DE1750987A1

DE1750987A1 - Schubstange

Info

Publication number: DE1750987A1
Application number: DE19681750987
Authority: DE
Inventors: Margetts Hugh Grenville
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1967-06-23
Filing date: 1968-06-24
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1226756A; FR1570935A; JPS4935660B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubstange, die gegenüber einem Führungsteil, in dem sie beweglioh ist, abgedichtet und nicht drehbar im Verhältnis zu diesem Seil sein soll. Die Erfindung ist besonders anwendbar für Schubstangen zur hilfsweisen mechanischen Betätigung einer Fahrzeugbremse, die mit einer hydraulischen Betätigungsvorriohtung und mit einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung beispielsweise der in den britischen Patentanmeldungen 11 915/66 und 20 309/66 (= deutsche Patentanmeldung P 15 55 652.2) oder 56 904/66 (» deutsche Patentanmeldung P 16 30 009.7) oder 524/67 (= deutsche Patentanmeldung P 16 30 008,6) beschriebenen Art versehen 1st·

In den oben erwähnten Patentanmeldungen aind hydraulische ^ίttiti^ungrjvorrichtungen der mit gegenläufigen Kolben arbeitenden

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Art beschrieben, die eine zwischen einem Kolben und einer mechanischen Betätigungsvorrichtung im zweiten Kolben wirksame selbsttätige !Nachstellvorrichtung besitzen. Die mechanische Betätigungsvorrichtung wirkt auf eine Schubstange der selbsttätigen Nächstellvorrichtung, wobei die Schubstange in einer Bohrung im zweiten Kolben in abdichtender Weise geführt ist. Bei einigen der in den oben erwähnten Patentanmeldungen besohriebenen Ausführungsbeispiele muß die Schubstange an einer Drehung im Verhältnis zum zweiten Kolben gehindert werden, wenn die automatische nachstellvorrichtung funktionieren soll· Die oben erwähnten Patentanmeldungen offenbaren verschiedene Einrichtungen zum Verhindern einer derartigen Helativdrehung, die alle zusätzliche Bauteile erfordern, die entweder an der Schubstange oder am zweiten Kolben oder an beiden anzubringen sind.

Gemäß der Erfindung wird eine Schubstange von nicht kreisförmigem Quereohnitt in einer öffnung von entsprechendem Querschnitt in eineu fünrungeteil gleitend geführt, gegenüber dem die Schubstange mittels eines nachgiebigen Abdichtelements abgedichtet ist«

Vorzugsweise ist das Abdlohtelement in einer durchgehenden Ausnehmung im Führungeteil aufgenommen und hat einen nicht kreisförmigen Innenumfang, über den es mit der Schubstange gleitend in Eingriff steht. Gemäß einer Alternativlösung kann das nachgiebige „tbdichtelement jedoch auch in einer Ausnehmung

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BADORfQINAIi *

in der Schubstange aufgenommen sein, und in diesem Pail ist sein Außenumfang nicht kreisförmig und entspricht dem querschnitt der Üffnung im Führungsteil» In beiden Fällen kann die .ausnehmung eine gleichmäßige radiale Tiefe haben, wobei der andere Umfang (der äußere oder innere, Je nachden) des Abdichtelernentö ebenfalls nicht kreisförmig ist. Es kann also das ^bdichtelement im Schnitt gleichmäßig und kreisförmig hergestellt sein, wobei seine Nachgiebigkeit erlaubt, daß es in die nicht kreisförmige Gestalt der Schubstange verformt wird«, Gemäß einer Alternativlösung kann der andere Umfang des Abdichteleuents kreisförmig sein, und in diesem Fall hat die iiut eine län^s des Umfanges nicht gleichmäßige radiale Tiefe.

Verschiedene ^uersclmittsforueii sind für die Schubstange _weeignet, aber vorzugsweise hat sie Leine scharfen lücken« Zweck-..tLiij sind länglich^ quadratische oder rechteckige Querschnitte ..lit abgerundeten Ückeii, ovale und elliptische Querschnitte«

Die ürfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele richer erläutert«

Figo 1 ist eine ±u Schnitt gezeigte Draufsicht auf eine mit gegenläufigen Kolben arbeitende hydraulische Betätigungsvorrichtung f-Lr eine 'leilbelagscheibenbreviüe ir.it hili's'.:ei.:fir Mechanisch ir üetätigun.'j, die auf eine in eiiieu ILolLeii ^J eilend geführte '6chub;;ta ι e

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wirkt, gemäß der Erfindung;

Pig ο 2 ist ein Schnitt längs der linie A-A der I?igo 1; Pigβ 3 ist.ein ähnlicher Schnitt, der eine Alternativform

des Abdichtelements aei&tj
S¹Ig. 4 ist ein Detailschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines iColbezis, in dem eine Schub stange

gleitend geführt ist, gemäß der Erfindung; Pigo 5 ist ein Querschnitt längs der Linie E-E der Ji¹Ig. 4; j?ig„ 6 ist ein ähnlicher Querschnitt, der eine Alternativform des Abdiclitelenents zeigt»

Eei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zwei gegenläufige SqIIden 10 und. 11, die in einer gemeinsamen, sich durch einen feststehenden Körper 13 erstreckenden Bohrung 12 beweglich sind. Der HcIben 10 liegt an einem direkt betätigten Eeibun^skitisen 14 an, während der Kolben 11 a.i einem ein indirekt betätigtes Re ibungskissen 16 tragenden Joch 15 anliegt. Ein nicht gezeigter iiinlaß ist zu dem Saum zwischen den Kolben 10 und 11 !.in vorgesehene Die Bewegung der Kolben 10 und 11 zueinander v;ird vor. einer selbsttätigen nachstellvorrichtung begrenzt, die eine Stange 17, eine in Bchraubgewinöeverbinäurig 19 -lit der Stande 17 stehende iiutter 18 sowie eine !Reibungsbremse u:u_:alH, v/elche eine Hockentronmel 20 und einen ^nschlagring 21 aufweist_β Die nach rechts gerichtete Bewegung der Stange 17 wird voi. einen Druckstück 22 begrenzt, welches L".vviacheri der Stande 17 und oii.or

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.5 -

LxEentersoheibe 25 angeordnet ist, die in dem am Joch anliegenden Kolben 11 drehbar gelagert ist» -^ine Bewegung der Ix-. center scheibe ■'23 entgegendem Uhrzeigersinn wird aur rein mec2ianisclieii Betätigung der Scheibenbremse, beispielsweise mittels d.er. Handbremse verwendet, vltiü die Bewegung der Äczenterscheibe i... Uhrzeigersinn wird von- einem nicht gezeigten Anschlag begrenzt Die Schraubgewindeverbindung uird die reibungsbremse 20, 21 sind innerhalb eines Sacklochs 26 im Kolben 10 aufgenommen» Her Anschlagring 21 sitzt mit kugelig ausgebildeter Lagerfläche auf einem Hing.25, welcher mit Preßsitz in das Bnde des Sacklochs eingebracht iat»

Die Reibungsbremse zO, 21 besitzt eine Swischenlagscheibe aus lie tall-, die, soweit es das Verständnis der V/irkungsweise der nachstellvorrichtung betrifft, als Cell der i7ocken.tr omiael angesehen werden kann tind am AnscLlagring 21 anliegt. Der Anschlagring 21 besteht aus einem Werkstoff mit zv/eckmäßigem Reibungskoeffizienten, beispielsv/eise aus Polytetrafluoräthylen« Die einen iDeil der Reibungsbremse bildende ITockeiitrommel 20 wirkt mit einem Flansch 27 an der kutter 18 zusammen. Drei Ku-

28.
geln/(von denen hier nur eine gezeigt ist) sind zwischen der ITockeritromüel 20 und dem l^lanach 27 angeordnete Diese Kugeln sind in zusammenwirkenden Kurvenausnehmungen im flansch 27 in der Ifockentrommel 20 aufgenommen. Wenn.alao die Mutter 18 gegenüber der ITockentrommel 20 nach rechts bewegt wird, wird automatisch eine Relätivdrehung zwischen diesen {Dellen durch

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die kämmende Y/irkung der Kugeln 28 verursacht. isine Torsionsfeder 31 wirkt zwischen dem Plansch 2Y und der I'ockentroiariiel 2C und dreht diese im Verhältnis zueinander, so daß sie durch die kämmende Wirkung der Kugeln 28 auseinander gedrängt v/erden, bis das Jünde der Mutter 18 an einer Schulter 32 in Sichtung sum Boden des Sackloohs 26 hin anliegt.

Der Kolben 10 wird durch das direkt betätigte Ueibun^skissen, an dem er anliegt, an einer Drehung gehindert, v/^hrend der Kolben 11 durch das Joch aii Drehen gehindert wird· Die Stange 17 hat einen länglichen Querschnitt und wird an einer Drehung im Kolben 11 durch eine Buchse 34 gehindert, welche mit Preßsitz in einer Ansenkung im Kolben 11 angeordnet ist· Die btan^e 17 ist in der sich durch die Buchse erstreckenden öffnung 35 gleitend geführt, wobei die öffnung einen länglichen Querschnitt hat, der dem Querschnitt der Stange 17 entspricht , wie aus Pig. 2 hervorgeht. Bin Dichtring 36 dichtet die Stanje 17 gegenüber dem Kolben 11 ab, während zweckmäßige, nicht gezeigte Dichtungen dia Solben 10 und 11 gegenüber der Bohrung 12 abdichten. Der Diohtring 36 ist in einer Ausnehmung 37 in der Buchse 34 mit Hilfe eines UnterIegringes 38 gehalten. Die Ausnehmung 37 hat eine gleichmäßige radiale liefe, und der .··* Dichtring 36 hat einen gleichmäßigen Querschnitt, so daß er als herkömmlicher Dichtring hergestellt werden kann. Hie Ausarte hmung 37 kann in der Buchse 34 auf zweokmäöige Weise durch Kaltformen hergestellt sein, da keine große Genauigkeit nötig

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ist und der dadurch erhaltene glatte Oberfläohenauetand zur . Schaffung einer guten ülabdichtung beiträgt.

Während dee Betätigene der Beta ·../uogevorrichtung durch Aufbringen von hydraulischem Fluiddr. auf den Baum zwischen den Kolben werden die Kolben 10 und 11 auseinandergedrängt, um die Scheibenbremse anzulegen, und die Stange 1? wird gegen die Axialkraft der Torsionsfeder 31 nach rechts gegen das Druckstück 22 gedrückt. Sas liegt daran, daß der Fluiddruck seinen weg durch das. Axialspiel in der Schraubgewindeverbindung 19 -zum linken Ende der Stange 17 hin findet. Das Axialspiel der Schraubgewindeverbindung 19 ißt derartig bemessen, daß es beim normalen Betrieb der Scheibenbremse nicht vollständig aufgenommen wird durch die Relativbewegung zwischen dem Kolben 10 und der Stange 17 und auch nicht beim "Zurückstoßen" des Kolben« 1Q₁ wie es aufgrund von Verwerfungen der Scheibe z.B. beim Fahren um Hcken Vorkommen kann·. Das axiale Gewindespiel liegt in der Größenordnung von 1,2 bit 1,3 /an · (Zwanzig- * (

tausendsteln eines Zolls)·

Vfenn eine Nachstellung nötig ist, wird das Gewindespiel vollständig aufgenommen und die liutter 18 gegenüber dem Kolben tO mittels der Spindel 17 nach rechts bewegt· Hierduroh wird der Flansch 27 in Biohtung zur Uockentromael 20 bewegt, was «in· Relativdrehung zwischen diesen Teilen in einer Riohtung verursacht. Hierbei handelt es sich um eine Relativdrehung, bei der

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die Hutter 18 sich in Fig. 2 gesehen gegenüber der ITockentronimel 20 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Bei einer Relativdrehung in diesem Sinn ist das an der Schraubgewindeverbindung entstehende Reibungsmoment geringer als das Reibungsmoment, dem die Reibungsbremse 20, 21 standhalten kann· Die Trockentrommel 20 wird dadurch an einer Drehung durch die Reibungskupplung gehindert, während die Mutter 18 auf der Stange 17 gedreht wird, um die nötige Nachstellung zu bewirken. Wenn der hydraulische Druck nachläßt, veranlaßt die Torsionsfeder 31 eine Relativdrehung zwischen dem Plansch 27 und der ITockeritrommel 20 in d.er entgegengesetzten Richtung, bis die L'utter wieder an der Schulter 32 anliegt. Da jedoch jetzt die Relativdrehung iii entgegengesetzten Sinn erfolgt, ist das Reibungsmoment, welches an der Schraubgewindeverbindung erzeugt werden kann, nun großer als das Reibungsmoment, dem die Reibungsbremse 2( , 21 standhalten kam:.. Deswegen dreht sich die ITockentronimel 20 gegenüber dem Flansch 27 in Fig. 2 gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn, und die Mutter 18 wird nicht zurückgedreht.

^:.i"ird die Handbremse angelegt, so wird die lixcenterscheibe 23 entgegen dem Uhrzeigersinn jedreht und wirkt auf die Stange 17 über das Druckstück 22. Die Handbremskraft wird über die Schraubgewindeverbindung auf die llutter 18 aufgebracht, die dadurch gegen die Anlajeschulter 32 im Kolben 10 gepreßt wird, wodurch die Aolben 10 und 11 aufeinanderjedrän_L:t .orden, au die Scheibenbremse anzulegen. !Dabei entsteht kein Drehmouent, das

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bestrebt wäre,die ilutter 1S auf der Stange 17 beim Anlegen der Handbremse zu drehen, und tatsäohlioh widersteht die an der ScLuIter ;52 entstehende Reibung einer derartigen Drehung.

Die Arbeitaweise der in den Pig. 1 und 2 gezeigten selbsttätigen liachstellvorrichtung ist in der parallel laufenden britischen Patentanmeldung 524/67 (» deutsche Patentanmeldung P 16 30 008.6) näher erläutert..

]?ig. 3 zeigt eine geringfügige Abwandlung der Buchse 34» und zwar insoferntals die den naohgiebigen Dichtring 36a aufnehmende Ausnehmung 37a einen kreisförmigen Außenumfang hat v/ie auch der Diohtring selbst. Der Diohtring 36a hierfür muß besonders hergestellt werden, aber die Ausnehmung 37a ist leiohter auszubilden.

Die j?ig, 4 und 5 zeigen ein« Abwandlung, bei der die Buchse 34 ganz weggelassen ist und die die Schubstange 17 gleitend führende öffnung 35a direkt im Kolben 11a>ausgebildet ist. Dir Dichtring 36 ist in einer Ausnehmung 37b von gleiohifluijirer radialer liefe im Kolben 11a aufgenommen und wird durch einen Ifnterlegring 38, der mit Preßeitz in den Kolben 11a eingebracht ist, in seiner La&e gehalten. Die öffnung 35a k.ann z-./ecl:i;it,iiii--3rweiae durch Räumen ira Kolben 11a ausgebildet sein.

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Fig. 6 zeigt eine geringfügige Abwandlung des Kolbens 11b, die darin liegt, daö der Außenumfang der Ausnehmung 37c kreisförmig ist wie auoh der Auöenumfang dee Diehtringes 36a ähnlich wie bei dem in fig· 3 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Sei allen gezeigten Ausführungsbeiepielen hat die Schubstange 17 einen länglichen Querschnitt, d*h. einen Querschnitt in Form von zwei Halbkreisen, die durch tangentiale Geraden miteinander verbunden sind· üa sind jedoch auch andere nicht kreisförmige Querschnitte geeignet, z.B. ein ovaler (d.h* zwei Bögen mit kleinen Badius verbunden durch zwei dazu tangentiale Bögen mit größerem Eadius, oder ein elliptischer Querschnitt Gemäß einer Altern*tivauafuhrung könnte die Schubstange 17 auch einen quadratische» oder rechteckigen Querschnitt.haben, wobei dieBoken relöblich abgerundet wären, um eine aufriedenetellende gleitende Abdichtu*^ jf jge.aüber den nachgiebigen Dichtring au

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Während die^; Irf indunt; im Zusammenhang mit einer selbsttätigen Haohstellvorrichtung der in der britleehen Patenten- ■ meldung 524/67 (<* deutsche Patentanmelduiig P 16 30 008.6) beschriebenen Art erläutert wurde, ist sie gleichermaßen anwendbar für die Arten von Kachetelivorriohtungen, die in den parallellaufenden britiaohen Anmeldungen 11 915/66 und 20 309/66 (a deutsohe Patentanmeldung P 15 55 652.2) sowie 56 904/66 (=s deutsche Patentanmeldung ΐ 16 20 Oü9.7) beschrieben sind.

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Js sei darauf hingewiesen, da:.· einige der in den oben erwähnten parallel laufenden Patentanmeldungen beschriebenen Ilachstellvorrichtungen nicht in hydraulischen Betätigungsvorrichtungen nit gereiilä-.ficen kolben verwendet v/erden/ sondern in 2etü.tigungsvorrichtungen, in denen ein Kolben in einem Keactionssylinder beweglich ist= Die Erfindung ist für eine

e 3etäti₀ungsvorriclitun£ ver. endbar, wobei die Dxzentersum meclianischen -.nie en der 3remse in Sylinäer drehbar ^ela.jfjrt ist unc auf eine bchubstance 'virlct, die sich in al dichtender './eise durch das geschlossene EL.de des Zylinders erstreckt ια'.α ^e,_:enüber diesem abjedichtet ist. Die Schubstange hat in diesem Fall auch einen nicht kreisförmigen Querschnitt, Uli eine Helativdrehung zu verhindern, hingegen eine axiale G7eitbewegar._ö -ti <3r?a

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Schubstange, die in einem Führungsteil gleitend geführt und durch ein nachgiebiges Abdichtelement gegenüber diesem abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Schubstange (17) einen nicht kreisförmigen Querschnitt hat und daß die Öffnung (35; 35a) im Führungsteil (34| 11a) einen entsprechenden Querschnitt hat, um eine Relativdrehung zwischen der Schubstange und dem Führungsteil zu verhindern.

2. Sohubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abdichtelement (36; 36a) in einer am inneren Umfang des Führungsteils (34$ 11a) vorgesehenen Ausnehmung (37, 37a; 37bj 37c) aufgenommen ist und einen nicht kreisförmigen Innenumfang hat, mittels dem es mit der Schubstange (17) gleitend in Eingriff steht.

3. Sohubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abdichtelement in einer Ausnehmung in der Schubstange aufgenommen ist und einen nicht kreisförmigen Außenumfang hat, mittels dem es mit dem Führungsteil gleitend in Eingriff steht.

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4. Schubstange nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (37; 37b) über ihren Umfang eine gleichbleibende radiale Tiefe hat, und daß das Abdichtelement (36) ein Hing von über seinem Umfang gleichbleibenden Querschnitt ist.

5. Schubstange nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , ds.3 der Boden der Ausnehmung (37a; 37o) kreisförmig ist, und daß der diesem Boden zugeordnete Umfang des Abdichtelements (36a) ebenfalle kreisförmig ist.

S. Schubstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

äadurch gekennzeichnet , daß der Quersclmitt der Schubstange (17) keine scharfen IJcken aufweist.

7· Schubstange nach Anspruch 6, dadurch £ β k e η η -

ζ G i c h-i'i e t , daß sie einen ländlichen Querschnitt hat.

3. Schubstange nach, einen der Ansprüche 1-7, dadurch

gekennzeichnet , daß die nicht kreisförmige üchubstange (17) einen leil einer Vorrichtung von einstellbarer ILnge in einer Breinsbetäti^ungaeinrichtung für eine ' I¹ ahrζeugbreaieanordnung bildet, wobei die Schubstange «ine Gpir.del ist und die Vorrichtung von einstellbarer länge eine !■lutter (18) in Schraubgev/indeverbindun^ nit der Spindel besitzt·

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y« Schubstange nach Anspruch £;, dadurch gekennzeichnet , daü die butter derartig angebracht i~t, daii sie mit einem Kolben einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung in Ileibungseingriff steht, und daß die Spindel dem aul' den Kolben aufgebrachten hydraulischen Druck: ausgesetzt ist, allerdings in entgegengesetzter Richtung, und daß sich ein weiteres Teil in axialem und drehbarem Lingriff iiit der mutter über mindestens eine schraubenlinienförmig geneigt Oberfläche befindet, wodurch die flutter nach vorherbestimmter Bewegung der Letätigungseinrichtung gedreht wird, iuu die lün^ der Vorrichtung von einstellbarer Länge xu vergrößern.

10. Schubstange nach Anspruch d, dadurch gekennzeichnet , aal; der Reibungskoei'fizient zwischen einer Flanke des Schraubgewindes an dar Spindel und der mit l'rjc zusammenwirkenden uchraubgev/indeflaniie a:i der 1-Iutter veri.ii.itnisiiüLiig hoch ist, während der Reibungskoeffizient i^wiaciien tier anderen uewiiidei'lanke an der Spindel und der uit ihr ::c,-sammenv/irkenden Planice an der i-utter verhaltnisuiluig niedrig

11. Schubstange nach Anspruch y, dadurch gekennzeichnet , daU eine Reibungakuppiunj Lzw. Leibun übremse (2ü, 21) der butter (1S) zugeordnet und uit e:^;ner Vorrichtung (2Ü, 27) veraeiien X3t, die entsprechend einem Ivach-

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steilbeäarf v/irksam ist, um eine relative !Rückwärts- und Vorwärtsdrehbewegung zwischen einem Teil der drehbaren lieibungs- Imyi IUn₁/ bzw. lie i bungs bremse und äer Spindel au verursachen, v;ein: die Schrsubg3Y.^:ii_äeverbindui:,.g sich in einer Sichtung unter axialer Belastung befindet, wobei das Schlupfmoment der Reibungskupplung bzw. Reibungsbremse .;röi3er ist als das niedrigere Leibun^s::io;.:ent, welches an dor ochraubgewind.everbindung entsteht, wenn diese in Ridrtung mit der axialen !Belastung jedreht \vi::d, jedoch geringer ala das höhere Heibungsmoaent, welches an der ochraubgewindeverbinduiifj entsteht, wenn diese in einer Sichtung entgegen der axialen Belastung.gedreht wird.

12o οchubstan;;e nach Anspruch Π, 9» 10 oder 11, dadurch jj e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Führungsteil für die üchubstan^e einen nicht drehbaren zweiten ".-olben (11) umfaßt, der den ersten Kolben (1ö) entgegengesetzt ist.

13« Schubstange nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine mechanische Betätigungsvorrichtung (23), die auf das Unde der Spindel (17) gegenüber der Ilutter (13) v/irkt»

14. üchubatange nach Alispruch 12 und 13, dadurch g ek e η η ζ e i c Ii η e t , daß die mechanische Betätigungsvorrichtung eine iix dein :. v/eiten ICoIben (11) drehbar gelagerte scheibe (2^) besitst.

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