FR2515123A1

FR2515123A1 - BRAKING DEVICE, IN PARTICULAR FOR A WHEELCHAIR, INDEPENDENT OF TIRE PRESSURE

Info

Publication number: FR2515123A1
Application number: FR8217444A
Authority: FR
Inventors: Uwe Brudermann; Gunter Krehl; Karl-Heinz Kunze
Original assignee: Ortopedia GmbH
Current assignee: Ortopedia GmbH
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1983-04-29
Also published as: SE8205597L; NL8203864A; GB2108605A; DE3142362A1; SE8205597D0

Abstract

DISPOSITIF DE FREINAGE, NOTAMMENT POUR FAUTEUIL ROULANT, INDEPENDANT DE LA PRESSION DES PNEUS. UN SABOT DE FREIN 9 POUVANT ETRE MANOEUVRE PAR UN LEVIER DE MANOEUVRE 1 PEUT EXERCER SON ACTION SUR LA SURFACE D'UN PNEU 2 DE MANIERE QUE LE DISPOSITIF DE FREINAGE PUISSE ETRE UTILISE EN TANT QUE FREIN DE MARCHE ET FREIN DE BLOCAGE A L'ARRET, INDEPENDAMMENT DE LA PRESSION DES PNEUS. LE LEVIER DE MANOEUVRE EST RELIE AU SABOT DE FREIN 9 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN DISPOSITIF A RESSORT 15 A LIGNE CARACTERISTIQUE DEGRESSIVE.BRAKING DEVICE, ESPECIALLY FOR WHEELCHAIRS, INDEPENDENT OF TIRE PRESSURE. A BRAKE SHOE 9 THAT CAN BE OPERATED BY AN OPERATING LEVER 1 CAN EXERCISE ITS ACTION ON THE SURFACE OF A TIRE 2 SO THAT THE BRAKING DEVICE CAN BE USED AS A OPERATING BRAKE AND LOCKING BRAKE WHEN STOPPED , INDEPENDENT OF TIRE PRESSURE. THE MANEUVERING LEVER IS CONNECTED TO THE BRAKE SHOE 9 THROUGH A SPRING DEVICE 15 WITH A DEGRESSIVE CHARACTERISTIC LINE.

Description

1 - L'invention concerne un dispositif de freinage, en particulier pour1 - The invention relates to a braking device, in particular for

fauteuils roulants, dans lequel un sabot de wheelchairs, in which a shoe of

frein peut être actionné par un levier de manoeuvre et être ame- The brake can be operated by an operating lever and be

né à exercer son action sur la surface d'un pneu, et dans lequel le levier de manoeuvre peut être amené d'une position de départ de non freinage à une position active dans laquelle le sabot de frein agit en tant que frein de blocage à l'arrêt, le freinage to exert its action on the surface of a tire, and in which the operating lever can be brought from a non-braking start position to an active position in which the brake shoe acts as a locking brake to stopping, braking

pouvant aller graduellement en augmentant, et dans lequel le sa- gradually increasing, and in which the

bot de frein peut être ramené en position de non freinage par un brake bot can be returned to the non-braking position by a

ressort de rappel.spring.

Les dispositifs de freinage traditionnels pour fauteui roulants comprennent un mécanisme de manoeuvre au moyen duquel ui sabot de frein ou un patin de caoutchouc est pressé radialement sur la surface de roulement d'un pneu Ce mécanisme de manoeuvre présente un point mort dans sa position terminale dans-laquelle Conventional braking devices for roller shutters comprise an operating mechanism by means of which a brake shoe or a rubber pad is pressed radially on the running surface of a tire. This operating mechanism has a neutral position in its end position in -which

le sabot est pressé avec une pression maximale contre la surfa- the shoe is pressed with maximum pressure against the surface

ce de roulement du pneu, le dispositif de freinage qui agit en this tire rolling, the braking device that acts in

tant que frein de marche servant par ailleurs de frein de bloca- as a brake acting as a brake for

ge à l'arrêt quand on a dépassé le point mort Ce dispositif de when stopped above the dead point

freinage sert en tant que frein de marche pour freiner et diri- braking serves as a brake for braking and steering

ger le fauteuil roulant, alors que le frein de blocage à l'ar- the wheelchair, while the parking brake is

rêt doit bloquer le fauteuil roulant en place, par exemple pour must lock the wheelchair in place, for example to

l'empêcher de rouler sur un terrain en pente. prevent it from rolling on sloping ground.

Mais, quand, dans ce dispositif de freinage connu, l'air s'échappe du pneu contre lequel le patin de frein est X eprssion But when, in this known braking device, the air escapes from the tire against which the brake pad is X eprssion

pressé, es forces/exercées par le patin sur le pneu tombent si- pressed, the forces / exerted by the skid on the tire fall

multanément à zéro ou reviennent à une valeur approximative- multiply to zero or return to an approximate value-

ment nulle, ce qui fait qu'il n'y a plus d'action de freinage. zero, which means that there is no braking action.

Dans certaines circonstances, cela constitue un risque important pour la sécurité, ce qui fait que les fauteuils roulants équipés In certain circumstances, this poses a significant safety risk, which means that wheelchairs

de dispositifs de freinage de ce type ne peuvent pas être tota- braking devices of this type can not be totally

lement assurés d'un fonctionnement fiable Pour ces raisons,il faudrait utiliser pour des fauteuils roulants des dispositifs This is why it would be necessary for wheelchairs to use

de freinage indépendants de la pression des pneus. braking systems independent of tire pressure.

En ce qui concerne les dispositifs de freinage indé- With regard to the independent braking devices

pendants de la pression des pneus, on connaît par exemple des freins à tambour, des freins sur jante, des freins à c 8 ne,etc, qui peuvent tous être utilisés en tant que freins de marche et For example, there are drum brakes, rim brakes, curb brakes, etc., all of which can be used as walking brakes.

et freins de blocage à l'arrêt Enventuellement, on peut égale- and locking brakes at shutdown Eventually, one can also

2 - ment avoir recours à d'autres dispositifs de freinage, mais malheureusement ils ne peuvent pas être utilisés en tant que 2 - use other braking devices, but unfortunately they can not be used as

freins de blocage à l'arrêt.locking brakes at a standstill.

L'inconvénient des freins à tambour, des freins sur jante, des freins à cône et analogues -vient en premier lieu de The disadvantage of drum brakes, rim brakes, cone brakes and the like - comes first and foremost

leur poids et de leur coût; en outre, les dispositifs de frei- their weight and cost; in addition, braking devices

nage de ce type ne peuvent pas Stre montés sur un fauteuil rou- such a person can not be mounted on a wheelchair.

lant, ou seulement avec difficulté; finalement, les dimensions du fauteuil roulant doivent être fortement agumentées quand on utilise de tels coûteux dispositifs de freinage Si, par contre, on met en place des dispositifs de freinage qui ne servent que de freins de blocage à l'arrêt, il faut alors prévoir pour le fauteuil roulant un frein de marche particulier, ce qui est lant, or only with difficulty; finally, the dimensions of the wheelchair must be strongly used when such expensive braking devices are used. If, on the other hand, braking devices are put in place which only serve as locking brakes when stopped, then provision must be made for for the wheelchair a particular walking brake, which is

alors également très coûteux ou bien réduit la capacité de frei- then also very expensive or reduces the braking capacity

nage.swimming.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif The object of the invention is to propose a device

de freinage indépendant de la pression des pneus et du type- braking system independent of tire pressure and type-

mentionné pouvant être utilisé sans entrafner de grandes dépen- mentioned that can be used without leading to major

ses en tant que frein de marche et frein de blocage à l'arrêt. its as a brake and a stop brake.

Selon l'invention, ce problème est résolu du fait According to the invention, this problem is solved by

que le levier de manoeuvre est relié au sabot de frein par l'in- that the operating lever is connected to the brake shoe by means of

termédiaire d'un dispositif à ressort ayant une ligne caracté- of a spring device having a characteristic line

ristique dégressive, de manière que le freinage s'effectue in- degressive risk, so that braking takes place inde-

dépendamment de la pression des pneus. depending on the tire pressure.

Si la pression des pneus d'un fauteuil roulant équipé If the tire pressure of a wheelchair equipped

d'un dispositif de freinage selon l'invention tombe, le dispo- of a braking device according to the invention falls, the provision

sitif à ressort se dilate alors suffisamment pour que le con- The spring-loaded device then expands sufficiently

tact entre le sabot de frein et la surface de roulement du pneu soit maintenue, et la pression appliquée par le sabot de tact between the brake shoe and the running surface of the tire is maintained, and the pressure applied by the shoe of

frein sur le pneu, et qui correspond à la ligne caractéristi- brake on the tire, which corresponds to the characteristic line

que dégressive du dispositif à ressort, ne diminue pas, ou seu- degressive device of the spring device, does not decrease, or only

lement légèrement De même, du fait de la caractéristique dé- In the same way, because of the characteristic

gressive du dispositif à ressort, l'augmentation de la pres- of the spring device, the increase in

sion appliquée sur la surface de roulement du pneu est faible applied on the running surface of the tire is weak

quand la force de précontrainte du dispositif à ressort est at- when the prestressing force of the spring device is

teinte, ce qui fait que lorsque le levier de manoeuvre est com- shade, so that when the operating lever is

plètement incliné et parvenu à sa position active, le pneu gon- tilted and reached its active position, the tire

flé n'est pas comprimé jusqu'à sa jante, alors que par ailleurs -3- la force nécessaire à la manoeuvre ne doit pas être augmentée, the beam is not compressed to its rim, while otherwise the force required to maneuver must not be increased,

ou seulement légèrement.or only slightly.

Grâce au dispositif de freinage selon l'invention,on obtient donc ce résultat qu'à l'état gonflé du pneu, celui ci n'est pas pressé jusqu'à sa jante, cela signifiant que la pres- sion appliquée par l'intermédiaire du levier de manoeuvre et di sabot de frein sur le pneu n'augmente pas de façon intile Quan< il s'agit de pneus dont la pression est faible ou défaillante, la force de freinagereste suffisante, ce qui fait que, dans la position active du levier de manoeuvre, on est assuré d'un fre: nage suffisant et que le dispositif de freinage peut être util: sé aussi bien comme frein de marche que comme frein de blocage Thanks to the braking device according to the invention, this result is thus obtained that, in the inflated condition of the tire, it is not pressed up to its rim, which means that the pressure applied via the of the operating lever and brake shoe on the tire does not increase intil Quan <it is tires whose pressure is weak or faulty, the braking force is sufficient, so that in the active position of the operating lever, sufficient braking is ensured and the braking device can be used both as a brake and as a brake

à l'arrêt.stopped.

Grâce au dispositif de freinage selon l'invention, l'effet de freinage nécessaire est assuré dans des limites suf fisantes pour la totalité de la plage de pression de l'air pos sible et admissible pour le pneu, c'està-dire comprise entre une valeur nulle et une valeur maximale admissible multipliée par un facteur de sécurité, ce résultat étant dé à l'utilisati du dispositif à ressort à ligne caractéristique dégressive Le supplément de force nécessaire pour manoeuvrer le levier est e: trèmement faible quand le pneu est gonflé, bien que l'action d freinage soit suffisamment constante quand il y a perte de pre sion dans les pneus, ce qui permet de satisfaire totalement au Thanks to the braking device according to the invention, the necessary braking effect is ensured within sufficient limits for the entire air pressure range posible and permissible for the tire, that is to say between a value of zero and a maximum permissible value multiplied by a safety factor, this result being due to the use of the spring device with a degressive characteristic line The additional force required to operate the lever is e: very low when the tire is inflated , although the braking action is sufficiently constant when there is loss of pressure in the tires, which makes it possible to fully satisfy the

exigences de sécurité.security requirements.

Un dév'loppement de l'invention prévoit que le levier de manoeuvre est muni à son extrémité opposée à la poignée de A development of the invention provides that the operating lever is provided at its end opposite the handle of

cames le long desquelles peuvent circuler des galets qui peu- cams along which pebbles can be

vent être déplacés sensiblement perpendiculairement à la sur- be moved substantially perpendicular to the overhead

face de roulement du pneu, que les galets sont en liaison fonc tionnelle avec un premier cylindre, qu'un second cylindre est bearing surface of the tire, that the rollers are operatively connected with a first cylinder, that a second cylinder is

monté à l'intérieur dg premier cylindre, et qu'entre l'extré- mounted inside the first cylinder, and between the

mité du second cylindre qui est reliée au sabot du frein et l'extrémité du premier cylindre qui est à l'opposé de cette of the second cylinder which is connected to the shoe of the brake and the end of the first cylinder which is the opposite of this

extrémité est monté un dispositif à ressort constitué de pré- end is mounted a spring device consisting of

férence par une ligne de ressorts formée par une série de res- a line of springs formed by a series of res-

sorts à disque la place des ressorts à disque on peut uti- spells to disk instead of disk springs one can use

-4- liser d'autres ressorts de type approprié tels que des ressorts -4- other appropriate springs such as springs

a boudin ou des ressorts en spirale Finalement, on peut égale- flange or spiral springs Finally, we can also

ment prévoir un évidement, en particulier en forme d'arc de cercle, à l'extrémité des cames, en vue d'y recevoir les galets dans la position active du levier. Le levier dé manoeuvre comprend donc, à son extrémité qui est à l'opposé de la poignée, des cames qui sont disposées symétriquement sur les deux c 8 tés de la surface d'enveloppe provide a recess, in particular in the form of a circular arc, at the end of the cams, in order to receive the rollers in the active position of the lever. The operating lever therefore comprises, at its end which is opposite the handle, cams which are arranged symmetrically on both sides of the envelope surface.

des deux cylindres et qui sont conformées de manière que, lors- two cylinders and which are shaped so that, when

que le levier est manoeuvré, il se développe des forces prati- the lever is maneuvered, practical forces are developed

quement seulement axiales en direction des cylindres, qui ren- only in the axial direction towards the cylinders, which

dent les forces nécessaires à la manoeuvre aussi faible que pos- the forces required for maneuver as low as pos-

sible L'évidement de forme d'arc de cercle à l'extrémité de chaque came sert de moyen de verrouillage à dépassement, ce qui fait que le dispositif de freinage peut être utilisé en tant que frein de zarche,en particulier pour faciliter la direction, The arc-shaped recess at the end of each cam serves as a protruding locking means, so that the braking device can be used as a cam brake, particularly to facilitate the steering. ,

et également de frein de blocage à l'arrêt. and also lock brake when stopped.

Lorsque, au cours d'une manoeuvre de freinage o le dispositif à ressort est comprimé par la manoeuvre du levier il y a perte de pression dans le pneu, il y a un uréajuatement " automatique de la pression de freinage dans les deux positions de fonctionnement possibles en tant que frein de marche et frein de blocage à l'arrêt sans modification de la position du levier, et ceci dans la mesure o la ligne de ressorts a été comprimée Dans la position de blocage à l'arrêt, la capacité de compression des ressorts suffit également pour assurer un fonctionnement suffisant, même en cas de perte complète de la pression. Si, en plus, la force de pression exercée par le sa When, during a braking maneuver where the spring device is compressed by the maneuvering of the lever, there is a loss of pressure in the tire, there is an automatic adjustment of the braking pressure in the two operating positions. possible as a brake and stop brake when stopped without changing the position of the lever, as long as the spring line has been compressed In the locked position when stopped, the compression capacity springs are also sufficient to ensure sufficient operation, even in the event of complete loss of pressure, if, in addition, the pressure force exerted by the

bot de frein sur la surface de roulement du pneu est exacte- brake bot on the running surface of the tire is accurate-

ment la même que la force de précontrainte du dispositif à res- the same as the prestressing force of the

sort, ceci suffit pour assurer un blocage fiable du fauteuil out, this is enough to ensure a reliable locking of the chair

roulant dans des pentes.rolling in slopes.

En ce qui concerne le mécanisme de manoeuvre, on peut également avoir éventuellement recours au principe du levier With regard to the operating mechanism, it is also possible to use the lever principle

à genouillère.toggle.

L'invention sera maintenant expliqué plus en détail à l'aide des dessins dans lesquels: - The invention will now be explained in more detail using the drawings in which:

Fig 1 est une vue en élévation latérale, partielle- Fig 1 is a side elevational view, partially

ment en coupe, du dispositif de freinage selon l'invention; et Fig 2 représente le dispositif de freinage selon la in section, of the braking device according to the invention; and FIG. 2 represents the braking device according to

flèche A de la fig 1.arrow A of fig 1.

Un dispositif de fixation 4 destiné au dispositif de freinage est vissé sur le châssis 3 du fauteuil roulant de préférence au moyen d'un dispositif de serrage rapide 16, An attachment device 4 for the braking device is screwed onto the frame 3 of the wheelchair, preferably by means of a quick-release device 16,

26,21, du type à excentrique Grâce au dispositif à serrage ra- 26,21, of the eccentric type Thanks to the radial clamping device

pide, le dispositif de freinage est relié au châssis 3 du fau- the braking device is connected to the chassis 3 of the

teuil roulant de manière à ne pouvoir tourner, du fait que le châssis comprend un enfoncement 27 en U. La liaison entre le dispositif de fixation 4 et le wheelchair so as to be rotatable, because the chassis comprises a recess 27 in U. The connection between the fixing device 4 and the

dispositif de freinage s'effectue avantageusement par l'inter- braking device is advantageously effected by means of

médiaire d'un accouplement à disque de blocage de forme asso- a coupling with a shape-locking disk coupling

ciée 19 permettant d'aligner la ligne d'action du sabot de frein 9 radialement en direction du pneu dans les conditions 19 to align the line of action of the brake shoe 9 radially towards the tire under the conditions

les plus diverses.the most diverse.

Le dispositif de freinage est lui-même constitué oar un levier de manoeuvre 1 comprenant à son extrémité supérieure libre une poignée 22 et à son extrémité inférieure une fourche symétrique dont les extrémités sont constituées sous forme de cames 28 Les cames présentent un évidement 25 en forme d'arc de cercle Le levier de manoeuvre 1 est monté rotatif dans la zone de la fourche sur un arbre 5, et il est retenu axialement The braking device is itself constituted by an operating lever 1 comprising at its upper free end a handle 22 and at its lower end a symmetrical fork whose ends are formed in the form of cams 28 The cams have a shaped recess 25 The operating lever 1 is rotatably mounted in the region of the fork on a shaft 5 and is retained axially.

en place par des anneaux fendus 10, de manière à pouvoir pivo- in place by split rings 10 so as to be able to pivot

ter sur 86 jusqu'à la position représentée en tirets sur la fig 1 L'arbre 5 est monté dans un palier 29 qui est relié à bend 86 to the position shown in dashed lines in FIG. 1 The shaft 5 is mounted in a bearing 29 which is connected to

un tube 8 vissé sur le dispositif de fixation 4 par l'intermé- a tube 8 screwed onto the fixing device 4 by means of

diaire d'un élément de liaison 30 et d'une pièce de liaison 19, of a connecting element 30 and a connecting piece 19,

au moyen d'une vis 17 et d'une rondelle 18 Les cames 28, agis- by means of a screw 17 and a washer 18 The cams 28, acting

sent sur des galets 12 qui peuvent se déplacer dans une fente feel on pebbles 12 that can move in a slot

31 du tube 8 quand le levier de manoeuvre 1 est changé de posi- 31 of the tube 8 when the operating lever 1 is changed position.

tion ( vers la droite sur la fig 1) Ces galets 12 sont reliés à un cylindre 6 monté coulissant dans le tube 8 au moyen d'une cheville 20, et le cylindre ne peut de son côté se dégager en glissant d'un cylindre 7 intérieur grâce à un boulon et à un écrou 11 Le cylindre 7 est monté mobile dans le cylindre 6 - axial 6, et une ligne de ressorts 15 constituée par un certain The rollers 12 are connected to a cylinder 6 slidably mounted in the tube 8 by means of an anchor 20, and the cylinder can not on its side be released by sliding from a cylinder 7. The cylinder 7 is movably mounted in the 6-axial cylinder 6, and a line of springs 15 constituted by a certain number of springs.

nombre de ressorts à disque en série est prévue entre l'extré- number of disk springs in series is provided between the

mité de droite du cylindre 6 et l'extrémité de gauche du cylin- right of the cylinder 6 and the left end of the cylinder

dre 7, sur la fig 1 Le cylindre 7 porte un sabot de frein 9 susceptible d'exercer son action sur la surface de roulement d'un pneu 2 monté sur une jante 32, laquelle est reliée à un volant à main 34, par l'intermédiaire de pièces de fixation 33, grâce auquel le fauteuil roulant peut être mis en mouvement à la main Entre la pièce 29 et un porte-sabot 14 est tendu un 7, the cylinder 7 carries a brake shoe 9 capable of exerting its action on the running surface of a tire 2 mounted on a rim 32, which is connected to a hand wheel 34, by intermediate of fasteners 33, by which the wheelchair can be moved by hand Between the piece 29 and a shoe holder 14 is stretched a

ressort de rappel 13.return spring 13.

Quand le levier de manoeuvre 1 est pivoté dans la po- When the operating lever 1 is rotated in the po-

sition indiquée en tirets à la fig 1, les galets 12 se trouvent dans l'évidement 25 des cames 28 dans la position de gauche sur As shown in FIG. 1, the rollers 12 are in the recess 25 of the cams 28 in the left position on

la fig 1 Cela provoque un mouvement longitudinal des eyliu- This causes a longitudinal movement of the eyliu-

dres 6 et 7 vers la gauche sur la fig 1, de sorte que le sabot de frein peut agir sur la surface de roulement du pneu 2, et le 6 and 7 to the left in Fig 1, so that the brake shoe can act on the running surface of the tire 2, and the

ressort de rappel 13 est alors tendu Quand on continue & ma- spring 13 is then stretched when we continue

noeuvrer le levier 1, le pneu 2 se déforme En outre, quand la force de précontrainte des ressorts 15 est atteinte, ceux-ci se the lever 2 is deformed, the tire 2 is deformed. Furthermore, when the prestressing force of the springs 15 is reached, these

compriment Lorsque le levier de manoeuvre 1 est totalement pi- When the operating lever 1 is fully

voté, les galets 12 se placent dans les évidements 25, ce qui fait que le dispositif de freinage agit en tant que frein de blocage à l'arrêt et que le ressort de rappel 13 ne peut pas agir. Le point mort se trouve au niveau d'un nez 36 de la came 28, quand l'axe du galet 12, le nez 36 et l'axe de l'arbre sont alignés Si l'on continue à faire pivoter le levier de manoeuvre 1 un peu plus vers l'avant, au delà du point mort, voted, the rollers 12 are placed in the recesses 25, so that the braking device acts as locking brake at a standstill and that the return spring 13 can not act. The dead point is at a nose 36 of the cam 28, when the axis of the roller 12, the nose 36 and the axis of the shaft are aligned If we continue to rotate the operating lever 1 a little further forward, beyond the dead point,

le galet 12 pénètre dans l'évidement 25. the roller 12 enters the recess 25.

7-7-

Claims

1 Braking device, in particular for

wheelchairs, in which a brake shoe (9) can be actuated by an operating lever (1) and be brought to exert its action on the surface of a tire (2), characterized in that the operating lever ( 1) is connected to the brake shoe (9) by means of a spring device (15) having a degressive characteristic line, so that braking takes place

regardless of tire pressure.

Braking device according to claim 1, characterized in that the operating lever (1) can be moved from a starting position corresponding to a non-friction position to an active position in which the brake shoe (9)

acts as a locking brake when stationary, and that the

brake bot (9) can be returned to the non-braking position.

3 Braking device according to one of claims 1 and 2, characterized in that: the operating lever (1) is provided at its end opposite to a maneuvering handle (22), cams (28) along which can circulating rollers (12) that can be moved substantially perpendicular to the tread surface of the tire; the rollers (12) are in operative connection with a first cylinder (6); a second cylinder (7) is mounted inside the first cylinder (6); between the end of the second cylinder (7) which is connected to the brake shoe (9) and the end of the first cylinder (6) which is opposite to

this end is mounted a spring device (15).

4.Braking device according to one of the claims

1 to 3, characterized in that the spring device is con-

staggered by a spring line (15) subjected to prestressing.

Braking device according to claim 4, characterized in that the line & spring (15) is constituted by

a series of springs & discs.

Braking device according to claim 4, characterized in that the spring line (15) is constituted by

spiral or spiral springs.

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Braking device according to one of the claims

to & 6, characterized in that the operating lever (1) is in operative connection with the rollers (12) via

a slide comprising the cams (28).

Braking device according to claim 7,

characterized in that it comprises at the end of the cam an

element (25), in particular in the form of an arc of

circle, intended to receive the rollers (12) in the active position.

Braking device according to one of the claims

preceding features characterized in that the maneuvering device is

realized according to the principle of a toggle lever.