DE3446874A1

DE3446874A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE3446874A1
Application number: DE19843446874
Authority: DE
Inventors: Ramon Edina Minn. Pareja
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Hypro LLC
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-07-11
Also published as: IT8449236A0; IT1178442B; US4498372A; GB2151747A; DE3446874C2; CA1227084A; JPH0318037B2; MX161592A; GB2151747B; GB8428234D0; JPS60135675A

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere eine Förderpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten mit einem gleitenden Kolbenbolzen und im besonderen einem verbesserten Aufbau, um die Anordnung der 5 planparallelon, bezüglich der Purnpenkurbelwelle radial versetzten Zuganker zu vereinfachen, wobei jeder Zuganker einen beweglichen Kolbenbolzen umfaßte

Flüssigkeits-Förderpumpen der bekannten Art arbeiten im 10 allgemeinen im Gegentakt-Betrieb bezogen auf einen Exzenternocken, der auf der Pumpen-Kurbelwelle eingebaut ist =

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Hypobank Rosenheim (BLZ 70020001) Kto.-Nr. 6210182886

Postscheckamt München (BLZ 700100 80) Kto.-Nr. 3272 84-807

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Jeder Exzenter treibt somit den Kolben oder die Membrananordnung einer oder mehrere Zylinder, die radial vom Exzenter aufgebaut sind, in einer Hin- und Herbewegung an. Jede Kolben- oder Membrananordnung umfaßt wiederum einen Zuganker, einen beweglichen Kolbenbolzen, eine Kolbenstange, die in dem Kolbenbolzen einschraubbar ist, und einen Kolbenoder Membrankopf selbst. Ein früheres US-Patent 4 381 179 desselben Anmelders mit dem Titel "Pumpe mit beweglichem Kolbenbolzen" beschreibt den allgemeinen Aufbau der so gestalteten Pumpen und die Arbeitsweise dieser gleitenden Kolbenbolzen,, In dieser US-Patentschrift ist auch die Befestigung mehrerer Zuganker an der Pumpen-Kurbelwelle mittels eines Paares am Kreisumfang angeordneten Sprengringe offenbart. Diese Merkmale sind ferner durch Pumpen vorbekannt, die von Annove Reverebi S„p.A. hergestellt werden _n

Obgleich durch das o. g. Patent eine stark verbesserte und deutlich vereinfachte Anordnung ermöglicht wurde, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Aufbau weiter zu verbessern, um die Anordnung und deren Unterhalt weiter zu verbessern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion der beweglichen Kolbenbolzen und der Zuganker wurden so verändert, daß mehrere Zuganker über ein Paar von Halteringen eingebaut und der Halt der Zuganker durch das Einsetzen und Verankern der Kolbenbolzen an den Zugankern bewerkstelligt wird.

Die Erfindung betrifft also eine verbesserte mehrere Zylinder umfassende Flüssigkeits-Förderpumpe, bei der die Verbes-

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sorurig (iino vorriegolto planparallr:lo Anordnung von mehreren Zugankerung und zugeordneten Kolbenbolzen umfaßt. Abhängig von der Zahl und der Anordnung der Zylinder, die über einen Exzenter einer Pumpenkurbelwelle angetrieben werden, umfaßt jeder Zuganker eine bogenförmige Hauptseitenfläche mit einer geeigneten Bogenlänge, wodurch im Einbau der Exzenter der Kurbelwelle umfaßt wird, mit dem die Hauptseitenfläche zusammenwirkt. Jeder Zuganker umfaßt ferner eine bogenförmige Nut sowohl auf der Front- als auf seiner Rückseite, wobei die Nuten konzentrisch zu der Hauptbogenseitenflache liegen, wobei ein Paar von Halteringen, die in jeder Nut des Zugankers angeordnet sind, die Zuganker da herum in radial versetzter Anordnung halten. Durch das Einsetzen der beweglichen Kolbenbolzen in jeden Zuganker in einer Bohrung mit einer bogenförmigen Nebenseitenfläche, gegenüberliegend zu der Hauptseitenfläche, überlappen teilweise und verschließen radiale Schultern an dem Kolbenbolzen die Halteringe, die in den Nuten angeordnet sind, die wiederum an den Stirnflächen der Zuganker gebildet sind. Hierdurch wird ein integraler und zusammenhängender Aufbau geschaffen.

Jeder Kolbenbolzen weist eine allgemeine zylindrische spulenförmige Form mit einem Paar gegenüberliegender zylindrischer Endabschnitte mit einem größeren Durchmesser als der mittlere Zylinderabschnitt auf. Der mittlere Zylinderabschnitt umfaßt ein Paar Ringnuten benachbart zu den Endabschnitten, die im Eingriff mit den Halteringen stehen. Jeder Kolbenbolzen weist ferner eine flache Seitenfläche mit einer radialen Gewindebohrung zur Befestigung einer zugeordneten Kolbenstange auf.

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Der Aufbau wird dadurch erzielt, daß die Zuganker um die Halteringe kreisförmig angeordnet werden und dann die Halteringe selbst in die Stirnnuten der Zuganker eingesetzt werden. Durch Einsetzen eines jeden Kolbenbolzens in die Nebenbogenbohrung des mit ihm zusammenwirkenden Zugankers, Einpassen der Haitoringe in die Ringnuten des Kolbenbolzens und durch Drehen des Kolbenbolzens wird dieser in dem Zuganker verriegelt und gleichzeitig die Halteringe an den Zuganker versperrt=

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen ο Dabei wird angemerkt, daß abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen auch andere Abwandlungen im Rahmen dieser Erfindung möglich sind. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 : eine erfindungsgemäße Anordnung in auseinandergezogener Darstellung; 20

Figur la und Ib : eine jeweilige Front- und Seitenansicht

des Kolbenbolzens;

Figur Ic und Id : eine jeweilige Front- und Draufsicht auf den Zuganker;

Figur 2 : eine Ansicht des Aufbaues des Kolbenbolzens

relativ zu dem Zuganker;

Figur 3 : eine Kolbenpumpe mit zwei Zylindern mit dem

verbesserten Aufbau bestehend aus Zuganker und Kolben hol κοη;

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Figur 4 : cine erfindungsgemäße Membranpumpe mit drei

Zylindern.

In Figur 1 ist eine Ansicht der Anordnung in auseinandergezogener Darstellung mit dem Zuganker und dem Kolbenbolzen nach der Erfindung gezeigt. Der Aufbau umfaßt im allgemeinen in der Version mit zwei Zylindern ein Paar Zuganker 2, die jeweils ein Paar einer Haupt- und Nebenbogenflache 4 und 6 umfassen, die an gegenüberliegenden Seiten gebildet sind. Der Radius der Hauptfläche 4 ist wenig größer als der Radius eines nicht gezeigten Exzenternockens gebohrt, der auf der Pumpen-Kurbelwelle vorgesehen ist, wohingegen die kleinere Bogenfläche 6 so gebohrt ist, daß sie mehr als 180° begrenzt und umfaßt und dadurch das Einsetzen eines bewegliehen Kolbenbolzens 8 hierin ermöglicht. Die gegenüberliegende Front- und Rückseite des Zugankers 2 umfaßt jeweils ausgebildete Ringnuten 10, die konzentrisch zu der Hauptbogenflache 4 ausgebildet ist. Die Tiefe der Nut 10 entspricht der Dicke von zwei ringförmigen Halte- bzw. Sprengringen 12, wobei nach dem Einsetzen der Ringe 12 in die Ringaufnahmenut 10 die äußere Oberfläche des Sprengringes 12 bündig mit der Front- und Rückseite des Zugankers 2 liegt. Weitere Einzelheiten der Konstruktionen des Zugankers können jedoch aus den Figuren Ic und Ic entnommen werden, in denen eine Front- und eine Querschnittdarstellung die Flächen 4 und 6 und die Nuten 10 noch klarer dargestellt sind. Vor der weiteren Erläuterung des Ausführungsbeispieles, das auf einer Anordnung mit zwei Zylindern gerichtet ist, wird noch angemerkt, daß durch entsprechende Verringerung der Länge des Hauptbogens des Zugankers 2 mehrere Zuganker 2 um den Sprengring 12 herum radial zueinander versetzt eingebaut werden können,,

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Nachfolgend wird nochmals auf Figur 1 Bezug genommen, wonach der bewegliche Kolbenbolzen 8 mit einteiligem spulenförmigem Aufbau hergestellt ist und ein Paar gegenüberliegender äußerer Zylinderflansche oder Abschnitte 14 umfaßt, wodurch ein mittlerer Zylinderbereich 16 mit wenig geringerem Durchmesser begrenzt wird. In den mittleren Zylinderabschnitt 16 benachbart zu jedem der äußeren Endflanschen ist ein Paar Ringnuten 17 mit einer gering größeren Weite als der Dicke der Sprongringe 12 vorgesehen. Obwohl jeder gleitende Kolbenbolzen 8 im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, ist jeweils eine Abflachung 18 an einem Abschnitt an dessem Seitenumfang eingefräst. Ferner ist eine mittig angeordnete Gewindebohrung 20 zur Aufnahme einer Kolbenstange radial hierin eingebohrt. Weitere Einzelheiten des Aufbaues des Kolbenbolzens 8 können jedoch aus der Front- und Seitendarstellung in den Fig. la + Ib entnommen werden.

Um den Kolbenbolzen 8 in die Bohrungen der Nebenseitenfläche 6 einzusetzen, wird der Kolbenbolzen 8 so gedreht, daß der Bereich mit dem geringsten Durchmesser auf die Mündung der Bohrung zu liegt, so wie es in dem linken Abschnitt von Figur 1 gezeigt ist. Hierbei wird ferner auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Kolbenbolzen 8 wird dann in die Bohrung mit der Nebenfläche 6 eingesetzt, bis die Endzylinderabschnitte 14 die äußere Front- und Rückseite des Zugankers 2 überdecken, und dann werden die Sprengringe 12 in die Ringnuten 17 eingesetzt. Der Kolbenbolzen 8 wird dann so gedreht, um die Bohrung 20 für die Kolbenstange parallel zu den flachen Endkanten 22 des Zugankers 2 zu bringen (d.h.

in Ausrichtung der Bezugspfeile). Da die Sprengringe 12 mit der äußeren Fläche des Zugankers 2 bündig abschließen, werden diese durch das Zusammenwirken mit dem überlappenden

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Außenendabschnitt 14 und die Nuten 17 gehalten= Bei diesem Aufbau können mehrere Zuganker 2 und Kolbenbolzen 8 um die Sprengringe 12 eingebaut und fixiert werden. Dieser Aufbau kann dann über die Kurbelwelle mit zugeordneten Exzenternocken aufgestezt werden.

Im weiteren wird Bezug genommen auf Figur 3, in der eine Querschnittsdarstellung durch eine typische Zweizylinderpumpe 30 mit in Reihe liegenden Kolben gezeigt ist, die den vorliegenden verbesserten Aufbau umfaßt. Im besonderen ist die Befestigungsanordnung aus Zuganker und Kolbenbolzen in Bezug auf den Exzenter 32 der Kurbelwelle 34 mit einer oberen Kolbenstange 35 und einem Kolben 36 in ihrem Ansaugtakt und mit einer unteren Kolbenstange 37 und Kolben 38 in ihrem Pumptakt gezeigt. Am oberen Ende der Kolben 36 und 38 sind Kolbendichtungen 40 eingebaut und eine Druckkammer 42 vorgesehen. Zum Öffnen der Druckkammern 42 sind Einweg-Ventile 44 und 46 vorgesehen, die so arbeiten, um das Druckmedium (Flüssigkeit) in die Kammern 42 von einem Einlaßverteiler während der Ansaugphase einzulassen und die Flüssigkeit zu einem Auslaßverteiler während des Pumptaktes auszustoßen ο Pfropfen 39 ermöglichen einen Zugang zu den Ventilen 44 und 66. Zur Figur 3 bleibt ferner anzumerken, daß daraus die Besonderheiten der Schraubverbindung zwischen der Kolbenstange 37 und dem unteren Kolbenbolzen 8 in Querschnittsdarstellung entnehmbar ist.

Während die Pumpe 30 nach Figur 3 eine Zweizylindergegentakt-Pumpenanordnung mit in Reihe geschalteten Kolben zeigt, ist in Figur 4 eine erfindungsgemäße Mehrzylinder-Radialnifirnbranpurnpe 50 gezeigt. Din prinzipiellen Unterschiede zwischen den Pumpen nach Figuren 3 und 4 liegen in der relativen Größe der Zuganker 2.

Da die Hauptbogenfläche 4 des Zugankers 2 nach Figur 4 gekürzt ist, können anstelle von zwei drei Zuganker 2 eingebaut und zusammen durch die Sprengringe 12 versperrt und um den Exzenternocken 33 der Kurbelwelle 35' angepaßt werden.

Ein weiterer Unterschied liegt bei der Pumpe 50 in dem Gebrauch der flexiblen Membran 52 begründet, die jeweils unter der oberen Abstützung 54 anstelle der Kolben 36 und 38 nach Figur 3 eingebaut, sind. Im übrigen ist die Anordnung Zuganker/Kolbonbolzen beider Pumpen gleich zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Figur 1.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich im Gegensatz zu dem US-Patent 4 381 179, daß der vorliegende Aufbau erheblicher einfacher ist, da jetzt die mehrfachen Anker 2 und die Kolbenbolzen 8 durch die Ringe 12 mit einem einheitlichen Aufbau gesichert werden, und dies vor allem im Gegensatz zu dem notwendigen Aufbau mit der stückweisen Montage und Abstützung aller aus dem jeweiligen System Zuganker/Kolbenbolzen bestehenden Anordnungen um die Kurbelwelle 34 herum, bevor die Sprengringe einzeln eingebaut werden können, wie dies in dem oben erwähnten Patent beschrieben oder bei den Pumpen nach Annovi Reveri S.p.A. notwendig ist.

Abweichend von dem vorstehend genannten Ausführungsbeispielsind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungen insbesondere im Hinblick auf die Zahl der verwandten Zylinder möglich, wonach insbesondere mehr oder weniger Zylinder verwandt werden können.

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Claims

'PATENTANWÄLTE.-. :.". ANDRAE ■ FLÄCH -HAUG- KNEISSL EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Palentanwalt Dipl.-Phys. Flach. Prinzregentenstr. 24, D-8200 Rosenhelm . ROSENHEIM Dipl.-Phys. Dieter Flach Prinzregentenstraße 24 D-82C0 Rosenheim Telefon: (0 80 31)17352 Telefax: (08031) 179 72 (Gr.3/2] Telex: 5216?81 afho d Telegramm: Physicist Rosenheim MÜNCHEN Dipl.-Chem. Dr. Steffen Andrae Dipl.-Ing. Dietmar Haug Dipl.-Chem. Dr.RichardKneissl Steinstrasse 44 D-8000 München 80 Telefon: (089)4820 89 Telegramm: pagema München P 2 Pumpe Ansprüche:

1.. Pumpe mit einer Kurbelwelle mit zumindest einem Exzenter, mit angebauter Kurbelstange für eine Auf- und Abbewegung eines Zylinders, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuganker (2) eine seitliche Hauptbogenfläche (4) in einem Ende desselben zum Einbau des Exzenters (32, 33) der Kurbelwelle (34, 35') und eine zweite kleinere seitliche Nebenbogenfläche (6) aufweist,die sich gegenüber dem anderen Ende nach innen erstreckt und einen Bogen von mehr als 180° umschließt und an den jeweils

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gegenüberliegenden Front- und Rückseiten des Zugankers (2) ein Paar Ringnuten (10) gebildet sind, die konzentrisch zu der Hauptbogenfläche (4) angeordnet sind, daß ein Kolbenbolzen (8) mit einem ersten und zweiten außen gegenüberliegenden Zylinderflansch (14) mit wenig größerem Durchmesser als der mittlere Zylinderbereich (16) dazwischen vorgesehen ist,wobei der Kolbenbolzen (8) eine Abflachung (18) aufweist, wodurch eine geringere Querabmessung festgelegt ist, und daß ein erster und zweiter Sprengring (12) in den Ringnuten (10) des Zugankers (2) eingebaut ist, so daß beim Einsetzen des Kolbenbolzens (8) mit dem Bereich der schmälsten Querabmessung in die Bohrung mit der Nebenbogenfläche (6) und erfolgter Drehung des Kolbenbolzens (8) der erste und zweite äußere Zylinderflansch (14) die Sprengringe (12) in den Ringnuten (10) festhalten, während der Zylinderbereich (16) den Kolbenbolzen (8) in der kleineren Nebenbogenfläche (6) des Zugankers (2) hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zylinderbereich (16) des Kolbenbolzens (8) eine erste und zweite Ringnut (17) benachbart zu dem ersten und zweiten äußeren Zylinderflansch (14) derart umfaßt, daß beim Einsetzen und Verdrehen des Kolbenbolzens (8) in dem Zuganker (2) die Snrengringe (12) neben dem ersten und zweiten äußeren Zylinderflansch (14) auch durch die Ringnuten (17) des Zylinderbereiches (16) gehalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachung (18) des Kolbenbolzens (8) eine Gewindebohrung zur Aufnahme der Kolbenstange (35, 37) aufweist, die in einer Auf- und Abbewegung in einer Zylinderbohrung der Pumpe bewegbar ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (35, 37) einen Kolbenkopf (36) umfaßt, der auf die Kolbenstange (35, 37) dichtend gegenüber einem Kurbelgehäuse eingebaut ist, welches die Kurbelwelle (34, 35') umfaßt und wodurch Flüssigkeit durch die Pumpe über einen Einlaß angesaugt und über einen Auslaß ausgestoßen werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch. gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (35, 37) mit einer flexiblen Membran (54) verbunden ist, deren Umfangsrand fest eingebaut ist, so daß die reziproke Bewegung der Kolbenstange (35, 37) abwechselnd ein Ansaugen und Pumpen der Flüssigkeit von der Pumpenkammer mit der Membran (54) verursacht.

6. Pumpe mit einem Exzenter mit einer Kurbelwelle (34, 35') und einer Kolbenstange (35, 37), die zur Ermöglichung einer reziproken Bewegung in einem Zylinder eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß oin Zuganker (2) eine seitliche Hauptbogenfläche

(4) zum umgreifenden Einbau des Kurbelwellenexzenters (32,33) und eine kleinere seitliche Nebenbogenfläche (6) umfaßt,die einen Bogen von mehr als 180° beschreibt ,und ein Paar Ringnuten (10) in der Front- und Rückseite des Zugankers (2) aufweist, die kreisförmig konzentrisch zu der Hauptbogenfläche (4) angeordnet sind, daß zylindrische Kolbenbolzen (8) mit einem ersten und zweiten äußeren Zylinderflansch (14) mit wenig größerem Durchmesser als der zentrale Zylinderabschnitt (16) versehen ist, zwischen denen ein Paar in Umfangsrichtung gebildete Ringnuten (17) in der Umfangsflache des zentralen Zylinderbereiches (16) benachbart zu dem ersten und zweiten

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äußeren Zylindorflansch (14) gebildet sind, und daß ein erster und zweiter Sprengring (12) in den Ringnuten (10) des Zugankers (2) so einbaubar ist, daß durch Einsetzen des Abschnittes des Kolbenbolzens (8) mit dem geringsten Querdurchmesser in die Bohrung mit der seitlichen Nebenbogenfläche (6) und durch anschließendes Verdrehen des Kolbenbolzens der erste und zweite äußere Zylinderflansch (14) und die Ringnuten (10). des zentralen Bereiches die Sprengringe (12) halten.

7. Pumpe mit einer Kurbelwelle (34, 35') mit zumindest einer Exzenterwelle und einer Kolbestange (35, 37), die mit der Exzenterwelle für eine reziproke Bewegung in den Zylindern in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

a) daß zumindest ein einstückiger Zuganker (2) mit vorbestimmter Dicke zur Verbindung mit einer Exzenterwelle vorgesehen ist, der eine erste Zylinderbohrung durch dessen Breite hindurch aufweist, deren Zentrum von einem Endrand des Zugankers (2) um einen Abstand kleiner als der Radius der Kreisbohrung nach innen versetzt ist,um eine erste Ausnehmung mit einer Bogenseitenfläche entsprechend der Oberfläche der Exzenterwelle zu bilden, und mit einer zweiten Bohrung mit einem vorbestimmten Radius, die durch die Gesamtdicke vom gegenüberliegenden Endrand des Zugankers (2) nach innen versetzt gebildet ist ,so daß der Abstand kleiner ist als dessen vorgewählter Radius, um eine Bogenausnehmung in dem anderen Randbereich festzulegen, wobei der Zuganker (2) ein Paar Ringnuten (10) aufweist, die an der jeweils gegenüberliegenden Front- und Rückseite des einstückigen Zugankers (2) eingebracht sind, wobei diese Ringnuten (10) konzentrisch zu der ersten Zylinderbohrung (4) vorgesehen sind,

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b) daß ein zylindrischer Kolbenbolzen (8) zum Einbau in den Zuganker (2) vorgesehen ist, der integral ausgebildete Ringflansche (14) an dessen gegenüberliegenden Seitenflächen aufweist, wobei der Abschnitt zwischen den Ringflanschen (14) einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als das Zweifache des vorbestimmten Radiuses aufweist, und mit einer abgeflachten Querfläche so versehen ist, daß der Kolbenbolzen (8) in der zweiten Bohrung einsetz- und drehbar gehalten ist.

c) daß der erste und zweite Sprengring (12) mit einem Innen- und Außendurchmesser und einer Dicke derart vorgesehen ist, daß diese in den Ringnuten (10) einsetzbar sind, und daß die Flansche an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Kolbenbolzens (8) die Sprengringe (12) teilweise überlappen, wenn diese in den Ringnuten (10) eingebaut und der Kolbenbolzen (8) in der zweiten Bohrung angeordnet ist, und

d) daß eine Einrichtung zur Sicherung der Kolbenstange (35, 37) an der abgeflachten Querfläche (18) des Kolbenbolzens

(8) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen den Ringflanschen (14) des Kolbenbolzens (8) eine erste und zweite Ringnut (17) benachbart zu den gegenüberliegenden Endflanschen (14) versehen ist, so daß die Sprengringe (12) ferner in der ersten und zweiten Ringnut (17) des Zentralabschnittes (16) aufgenommen sind.