WO1996034183A1 - Hydraulische spielausgleichsvorrichtung - Google Patents

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WO1996034183A1
WO1996034183A1 PCT/EP1996/000310 EP9600310W WO9634183A1 WO 1996034183 A1 WO1996034183 A1 WO 1996034183A1 EP 9600310 W EP9600310 W EP 9600310W WO 9634183 A1 WO9634183 A1 WO 9634183A1
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lash adjuster
hydraulic lash
adjusting piston
adjuster according
spacer sleeve
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PCT/EP1996/000310
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Peter Sailer
Steffen Hertrich
Werner Bretting
Wilfried Huber
Roland Amon
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Ina Wälzlager Schaeffler Kg
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    • 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
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/2411—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the valve stem and rocker arm
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    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lash adjuster for a valve control of an internal combustion engine, in which a hydraulic lash adjuster element is inserted into a receiving bore of a rocker arm or similar actuating element that extends in an extension of a valve stem, the longitudinally displaceable adjusting piston of which is supported in the receiving bore via an inner element and a support element.
  • Such a hydraulic lash adjuster is previously known from DE 34 08 557 C2.
  • the connecting piston, inner element and support element are connected in such a way that the longitudinally displaceable adjusting piston has a groove at its upper end, into which a retaining cap is snapped, which comprises a radial leg of the inner element or supporting element.
  • the disadvantage here is that an additional groove on the adjusting piston must be introduced to fix the retaining cap.
  • the plastic retaining cap is not heat-resistant at temperatures> 150 ° C, partially decomposes and so parts of the plastic can get into the high-pressure space of the play compensation element, so that its function is endangered.
  • the invention is therefore based on the object of developing a different type of connection between the adjusting piston, inner element or support element.
  • the adjusting piston has a step in its upper region, so that a reduced te wall thickness is given, which encloses the inner element or the support element at an angle deviating from a perpendicular. Due to this constriction of the adjusting piston, the previous retaining cap can be omitted, so that the hydraulic lash adjuster can be manufactured more cost-effectively, since fewer parts are available and the assembly process is simplified due to this smaller number of parts. In this way, the inner element or the supporting element is held and guided in the longitudinally displaceable adjusting piston.
  • the adjusting piston is expediently made as an extruded part with a corresponding step, which is then constricted by rolling it into an approximately the same inner diameter as in the lower region and then hardened and ground so that the inner element or the supporting element can be guided in a liquid-tight manner.
  • the inner element has in its central part a bearing surface which acts as a securing means and extends at an arbitrary angle to the central perpendicular. With this securing device, the inner element is held captively in the longitudinally displaceable adjusting piston.
  • the support element is to be designed as a spacer sleeve, the flat bottom of which rests on the base of the receiving bore and whose wall pointing in the direction of the valve stem has an axial extent adapted to the respective application.
  • the spacer sleeve is loosely placed on the inner element and is held and centered by the longitudinally displaceable adjusting piston. It is particularly advantageous that the use of a so-called "unitary piston" is possible for all installation cases, since instead of the length of the adjusting piston previously adapted to the installation case, the axial length of the spacer sleeve is now adapted to the existing local conditions of the hydraulic lash adjuster.
  • the spacer sleeve should have a radially outwardly directed flange which is undercut by the constriction of the adjusting piston.
  • the spacer sleeve should have a recess in which a locking ring is integrated.
  • a captive unit can be realized from the three components of the longitudinally displaceable adjusting piston, inner element and spacer sleeve.
  • the spacer sleeve should have a ventilation bead in its bottom.
  • the adjusting piston has a step in the upper region of the outer casing, so that there is a reduced wall thickness, a radially inward bulge arranged there engaging behind the support element on a radially outward flange. In this way, too, an captive unit can be realized from the longitudinally displaceable adjusting piston, the inner element and the support element.
  • the bulge can extend only over part or over the entire circumference of the longitudinally displaceable adjusting piston.
  • FIG. 1 shows longitudinal sections through a hydraulic lash adjuster with different arrangements of longitudinally displaceable adjusting piston, inner element and spacer element.
  • FIG. 6 shows a cross section along the line X-X in FIG. 5.
  • a hydraulic play compensation element 3 is mounted in a receiving bore 1 of a rocker arm 2 in a known manner, the adjusting piston 4 of which ends in a ball projection 5 at its end facing a valve stem (not shown).
  • a ball socket 6 is arranged between the ball projection 5 and the valve stem, the ball projection 5 of the adjusting piston 4 engaging in its spherical cap, which is not described in more detail.
  • the Kugel ⁇ pan 6 is connected to the adjusting piston 4 by a retaining cap 7.
  • An inner element 8 is arranged in the interior of the longitudinally displaceable adjusting piston 4 and is supported in the receiving bore 1 via a supporting element 9.
  • the adjusting piston 4 has a step 11 at its upper end inside, so that it has a reduced wall thickness in this area 12.
  • This area 12 is now directed radially inward at an angle deviating from the perpendicular 13 so that it firmly encloses the inner element 8.
  • Adjustment piston 4 and inner element 8 are matched to one another in such a way that the region 12 of the adjustment piston 4 seals the oil passage bore 10 in a sealed manner with each cam position. It is thereby achieved that even when the hydraulic lash adjuster 3 is skewed, the oil is prevented from escaping from the through bore 10 with the known negative consequences for its operation.
  • the longitudinally displaceable adjusting piston 4 is designed in such a way that its inside diameter below the step 11 is equal to the inside diameter of the region 12 at its upper end.
  • the embodiment of a hydraulic lash adjuster 3 shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the inner element 8 has a conical contact surface 14 in its central region, against which the region 12 of the adjusting piston 4 comes to rest. In this way, a captive unit consisting of the parts adjusting piston 4 and inner element 8 is formed.
  • the hydraulic lash adjuster 3 shown in Figure 3 is characterized in that the inner element 8 is limited in its axial extent and a spacer sleeve 15 is placed on this inner element 8, which takes over the function of a support element.
  • the spacer sleeve 1 5 is placed loosely on the inner element 8 and is held and centered by the area 12 of the adjusting piston 4.
  • the use of the so-called “unit piston” is possible because the spacer sleeve is adapted to the local conditions it finds axial expansion is adjusted.
  • the spacer sleeve 15 shown in FIG. 4 additionally has a radially outwardly directed flange 16 which is engaged behind by the region 12 of the adjusting piston 4, so that an captive structural unit is formed. In this way, a so-called one-piece assembly is possible, since the entire hydraulic play compensation element 3 is present as a compact structural unit.
  • the adjusting piston 4 shown in FIG. 5 is distinguished by the fact that the area 12 which runs obliquely to the central perpendicular 1 3 merges into an area 17 which runs parallel to the central vertical 1 3. In this way, an improved guidance of the spacer sleeve 1 5 is realized.
  • the spacer sleeve 15 is additionally provided with an installation 18 in which a securing ring 19 is arranged.
  • the spacer sleeve 15 has a ventilation bead 20 on its bottom.
  • the hydraulic lash adjuster 3 shown in FIG. 7 has an adjusting piston 4, which has a step 22 in its upper region 21 on the outside. coat owns. In the upper part of this area 21, the adjusting piston 4 is provided with a radially inward bulge 23 which engages behind the radial flange 16 of the spacer sleeve 15. In this way, a captive unit of a hydraulic lash adjuster 3 is also created.

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Abstract

Ein hydraulisches Spielausgleichselement (3) zeichnet sich dadurch aus, daß der Einstellkolben (4) in seinem oberen Bereich (12) im Inneren eine Stufe (11) aufweist, so daß eine verringerte Wandstärke gegeben ist, die unter einem von einer Mittelsenkrechten (13) abweichenden Winkel das Innenelement (8) oder das Abstützelement umschließt.

Description

Beschreibung
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für eine Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der in eine in Verlängerung eines Ventilschaftes verlaufende Aufnahmebohrung eines Kipphebels oder ähnlichen Betätigungselementes ein hydraulisches Spielausgleichselement eingesteckt ist, dessen längsverschieblicher Einstellkolben über ein Innenelement und ein Abstützelement in der Aufnahmebohrung abgestützt ist.
Eine derartige hydraulische Spielausgleichsvorrichtung ist aus der DE 34 08 557 C2 vorbekannt. Die Verbindung von Einstellkolben, Innenelement und Abstüt¬ zelement erfolgt derart, daß der längsverschiebliche Einstellkolben an seinem oberen Ende eine Nut aufweist, in die eine Haltekappe eingeschnappt ist, welche mit einem radialen Schenkel Innenelement bzw. Abstützelement umfaßt. Nachteilig dabei ist, daß zur Fixierung der Haltekappe eine zusätzliche Nut am Einstellkolben eingebracht werden muß. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die aus Kunststoff bestehende Haltekappe bei Temperaturen > 150° C nicht wärmebeständig ist, sich teilweise zersetzt und so Teile des Kunststoffes in den Hochdruckraum des Spielausgleichselementes gelangen können, so daß dessen Funktion gefährdet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine andere Art der Verbin¬ dung zwischen Einstellkolben, Innenelement bzw. Abstützelement zu entwik- kein.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Einstellkolben in seinem oberen Bereich im Inneren eine Stufe aufweist, so daß eine verringer- te Wandstärke gegeben ist, die unter einem von einer Mittelsenkrechten ab¬ weichenden Winkel das Innenelement oder das Abstützelement umschließt. Aufgrund dieser Einschnürung des Einstellkolbens kann die bisherige Haltekap¬ pe entfallen, so daß die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung kostengünstiger hergestellt werden kann, da weniger Teile vorhanden sind und aufgrund dieser geringeren Teileanzahl sich der Montagevorgang vereinfacht. Das Innenelement bzw. das Abstützelement wird auf diese Weise im längsverschieblichen Einstell¬ kolben gehalten und geführt. Zweckmäßigerweise ist dabei der Einstellkolben als ein Fließpreßteil mit einer entsprechenden Stufe gefertigt, das anschließend durch Einrollieren auf einen etwa gleichen Innendurchmesser wie im unteren Bereich eingeschnürt wird und danach gehärtet und geschliffen wird, so daß eine flüssigkeitsdichte Führung des Innenelementes bzw. des Abstützelementes möglich ist.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin¬ dungsgemäßen Spielausgleichsvorrichtung beschrieben. So geht aus Anspruch 2 hervor, daß das Innenelement in seinem mittleren Teil eine als Haltesicherung wirkende, unter einem beliebigen Winkel zur Mittelsenkrechten verlaufende Anlagefläche aufweist. Durch diese Haltesicherung ist das Innenelement unver- lierbar im längsverschieblichen Einstellkolben gehalten.
Anspruch 3 ist zu entnehmen, daß das Abstützelement als eine Distanzhülse ausgebildet sein soll, deren planer Boden am Grund der Aufnahmebohrung anliegt und deren in Richtung des Ventilschaftes weisende Wandung eine dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßte axiale Ausdehnung aufweist. Die Distanz¬ hülse ist in diesem Fall lose auf das Innenelment aufgesetzt und wird durch den längsverschieblichen Einstellkolben gehalten und zentriert. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß für sämtliche Einbaufälle die Verwendung eines sog. "Einheits¬ kolbens" möglich ist, da an Stelle der bisher dem Einbaufall angepaßten Länge des Einstellkolbens nun die axiale Länge der Distanzhülse den vorgefundenen örtlichen Gegebenheiten derhydraulischen Spielausgleichsvorrichtung angepaßt wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll die Di¬ stanzhülse einen radial nach außen gerichteten Flansch aufweisen, der von der Einschnürung des Einstellkolbens hintergriffen wird. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Montage des Spielausgleichselementes möglich, da längsver- schiebliche Einstellkolben, Innenelement und Distanzhülse eine unverlierbare Einheit bilden.
Nach einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Anspruch 5 soll die Distanzhülse eine Einbauchung aufweisen, in der ein Sicherungsring integriert ist. Auch auf diese Weise läßt sich eine unverlierbare Baueinheit aus den drei Bauteilen längsverschieblicher Einstellkolben, Innen¬ element und Distanzhülse realisieren.
Aus Anspruch 6 geht hervor, daß der schräg zur Mittelsenkrechten verlaufende Bereich des Einstellkolbens in einen parallel zur Mittelsenkrechten verlaufenden Bereich übergeht. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine verbesserte Führung des Innenelementes bzw. des Abstützelementes aufgrund der erhöhten Führungslänge realisiert.
Gemäß Anspruch 7 soll die Distanzhülse in ihrem Boden eine Entlüftungssicke aufweisen.
Nach dem unabhängigen Anspruch 8 ist vorgesehen, daß der Einstellkolben in seinem oberen Bereich am Außenmantel eine Stufe aufweist, so daß eine verringerte Wandstärke gegeben ist, wobei eine dort angeordnete, radial nach innen gerichtete Ausbauchung das Abstützelement an einem radial nach außen gerichteten Flansch hintergreift. Auch auf diese Weise läßt sich eine unverlier¬ bare Baueinheit aus dem längsverschieblichen Einstellkolben, dem Innenele¬ ment und dem Abstützelement realisieren.
Dabei kann sich nach Anspruch 9 die Ausbauchung nur über einen Teil oder über den gesamten Umfang des längsverschieblichen Einstellkolbens erstrecken. Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Figuren 1 , 2, 3, 4, 5 und 7 zeigen Längsschnitte durch eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung mit unterschiedlichen Anordnungen von längsver- schieblichem Einstellkolben, Innenelement und Distanzelement. Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie X-X in Figur 5.
Gemäß Figur 1 ist in einer Aufnahmebohrung 1 eines Kipphebels 2 in bekannter Weise ein hydraulisches Spielausgleichselement 3 gelagert, dessen Einstell- kolben 4 an seinem einem nicht gezeichneten Ventilschaft zugekehrten Ende in einem Kugelvorsprung 5 endet. Zwischen dem Kugelvorsprung 5 und dem Ventilschaft ist eine Kugelpfanne 6 angeordnet, in deren nicht näher bezeichne¬ te Kugelkalotte der Kugelvorsprung 5 des Einstellkolbens 4 eingreift. Die Kugel¬ pfanne 6 ist mit dem Einstellkolben 4 durch eine Haltekappe 7 verbunden. Im Inneren des längsverschieblichen Einstellkolbens 4 ist ein Innenelement 8 angeordnet, das sich über ein Abstütztelement 9 in der Aufnahmebohrung 1 abstützt.
Der Einstellkolben 4 weist an seinem oberen Ende im Inneren eine Stufe 1 1 auf, so daß er in diesem Bereich 12 eine verminderte Wandstärke besitzt. Dieser Bereich 12 ist nun unter einem von der Mittelsenkrechten 13 abweichenden Winkel radial nach innen gerichtet, so daß er das Innenelement 8 fest um¬ schließt. Einstellkolben 4 und Innenelement 8 sind dabei so aufeinander abge¬ stimmt, daß bei jeder Nockenstellung der Bereich 12 des Einstellkolbens 4 die Öldurchtrittsbohrung 10 dichtend verschließt. Dadurch wird erreicht, daß auch bei einer Schieflage des hydraulischen Spielausgleichselementes 3 ein Auslaufen des Öles aus der Durchtrittsbohrung 10 mit den bekannten negativen Folgen für dessen Arbeitsweise verhindert wird. Wie aus Figur 1 weiter erkennbar, ist der längsverschiebliche Einstellkolben 4 so gestaltet, daß sein Innendurchmesser unterhalb der Stufe 1 1 gleich dem Innendurchmesser des Bereiches 12 an seinem oberen Ende ist. Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform einer hydraulischen Spielausgleichsvor¬ richtung 3 unterscheidet sich von der gemäß Figur 1 dadurch, daß das Innen¬ element 8 in seinem mittleren Bereich eine konisch verlaufende Anlagefläche 14 aufweist, gegen die der Bereich 12 des Einstellkolbens 4 zur Anlage gelangt. Auf diese Weise wird eine unverlierbare Baueinheit bestehend aus den Teilen Einstellkolben 4 und Innenelement 8 gebildet.
Das in Figur 3 dargestellte hydraulische Spielausgleichselement 3 zeichnet sich dadurch aus, daß das Innenelement 8 in seiner axialen Ausdehnung begrenzt ist und auf diesem Innenelement 8 eine Distanzhülse 15 aufgesetzt ist, die die Funktion eines Abstützelementes übernimmt. Die Distanzhülse 1 5 ist lose auf das Innenelement 8 gestellt und wird gehalten und zentriert durch den Bereich 12 des Einstellkolbens 4. In der bereits beschriebenen Weise wird dadurch die Verwendung des sog. "Einheitskolben" möglich, da die Distanzhülse den vorgefundenen örtlichen Gegebenheiten über ihre axiale Ausdehnung angepaßt wird.
Die in Figur 4 dargestellte Distanzhülse 1 5 weist zusätzlich einen radial nach außen gerichteten Flansch 16 auf, der vom Bereich 12 des Einstellkolbens 4 hintergriffen wird, so daß eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist. Auf diese Weise wird eine sog. einteilige Montage möglich, da das gesamte hydraulische Spielausgleichselement 3 als eine kompakte Baueinheit vorliegt.
Der in Figur 5 gezeigte Einstellkolben 4 zeichnet sich dadurch aus, daß der schräg zur Mittelsenkrechten 1 3 verlaufende Bereich 12 in einen parallel zur Mittelenkrechten 1 3 verlaufenden Bereich 1 7 übergeht. Auf diese Weise wird eine verbesserte Führung der Distanzhülse 1 5 realisiert. Wie aus den Figuren 5 bzw. 6 weiter ersichtlich, ist die Distanzhülse 1 5 zusätzlich mit einer Einbau- chung 18 versehen, in der ein Sicherungsring 19 angeordnet ist. Außerdem weist die Distanzhülse 15 an ihrem Boden eine Entlüftungssicke 20 auf.
Das in Figur 7 dargestellte hydraulische Spielausgleichselement 3 weist einen Einstellkolben 4 auf, der in seinem oberen Bereich 21 eine Stufe 22 am Außen- mantel besitzt. Im oberen Teil dieses Bereiches 21 ist der Einstellkolben 4 mit einer radial nach innen gerichteten Ausbauchung 23 versehen, die den radialen Flansch 16 der Distanzhülse 15 hintergreift. Auf diese Weise wird ebenfalls eine unverlierbare Einheit eines hydraulischen Spielausgleichselementes 3 geschaf- fen.
Bezugszeichen
1 Aufnahmebohrung 13 Mittelsenkrechte 2 Kipphebel 14 Anlagefläche
3 hydraulisches Spielausgleichs¬ 15 Distanzhülse element 16 Flansch
4 Einstellkolben 17 Bereich
5 Kugelvorsprung 18 Einbauchung 6 Kugelpfanne 19 Sicherungsring
7 Haltekappe 20 Sicke
8 Innenelement 21 Bereich
9 Abstützscheibe 22 Stufe
10 Durchtrittsbohrung 23 Ausbauchung 1 1 Stufe
12 Bereich

Claims

Ansprüche
1 . Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für eine Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der in eine in Verlängerung eines Ventilschaftes ver¬ laufende Aufnahmebohrung (1 ) eines Kipphebels (2) oder ähnlichen Betätigungs¬ elementes ein hydraulisches Spielausgleichselement (3) eingesteckt ist, dessen längsverschieblicher Einstellkolben (4) über ein Innenelment (8) und ein Abstüt- zelement in der Aufnahmebohrung (1 ) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellkolben (4) in seinem oberen Bereich (12) im Inneren eine Stufe (1 1 ) aufweist, so daß eine verringerte Wandstärke gegeben ist, die unter einem von einer Mittel senk rechten (13) abweichenden Winkel das Innenelement (8) oder das Abstützelement umschließt (Figur 1 , 2, 3, 4).
2. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Innenelement (8) in seinem mittleren Teil eine als Haltesiche¬ rung wirkende, unter einem beliebigen Winkel zur Mittelsenkrechten (1 3) verlaufende Anlagefläche (14) aufweist (Figur 2).
3. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Abstützelement als eine Distanzhülse (15) ausgebildet ist, deren planer Boden am Grund der Aufnahmebohrung (1 ) anliegt und deren in Richtung des Ventilschaftes weisende Wandung eine dem jeweilige Anwen- dungsfall angepaßte axiale Ausdehnung aufweist (Figur 3, 4, 5).
4. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (1 5) einen radial nach außen gerichteten Flansch (1 6) aufweist, der von der Einschnürung (12) des Einstellkolbens (4) hintergriffen wird (Figur 4).
5. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (15) eine Einbauchung (18) aufweist, in die ein Sicherungsring (19) integriert ist (Figur 5).
6. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der schräg zur Mittelsenkrechten (13) verlaufende Bereich (12) des Einstellkolbens (4) in einen parallel zur Mittelsenkrechten (13) verlaufenden Bereich (1 7) übergeht (Figur 5).
7. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (15) in ihrem Boden eine Entlüftungssicke (20) aufweist (Figur 6).
8. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellkolben (4) in seinem oberen Bereich ( 21 ) am Außenmantel eine Stufe (22) aufweist, so daß eine verringerte Wandstärke gegeben ist, wobei eine dort angeordnete, radial nach innen gerichtete Ausbauchung (23) das Abstütztelement an einem radial nach außen gerichteten Flansch (16) hintergreift (Figur 7).
9. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet daß sich die Ausbauchung (23) bis über einen Teil oder über den gesamten Umfang des Einstellkolbes (4) erstreckt (Figur 7).
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