EP2870325B1 - STÖßEL - Google Patents

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EP2870325B1
EP2870325B1 EP13726156.6A EP13726156A EP2870325B1 EP 2870325 B1 EP2870325 B1 EP 2870325B1 EP 13726156 A EP13726156 A EP 13726156A EP 2870325 B1 EP2870325 B1 EP 2870325B1
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EP
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housing
bridge piece
plunger
plunger according
inner shell
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Stefan Dorn
Norbert Geyer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2307/00—Preventing the rotation of tappets

Definitions

  • the invention relates to a plunger, in particular for a pump or a compressor, with a tube-like housing, in the drive-side annular end are two diametrically opposed by an outer shell of the housing flax, in which a roll carrying a bolt is mounted, wherein an inner sheath of Housing axially below the roller is penetrated by a separate bridge piece, whose lower end acts on a driven-side annular end of the housing as a plant for a ram follower part and wherein the bridge piece is lubfitfixiert about an axial line of the housing.
  • Such a plunger here for acting on a pump piston of a high-pressure fuel pump of an internal combustion engine, goes out of the DE 10 2010 022 318 A1 out.
  • the resulting disc-like bridge piece is comparatively thin and thus no longer able to cope with the high loads of today's high-pressure fuel pumps.
  • a significantly thicker executed disc-like bridge piece would not be able to mount and increase the plunger mass inadmissible.
  • the bridge piece which almost radially fills the plunger, permits only a comparatively poor passage of the medium, thus, for example, of diesel oil when the plunger is used in a high-pressure fuel pump of a quality-controlled internal combustion engine.
  • An anti-rotation about the ram axis undergoes the bridge piece also insufficient on one-sided engagement of a nose by an exemption of the housing.
  • the object of the invention is therefore to provide a plunger without the disadvantages mentioned above, which in particular has grown high loads, easy to build and has a securely attached ram successor part contact.
  • this object is achieved in that the bridge piece is shown as a thick-walled longitudinal beam, so that between the longitudinal walls and the inner shell of the housing a cylinder-segment-like surface remains, wherein, to the VerFEfix ist of the bridge piece to the axial line of the housing, in the peripheral portion of the inner shell of the housing , at a first transverse wall of the bridge piece, projects from one of the components at least one projection, which sits in a respective complementary recess of the respective other of the components.
  • the bridge piece has by the plunger interior only partially filling bar design only a comparatively small mass with excellent load capacity.
  • a use of the plunger in a highly loaded fuel injection pump is nothing in the way.
  • the cylinder-segment-like clearances remaining laterally on the bridge piece allow a sufficiently large passage of lubricant or diesel fuel (depending on the application of the plunger) in both axial directions or, depending on the application, prevent unnecessary "pumping" of air during the oscillating movement of the plunger.
  • the proposed thick-walled bridge piece can be punched from a board or cut / hooked from an extruded profile or made of cast material.
  • a projection projects radially from the inner casing of the housing, which protrusion engages with a complementary recess on a transverse wall of the bridge piece.
  • the at least one (first) projection can also start from the first transverse wall of the bridge piece and be accommodated in a complementary recess, a shoulder or a window in the inner jacket of the housing.
  • At least one transverse wall of the bridge piece so for example.
  • the first transverse wall executed plan, the installation of the bridge piece is facilitated, whereby in this area thus a media passage is made possible.
  • the bridge piece can slightly axially and radially run in the housing, so that a simple tolerance compensation is given. However, it is also intended to hold this immobile in the housing.
  • the proposed tappet should be used for at least indirectly acting on a pump piston of a fuel injection pump of a quality- or quantity-controlled internal combustion engine use. Likewise, use in a valve train of an internal combustion engine or in an axial or radial piston compressor or a respective pump is considered.
  • a plunger 1 for a high-pressure fuel pump This has a tube-like housing 2 made of sheet steel.
  • a drive-side annular end 3 of the housing 2 are two of an outer shell 4 of the housing 2 indented flax 5 diametrically opposite.
  • pictures 25 of the flax 5 is received a not shown roller via a needle bearing bearing bolt 7.
  • An inner jacket 8 of the housing 2 is projected axially below the roller from a bridge piece 9 present as a longitudinal beam.
  • a bridge piece 9 present as a longitudinal beam.
  • a lower end 10 of the bridge piece 9 at a driven-side annular end 11 of the housing 2 acts as a plant for a pump piston as a ram succession part.
  • the bridge piece 9 is rotationally fixed about an axial line of the housing 2.
  • the bridge piece 9 is rotationally fixed about an axial line of the housing 2.
  • the projections 15 are formed as emanating from the outer jacket 4 of the housing 2 material indentations.
  • the bridge piece 9 in the region of its second transverse wall 17 has a nose 18, which is guided by an exemption 19 of the housing 2.
  • this one-piece tailed nose 18 of the ram undergoes a rotational security against his leadership.
  • the nose 18 serves for a further rotational fixing of the bridge piece 9 about the axial line of the housing 2.
  • the Figures 3 - 5 disclose an alternative support for the bridge piece 9 in the circumferential direction.
  • the first transverse wall 14 of the bridge piece 9 only a central recess 16, in which a respective projection 15 of the housing 2 is seated.
  • the respective recess 15 may also be provided with a step-like heel, so that the bridge piece 9 is prevented from falling out of the plunger interior.
  • FIG. 6 discloses, on the inner casing 8 of the housing 2, a securing ring 22 is applied, on which the bridge piece 9 is held at the transverse walls 14, 17.
  • FIGS. 1 . 3 and 5 shows that from an upper annular wall 23 of the housing 2 at the flax 5 in each case a projection 24 integrally protrudes radially on which lugs 24 of the bolt 7 is axially wegbeappel.
  • the projection 24 is present as a simple material gate.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stößel, insbesondere für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem rohrähnlichen Gehäuse, bei dessen antriebsseitiger Ringstirn sich zwei von einem Außenmantel des Gehäuses eingerückte Flachs diametral gegenüber liegen, in denen ein eine Rolle tragender Bolzen gelagert ist, wobei ein Innenmantel des Gehäuses axial unterhalb der Rolle von einem separaten Brückenstück durchragt ist, dessen untere Stirn bei einer abtriebsseitigen Ringstirn des Gehäuses als Anlage für ein Stößelfolgeteil fungiert und wobei das Brückenstück um eine Axiallinie des Gehäuses verdrehfixiert ist.
  • Ein derartiger Stößel, hier zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, geht aus der DE 10 2010 022 318 A1 hervor. Das daraus ersichtliche scheibenartige Brückenstück ist vergleichsweise dünn und somit den hohen Belastungen heutiger Kraftstoffhochdruckpumpen nicht mehr gewachsen. Ein deutlich dicker ausgeführtes scheibenartiges Brückenstück würde sich jedoch nicht montieren lassen und die Stößelmasse unzulässig erhöhen. Außerdem gestattet das den Stößel radial nahezu ausfüllende Brückenstück nur einen vergleichsweise schlechten Mediendurchtritt, so bspw. von Dieselöl bei Einsatz des Stößels in einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitätsgesteuerten Brennkraftmaschine. Eine Verdrehsicherung um die Stößelachse erfährt das Brückenstück zudem nur unzureichend über einseitigen Eingriff einer Nase durch eine Freistellung des Gehäuses.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel ohne die eingangs genannten Nachteile zu schaffen, der insbesondere hohen Belastungen gewachsen ist, leicht baut sowie einen sicher befestigten Stößelfolgeteilkontakt hat.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Brückenstück als dickwandiger Längsbalken dargestellt ist, so dass zwischen dessen Längswänden und dem Innenmantel des Gehäuses eine zylindersegmentartige Fläche verbleibt, wobei, zu der Verdrehfixierung des Brückenstücks um die Axiallinie des Gehäuses, im Umfangsabschnitt des Innenmantels des Gehäuses, bei einer ersten Querwand des Brückenstücks, von einem der Bauteile wenigstens ein Vorsprung absteht, welcher in einer jeweils komplementären Ausnehmung des jeweils anderen der Bauteile sitzt.
  • Somit liegt ein Stößel ohne die eingangs beschriebenen Nachteile vor. Das Brückenstück weist durch dessen das Stößelinnere nur teilweise ausfüllende Balkendesign eine nur vergleichsweise geringe Masse bei hervorragender Belastungsfähigkeit auf. Einem Einsatz des Stößels in einer hoch belasteten Kraftstoffeinspritzpumpe steht nichts im Wege. Die seitlich am Brückenstück verbleibenden zylindersegmentartigen Freiräume gestatten einen ausreichend großen Durchtritt an Schmiermittel oder Dieselkraftstoff (je nach Applikation des Stößels) in beide Axialrichtungen oder verhindern, je nach Applikation, ein unnötiges "Aufpumpen" von Luft bei der oszillierenden Bewegung des Stößels.
  • Das vorgeschlagene dickwandige Brückenstück kann aus einer Platine gestanzt oder von einem Strangprofil geschnitten / gehakt bzw. aus Gussmaterial vorliegen.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn vom Innenmantel des Gehäuses bspw. ein Vorsprung radial einragt, welcher mit einer komplementären Ausnehmung an einer Querwand des Brückenstücks in Eingriff ist. Somit erfährt das Brückenstück eine hervorragend einfache Verdrehbegrenzung um die Stößelachse.
  • Als Vorsprung ist in weiterer Konkretisierung der Erfindung eine vom Außenmantel des Gehäuses ausgehende, abschnittsweise Materialdurchstellung oder eine Anprägung vorgeschlagen. Alternativ hierzu kommt auch ein direkt vom Innenmantel ausgehender Ansatz wie eine Materialquetschung o. dgl. infrage.
  • Für eine weiter optimierte Rotationssicherung des Brückenstücks ist es vorgeschlagen, dieses über einen von dessen zweiter Querwand radial abstehenden nasenartigen Ansatz durch eine Freistellung wie ein Fenster oder einen Längsschlitz des Gehäuses zu führen, wobei der Stößel hierdurch gleichzeitig eine Verdrehsicherung gegenüber dessen Führung im Einbaufall erfährt. Ggf. kann diese Nase auch separat vorliegen bzw. den Außenmantel des Gehäuses nicht überragen, so dass lediglich das Brückenstück rotationsgesichert ist.
  • Alternativ kann der wenigstens eine (erste) Vorsprung auch von der ersten Querwand der Brückenstücks ausgehen und in einer komplementären Ausnehmung, einem Absatz oder einem Fenster im Innenmantel des Gehäuses aufgenommen sein.
  • Wird, so wie in zweckmäßiger Konkretisierung der Erfindung aufgeführt, wenigstens eine Querwand des Brückenstücks, so bspw. die erste Querwand, plan ausgeführt, ist die Montage des Brückenstück erleichtert, wobei auch in diesem Bereich somit ein Mediendurchtritt ermöglicht ist.
  • Eine einfache axiale Fixierung des Brückenstücks bei Anlage des Stößelfolgeteils (bspw. Pumpenkolben) ist in einem weiteren Unteranspruch aufgeführt. Demnach soll dieses an ohnehin vorhandenen Unterseiten der bogensehnenartig durch den Stößel verlaufenden Flachs anliegen.
  • Außerdem ist es vorgeschlagen, am Innenmantel des Gehäuses einen Sicherungsring bspw. in einer Ringnut oder an einragenden Nasen darzustellen, an welchem das Brückenstück in Richtung zur abtriebsseitigen Ringstirn einfach gehalten ist. Somit ist bspw. bei einem Transport bis hin zur Montage eine einfache Verliersicherung für das Brückenstück dargestellt. Gleichzeitig ist dessen Axialweg im Gehäuse generell begrenzt.
  • Das Brückenstück kann geringfügig axial und radial spielbehaftet im Gehäuse verlaufen, so dass ein einfacher Toleranzausgleich gegeben ist. Es ist jedoch auch vorgesehen, dieses unbeweglich im Gehäuse zu halten.
  • Zudem ist es vorgeschlagen, von einer oberen Ringwand des Gehäuses bei dem jeweiligen Flach einen Ansatz radial einragen zu lassen, an welchen beiden Ansätzen der Bolzen axial wegbegrenzt ist. Der jeweilige Ansatz kann bspw. als einfacher Materialanschnitt der oberen Ringwand des Gehäuses vorliegen. Auf separate Axialfixierungen für den Bolzen kann somit verzichtet werden.
  • Der vorschlagsgemäße Stößel soll zur wenigstens mittelbaren Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffeinspritzpumpe einer qualitäts- oder quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschine Verwendung finden. Gleichermaßen kommt ein Einsatz in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine oder in einem Axial- oder Radialkolbenverdichter oder einer respektiven -pumpe infrage.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert:
    • Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht des Stößels von unten mit einer ersten Variante einer Verdrehfixierung des Brückenstücks;
    • Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Stößel nach Figur 1 auf Höhe des Brückenstücks;
    • Figur 3 zeigt den Stößel nach Figur 1 mit einer alternativen Verdrehfixierung;
    • Figur 4 zeigt den Querschnitt zu Figur 3;
    • Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch den aufgerichteten Stößel nach Figur 3, längs durch das Brückenstück und
    • Figur 6 zeigt eine Ansicht ähnlich zu Figur 3, mit einem Sicherungsring als Axialfixierung für das Brückenstück.
  • Aus den Figuren 1, 2 geht ein Stößel 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe hervor. Dieser hat ein rohrähnliches Gehäuse 2 aus Stahlblech. Bei einer antriebsseitigen Ringstirn 3 des Gehäuses 2 liegen sich zwei von einem Außenmantel 4 des Gehäuses 2 eingerückte Flachs 5 diametral gegenüber. In Aufnahmen 25 der Flachs 5 (s. a. Figur 5) ist ein eine nicht gezeigte Rolle über eine Nadellagerung tragender Bolzen 7 aufgenommen.
  • Ein Innenmantel 8 des Gehäuses 2 ist axial unterhalb der Rolle von einem als Längsbalken vorliegenden Brückenstück 9 durchragt. Somit verbleibt zwischen Längswänden 12 des Brückenstücks 9 und dem Innenmantel 8 des Gehäuses 2 eine zylindersegmentartige Fläche 13 für einen vergleichsweise ungehinderten Durchtritt an Schmiermittel.
  • Eine untere Stirn 10 des Brückenstücks 9 bei einer abtriebsseitigen Ringstirn 11 des Gehäuses 2 fungiert als Anlage für einen Pumpenkolben als Stößelfolgeteil.
  • Das Brückenstück 9 ist um eine Axiallinie des Gehäuses 2 verdrehfixiert. Hierzu stehen vom Innenmantels 8 des Gehäuses 2 bei einer ersten, nahezu planen Querwand 14 des Brückenstücks 9 zwei Vorsprünge 15 einteilig ab, welche in komplementären Ausnehmungen 16 im Kantenbereich 20 der Querwand 14 liegen. Die Vorsprünge 15 sind als vom Außenmantel 4 des Gehäuses 2 ausgehende Materialeindrückungen ausgebildet.
  • Des Weiteren ist erkennbar, dass das Brückenstück 9 im Bereich seiner zweiten Querwand 17 eine Nase 18 hat, welche durch eine Freistellung 19 des Gehäuses 2 geführt ist. Über diese einteilig angebundene Nase 18 erfährt der Stößel eine Rotationssicherung gegenüber seiner Führung. Gleichzeitig dient die Nase 18 einer weiteren Verdrehfixierung des Brückenstücks 9 um die Axiallinie des Gehäuses 2.
  • Die Figuren 3 - 5 offenbaren eine alternative Halterung für das Brückenstück 9 in Umfangsrichtung. Hiernach weist die erste Querwand 14 des Brückenstücks 9 lediglich eine mittige Ausnehmung 16 auf, in welcher ein respektiver Vorsprung 15 des Gehäuses 2 sitzt.
  • Die jeweilige Aussparung 15 kann auch mit einem treppenartigen Absatz versehen sein, so dass das Brückenstück 9 an einem Herausfallen aus dem Stößelinneren gehindert ist. Wie in diesem Kontext Figur 6 offenbart, ist am Innenmantel 8 des Gehäuses 2 ein Sicherungsring 22 appliziert, an welchem das Brückenstück 9 bei dessen Querwänden 14, 17 gehalten ist.
  • In Richtung zur antriebsseitigen Ringstirn 3 des Gehäuses 2 liegt das Brückenstück 9 an Unterseiten 21 der eingerückten Flachs 5 an.
  • Schließlich geht aus den Figuren 1, 3 und 5 hervor, dass von einer oberen Ringwand 23 des Gehäuses 2 bei den Flachs 5 jeweils ein Ansatz 24 einteilig radial einragt, an welchen Ansätzen 24 der Bolzen 7 axial wegbegrenzt ist. Der Ansatz 24 liegt als einfacher Materialanschnitt vor.
    • Liste der Bezugszahlen
    1. 1) Stößel
    2. 2) Gehäuse
    3. 3) antriebsseitige Ringstirn
    4. 4) Außenmantel
    5. 5) Flach
    6. 6) nicht vergeben
    7. 7) Bolzen
    8. 8) Innenmantel
    9. 9) Brückenstück
    10. 10)Stirn
    11. 11)abtriebseitige Ringstirn
    12. 12)Längswand
    13. 13)Fläche
    14. 14)erste Querwand
    15. 15)Vorsprung
    16. 16)Ausnehmung
    17. 17)zweite Querwand
    18. 18)Nase
    19. 19)Freistellung
    20. 20)Kantenbereich
    21. 21)Unterseite
    22. 22)Sicherungsring
    23. 23)Ringwand
    24. 24)Ansatz
    25. 25)Aufnahme

Claims (10)

  1. Stößel (1), für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem rohrähnlichen Gehäuse (2), bei dessen antriebsseitiger Ringstirn (3) sich zwei von einem Außenmantel (4) des Gehäuses (2) eingerückte Flachs (5) diametral gegenüber liegen, in denen ein eine Rolle tragender Bolzen (7) gelagert ist, wobei ein Innenmantel (8) des Gehäuses (2) axial unterhalb der Rolle von einem separaten Brückenstück (9) durchragt ist, dessen untere Stirn (10) bei einer abtriebsseitigen Ringstirn (11) des Gehäuses (2) als Anlage für ein Stößelfolgeteil fungiert und wobei das Brückenstück (9) um eine Axiallinie des Gehäuses (2) verdrehfixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) als dickwandiger Längsbalken dargestellt ist, so dass zwischen dessen Längswänden (12) und dem Innenmantel (8) des Gehäuses (2) eine zylindersegmentartige Fläche (13) verbleibt, wobei, zu der Verdrehfixierung des Brückenstücks (9) um die Axiallinie des Gehäuses (2), im Umfangsabschnitt des Innenmantels (8) des Gehäuses (2), bei einer ersten Querwand (14) des Brückenstücks (9), von einem der Bauteile (8, 14) wenigstens ein Vorsprung (15) absteht, welcher in einer jeweils komplementären Ausnehmung (16) des jeweils anderen der Bauteile (14, 8) sitzt.
  2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) zu dessen weiterer Verdrehfixierung um die Axiallinie des Gehäuses (2) im Bereich seiner zweiten Querwand (17) eine Nase (18) hat, welche durch eine Freistellung (19) des Gehäuses (2) geführt ist.
  3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (18) den Außenmantel (4) des Gehäuses (2) zur Darstellung einer Rotationssicherung für den Stößel (1) gegenüber einer Umgebungskonstruktion überragt.
  4. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querwand (14) des Brückenstücks (9) entweder a) die eine Ausnehmung (16) in etwa mittig aufweist, in welcher der respektive Vorsprung (15) des Gehäuses (2) sitzt oder b) zwei Ausnehmungen (16) bei dessen Kantenbereichen (20) zu den Längswänden (12) hat, in jeder von diesen ein Vorsprung (15) des Gehäuses (2) sitzt.
  5. Stößel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Vorsprung (15) entweder a) als vom Außenmantel (4) des Gehäuses (2) ausgehende Anprägung / Materialdurchstellung, b) als Anstemmungen am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) oder c) als Schweiß- o. Lötpunkt am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) vorliegt.
  6. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Querwand (14) des Brückenstücks (9) nahezu plan ist.
  7. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) eine Fixierung in Richtung zur antriebsseitigen Ringstirn (3) des Gehäuses (2) durch Anlage an Unterseiten (21) der eingerückten Flachs (5) erfährt.
  8. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) eine Fixierung in Richtung zur abtriebsseitigen Ringstirn (11) des Gehäuses (2) durch Anlage an einem Sicherungsring (22) erfährt, der am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) befestigt ist.
  9. Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) geringfügig axial und radial spielbehaftet im Gehäuse (2) gehalten ist.
  10. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einer oberen Ringwand (23) des Gehäuses (2) bei den Flachs (5) jeweils zumindest ein Ansatz (24) radial einragt, an welchen Ansätzen (24) der Bolzen (7) axial wegbegrenzt ist.
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