift 20, der in dieser Ausnehmung verläuft, ist an dem Stellglied 13 angebracht. Die Stifte 14 sind in der Aussparung zwischen der Spindel 9B und dem Bolzen 20 angeordnet. Ein Kugellager 21 bildet ein Lager für den Bolzen 20 und das Stellglied 13.

Wie beim Vergleichen der Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, bestehen zwei Hauptunterschiede: einerseits das Zusammenwirken von Mutter 1OB und Kolbenhülse 7 und von Stellglied 13 und Tauchkolben 15. Hier-bei liegt die Mutter 1OB gegen den Flansch 7' der Kolbenhülse durch die Wirkung einer Feder 22 zwischen der Mutter 1OB und einem Lager 23 an, das durch den Seegerring 12 gehalten ist. Die aneinanderliegenden Flächen von der Mutter und dem Flansch sind vorzugsweise mit einer Verzahnung versehen, so daß sich eine Klauenkupplung bildet.

Weiterhin ist der Tauchkolben 15 in Axialrichtung der Betätigungseinrichtung angeordnet und wirkt mit in geringem Abstand

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dazu angeordneten Ausnehmungen am Umfang des Stellglieds 13 zusammen.

Bei den zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen ist eine Einwegkupplung zwischen den Sperrklinkenzähnen des Stellgliedes 13 und dem Tauchkolben 15 vorgesehen. In dem vorliegenden Fall jedoch ist keine solche Einwegkupplung vorgesehen. Aus diesem Grunde muß eine Relativbewegung zwischen der Kolbenhülse 7 und der Spindel 9B auf andere Art und Weise beim Rückführen des Fluiddrucks nach einem manuellen Lösen ermöglicht werden. In der Grundstellung liegt die Mutter 1OB gegen den Flansch 7¹ der Kolbenhülse an und kann somit als ein festes Bauteil bezeichnet werden. Nur wenn wiederum Fluiddruck nach einem manuellen Lösen der Klauenkupplung,die zwischen der Mutter 10B und dem Flansch 7¹ vorgesehen ist, aufgebaut ist, kann diese unter der Einwirkung der Kraft des Fluiddrucks ausgerückt werden, so daß die Mutter 10B sich drehen kann und wiederum die dargestellte Lage einnimmt.

Beispielsweise kann die axial bewegbare Verbindung zwischen dem Stellglied 13 und der drehbaren Einrichtung (die Mutter 10A oder die Spindel 9B) auf andere Art und Weise als mit Stiften 14 ausgelegt sein. Ferner kann auch die lösbare Drehsperre des Stellgliedes 13 mit dem Zylinderdeckel 3 auf andere Art und Weise ausgebildet sein. Eine mechanische Lösebewegung kann auf den Tauchkolben 15 auch auf andere Art und Weise als mit Hilfe eines Zugringes 17, beispielsweise mit Hilfe eines Exzenters oder ähnlichem, übertragen werden. Der Tauchkolben 15 kann ferner durch Fluiddruck gesteuert werden.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Unterbrechen und automatischen Rückführen der Betriebsfunktion einer federbelasteten Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Feder, die den Kolben in Bremsanzugsrichtung bei fallendem Fluiddruck an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens beaufschlagt, einer drehfesten Kolbenstange und mit zwei Einrichtungen im Kraftübertragungsweg zwischen Kolben und Kolbenstange, die koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und miteinander nicht selbsthemmend im Gewindeeingriff sind, wobei eine dieser Einrichtungen drehbar gelagert ist, während die andere wenigstens bei der Kraftübertragung der Federkraft drehfest ist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung (1OA, 9B) lösbar mit dem Zylinder (1,3) in Drehrichtung bei der Kraftübertragung der Feder gesperrt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre ein Stellglied (13), das mit der drehbaren Einrichtung (10A, 9b) derart verbunden ist, daß nur eine relative axiale Bewegung gestattet ist, das jedoch axial unbeweglich in dem Zylinder (1 ,3) angeordnet ist und einen Tauchkolben (15) aufweist, der an dem Zylinder (1,3) angeordnet ist und zum Eingriff mit dem Stellglied (13) durch eine Feder vorgespannt ist.

3.« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied am Umfang mit Sperrklinkenzähnen derart versehen ist, daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Stellglied (13) und dem Tauchkolben (15) in einer Richtung gestattet ist (Fig. 1 bis 4).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied am Umfang mit Ausnehmungen versehen ist, und

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daß eine separate Einwegkupplung (22,23) angeordnet ist (Fig. 5).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Stellglied (13) und der drehbaren Einrichtung (1OA,9B) durch eine Einrichtung mit einem oder mehreren Stiften (14) hergestellt ist, die in axial verlaufenden Ausnehmungen in dem Stellglied und der entsprechenden drehbaren Einrichtung angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung eine Mutter (1OA) ist, die in Gewindeeingriff mit einer Spindel (9A) steht, die an der Kolbenstange (8) angebracht ist (Fig. 1 und 2).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10A) drehbar relativ zu einer Kolbenhülse (7) gelagert ist, die am Kolben (4) angebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung eine Spindel (9B) ist, die drehbar bezüglich der Kolbenstange (8) gelagert und in Gewindeeingriff mit einer Mutter (10B) ist, die wenigstens in Kraftübertragungsrichtung der Federkraft drehfest bezüglich einer Kolbenhülse (7) angeordnet ist, die in dem Kolben (4) angebracht ist (Fig. 3 bis 5).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (10B) entgegen einem Flansch (7¹) der Kolbenhülse mit Hilfe einer Feder (22) vorgespannt ist, die in Gegenrichtung der Kraftübertragungsrichtung durch die,Feder wirkt (Fig. 5).

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