DE2610001A1 - Puffereinrichtung fuer fahrzeuge - Google Patents
Puffereinrichtung fuer fahrzeugeInfo
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Description
27 840
Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo /Japan
Puffereinrichtung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Puffereinrichtung für Fahrzeuge,die
zwischen relativ beweglichen Teilen des Fahrzeugs, z.B. zwischen der Fahrerkabine oder dem Auflagegestell und dem Chassisrahmen
eines Lastkraftfahrzeugs, zwischen der Fahrerkabine und dem Rahmen
eines Pkw oder zwischen der Fahrerkabine oder dem Kupplungsstück und dem Rahmen eines Sattelschleppers angeordnet ist.
Bei einem Zusammenstoß wird die Fahrerkabine oder das Auflagegestell,
die auf einem Rahmen angeordnet sind,relativ zum Rahmen
längs desselben aufgrund der auf den Fahrzeugkörper einwirkenden Stoßkräfte bewegt, so daß Fahrer und Begleitpersonal sowohl durch
den Aufprall der Kabine gegen ein äußeres Hindernis als auch durch das sich nach vorne bewegende Auflagegestell gefährdet sind. Um die
auf das Fahrzeug einwirkende Stoßbelastung so klein wie möglich zu halten, wurde schon ein Stoßdämpfer gebildet aus einem Energie
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absorbierenden, sich plastisch verformenden Element zwischen der
vorderen Stoßstange und dem vorderen Ende des Rahmens angeordnet. Der Stoßdämpfer reicht jedoch nicht aus, um auch die kinetische
Energie des Auflagegestells bedingt durch seine besonders hohe Trägheitskraft (bzw. der Fahrerkabine bei einem Pkw) zu absorbieren,
welche Trägheitsenergie durch die Reaktion auf die Stoßkraft entsteht, der das Fahrzeug bei Zusammenstoß ausgesetzt ist. Das
Vorsehen des Stoßdämpfers alleine reicht daher nicht aus, um für Fahrer und Begleitpersonal in der Fahrerkabine eine ausreichende
Sicherheit zu bieten. Wenn zusätzlich zum Stoßdämpfer weitere geeignete Energieabsorbierungsmittel an den vorderen und hinteren
Enden des Fahrzeugs vorgesehen werden sollen, so erfordern diese Energie absorbierenden Mittel eine relativ große Abmessung und
einen großen Raumbedarf zu ihrer Anbringung an den vorderen und hinteren Enden des Fahrzeugs, was nicht nur die Abmessung des
Fahrzeugs, sondern auch dessen Leergewicht erhöht und damit auch die Fertigungskosten.
Ziel der Erfindung ist es demgegenüber, eine Puffereinrichtung für
Fahrzeuge zu schaffen, mit der nicht die erwähnten Nachteile verbunden sind.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Befestigungselement
in Bohrungen in der Fahrerkabine oder einem Auflagegestell und dem Chassisrahmen des Fahrzeugs eingesetzt ist, und
daß die Puffereinrichtung am Befestigungselement gehalten ist und
wenigstens entweder mit der Fahrerkabine oder dem Auflagegestell oder dem Chassisrahmen in Berührung steht, wobei das Befestigungselement
so ausgebildet ist, daß es lose in wenigstens einer der Bohrungen sitzt, wobei Befestigungselement und Puffereinrichtung
normalerweise eine Relativbewegung zwischen der Fahrerkabine oder Auflagegestell und dem Chassisrahmen verhindern, während das Befestigungselement
verschwenkbar ist, um die Puffereinrichtung zur Absorption von Energie zu verformen, wenn die Fahrerkabine oder
das Auflagegestell relativ zum Chassisrahmen durch eine auf das Fahrzeug einwirkende Stoßkraft bewegt wird, die einen bestimmten
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Wert überschreitet.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 aufgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht von einem Lastkraftwagen, der mit den erfindungsgemäßen Puffereinrichtungen
ausgestattet ist,
Fig. 2 eine vergrößerte geschnittene Ansicht von einem
ersten Ausführungsbeispiel für die Puffereinrichtungen
nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie III-III nach
Fig. 2,
Fig. 4 ' eine erläuternde Ansicht bezüglich der Funktionsweise
des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 eine geschnittene Ansicht von einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer Puffereinrichtung ähnlich der nach Fig. 2, jedoch ohne Darstellung eines Aufladegestells
einer Friktionsplatte und im Rahmen des Fahrzeugs,
Fig. 6 eine geschnittene Ansicht von einem dritten Ausführungsbeispiel
einer Puffereinrichtung ähnlich Fig.
5'
Fig. 7 eine geschnittene Ansicht von einem vierten Ausführungsbeispiel
einer Puffereinrichtung,und
Fig. 8 eine geschnittene Ansicht von einem fünften Aus-
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führungsbeispiel einer Puffereinrichtung.
In Fig. 1 ist ein Lastkraftfahrzeug gezeigt, das einen Stoßdämpfer
4, bei dem es sich um ein bekanntes Energie absorbierendes Element handelt, aufweist, der zwischen einer vorderen Stoßstange 1 und
dem Vorderende 3 eines Chassisrahmens 2 angeordnet ist. Auf dem vorderen Bereich des Rahmens 2 ist weiter eine Fahrerkabine 5 befestigt.
Desweiteren ist auf dem Rahmen 2 hinter der Fahrerkabine
5 eine hintere Ladevorrichtung 8 gehalten, die aus einem Hauptteil
6 und einem Auflagegestell 7 besteht. Eine Friktionsplatte 9 ist
zwischen dem Auflagegestell 7 und dem Rahmen 2 vorgesehen. Die Friktionsplatte
besteht aus einem Material mit einem großen Reibungskoeffizienten, z.B. einem Material, das für die Bremsbelege von
Friktionsbremsen verwendet wird. Das Auflagegestell 7, die Friktionsplatte
9 und der Rahmen 2 sind integral miteinander durch U-förmige Bolzen 10 und V-förmige Befestigungsorgane 11 unter normalen
Bedingungen verbunden. Eine Vielzahl von Puffereinrichtungen 12, von denen Details nachfolgend beschrieben werden, sind zwischen
dem Rahmen 2 und dem Auflagegestell 7 vorgesehen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für die Puffereinrichtung 12 nach
der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Puffereinrichtung 12 enthält eine erste Tragkonsole 13, die an der Außenseite
des Auflagegestells 7 mittels zweier Befestigungsschrauben 14 befestigt
oder angeschweißt ist. Eine erste Flanschbohrung 17 ist in einem ersten flanschartigen Bereich 15 der ersten Tragkonsole
13 angebracht, durch die sich eine Schraube 16 einsetzen läßt, die ein Befestigungselement bildet. Der Innendurchmesser der Bohrung
17 ist größer als der Außendurchmesser der Schraube 16. In gleicher
Weise ist eine zweite Tragkonsole 19 der Puffereinrichtung mit dem
Rahmen 2 durch zwei Befestigungsschrauben 18 verbunden. Eine zweite Flanschbohrung 21, deren Durchmesser größer als der Innendurchmesser
der ersten Flanschbohrung 17 ist, ist in einem zweiten flanschartigen
Bereich 20 der zweiten Tragkonsole 19 an einer Stelle vorgesehen,bei
der dieBohrung 21 im wesentlichen ausgerichtet zur Bohrung 17 liegt. Ein erstes Pufferelement 22 aus Kunststoff oder einem
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geschäumten Material wird zwischen dem ersten Flanschbereich 15
und einem ersten Halteelement 23 gehalten, welch letzteres auf dem zweiten Flanschbereich 20 angeordnet ist, wobei sich die
Schraube 16 durch das Pufferelement 22 hindurcherstreckt. Das erste Halteelement 23 weist einen das Pufferelement 22 haltenden
Flansch 24 und einen Führungsflansch 25 auf, mittels dem das erste
Halteelement 23 längs der Achse der Schraube 16 ruckfrei relativ
verschiebbar ist. Der Führungsflansch 25 erstreckt sich in die zweite Flanschbohrung 25. Ein plastisch verformbares zweites Pufferelement
26 ist zwischen einer Lochplatte 27 und einem zweiten Halteelement 30 angeordnet. Die Lochplatte 27 ist mit der unteren
Oberfläche der zweiten Flanschplatte 20 auf irgendeine geeignete Weise z.B. durch nicht gezeigte Schrauben oder durch Anschweißen
verbunden. Das zweite Halteelement 30 ruht auf der oberen Fläche einer Mutter 29, die auf den Gewindebereich 28 der Schraube 16
aufgeschraubt ist. Das zweite Pufferelement 26 hat einen konischen Bereich 32, der so ausgebildet ist, daß er in einen sich
verjüngenden Bohrungsbereich 31 hineinpaßt, der einen Teil der Bohrung 27' der Lochplatte 27 darstellt. Desweiteren weist das zweite
Pufferelement 26 einen vertikal sich erstreckenden Hülsenbereich 33 auf, so daß das zweite Pufferelement 26 sich integral mit der
Schraube 16 bewegt, wenn die Schraube 16 eine Kippbewegung vornimmt.
Ein nach oben vorragender konvexer Bereich 34 stellt eine Verbindung zwischen den Bereichen 32 und 33 her und sitzt in der Bohrung
27' der Lochplatte. Ein Raum 35, der durch den konischen Bereich
32 und den Hülsenbereich 33 umgeben und definiert ist, enthält ein
drittes Pufferelement 36, das aus demselben Material wie das erste
Pufferelement 22 besteht. Das zweite Halteelement 30 in Form einer
flachen Platte ist zwischen dem unteren Ende des Hülsenbereiches
33 und der Mutter 29 gehalten. Ein viertes Pufferelement 40 aus beispielsweise Hartgummi oder einem synthetischen Harz wird zwischen
einem dritten Halteelement 39 und dem ersten Flanschbereich 15 gehalten. Dabei berührt das dritte Halteelement 39 eine Unterlegscheibe
38, die am unteren Ende eines Schraubkopfes 37 angeordnet ist. Ein Flansch 41, der durch eine nach unten abgebogene Umfangskante
des dritten Halteelementes 39 gebildet ist, umgibt den oberen
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Umfang des vierten Pufferelementes 40. Bei dem zuvor beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 sind somit die Schraube 1 6 und die Mutter 29, die ein Kernelement bilden, in die erste
und zweite· Flanschbohrung 17 und 21 eingesetzt und erstrecken sich durch das erste, zweite, dritte und vierte Pufferelement 22, 26, 36
und 40 und sind mit dem Auflagegestell 7 und dem Rahmen 2 verbunden,
so daß die Pufferelemente normalerweise durch die erste und zweite Tragkonsole 13 und 19 gehalten sind, und insbesondere der konische
Bereich 32 des zweiten Pufferelementes 26 vorzugsweise in Berührung oder in Druckberührung mit dem verjüngten Bohrungsbereich 31 der
Lochplatte 27 steht.
Wenn mit einem Lastkraftfahrzeug, das mit dem ersten, zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist, ein Zusammenstoß, beispielsweise ein Frontalzusammenstoß, gegen einen äußeren Gegenstand
erfolgt, absorbiert der Stoßdämpfer 4 zwischen der Stoßstange 7 und dem vorderen Rahmenende 3 einen Teil der kinetischen Energie
beim Zusammenstoß. Wenn die Trägheitskraft der Ladevorrichtung 8 einen bestimmten Wert bei einem solchen Fahrzeugzusammenstoß überschreitet,
werden die Befestigungsorfane 11 weggebrochen oder verformt.
Die Ladevorrichtung 8 bewegt sich dann nach links, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, während sie in Flächenberührung mit der Friktionsplatte
9 oder dem Rahmen 2 steht. Die Schraube 16 dreht sich
dabei im Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 2 und kippt in eine Stellung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Insbesondere neigt sich die Schraube
16 innerhalb der Grenze , die durch den Innendurchmesser der ersten
Flanschbohrung 17 festgelegt ist, und wird das vierte Pufferelement
40 zwischen dem dritten Halteelement 39 und dem ersten Flanschbereich 15 dergestalt zusammengedrückt und verformt, daß der Verformungsbetrag
an der linken Seite größer als an der rechten Seite ist. Auch das erste Halteelement 23 kippt integral mit der Schraube
16, so daß der rechte seitliche Bereich des ersten Halteelements
23 vom zweiten Flanschbereich 20 abhebt, wodurch das erste Pufferelement 22 zwischen dem ersten Flanschbereich 15 und dem gekippten
ersten Halteelement 23 zusammengedrückt und verformt wird. Da ferner
der relative Abstand zwischen der ersten Flanschbohrung 17
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und der zweiten Flanschbohrung 21 größer wird, wird auch das zweite
Halteelement 30 zusammen mit der Schraube 16 gekippt, so daß der konische Bereich 32 des zweiten Pufferelementes 26 in die
Bohrung 27' der Lochplatte gedrückt und durch die Bohrung gezogen
wird. Folglich ist der Betrag an plastischer Verformung des zweiten Pufferelementes 26 an der rechten Seite größer als an
der linken Seite. Zur gleichen Zeit wird das dritte Pufferelement 36 zusammengedrückt und verformt, während es durch das zweite Pufferelement
26 und das zweite Halteelement 30 eingeschlossen ist. Somit kann die kinetische Energie der Ladevorrichtung 8 absorbiert
und deren Trägheitskraft infolge Druckverformung von erstem, drittem und viertem Pufferelement 22, 36 und 40 und plastischer Verformung
des zweiten Pufferelementes 26 reduziert werden.
Obgleich der Frontalzusammenstoß, bei dem die Ladevorrichtung 8 eine Relatiwerschiebung in Richtung auf das vordere Ende des Fahrzeugs
vornimmt, vorausgehend erläutert wurde, versteht es sich, daß die Puffereinrichtung 12 eben so glatt unter irgendeiner winkelmäßigen
Relativbewegung der Ladevorrichtung 8,z.B. eine schräge Versetzung
nach vorne oder eine Querversetzung, arbeitet.
Somit wird bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nicht nur die kinetische Energie der Ladevorrichtung 8 in wirksamer Weise
durch eine Vielzahl von Puffereinrichtungen 12, bestehend aus vier Pufferelementen 22, 26, 36 und 40, die um die Schraube 16
angeordnet sind, welche in Verbindung mit der Mutter 29 die Ladevorrichtung am Rahmen 2 befestigt, absorbiert, sondern auch Vibrationen
der Ladevorrichtung 8 oder des Rahmens 2, die am Fahrzeug während normaler Betriebsbedingungen auftreten. Ein weiterer Vorteil
der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß ein abmessungsgemäßer Fehler zwischen der Ladevorrichtung 8 und dem Rahmen in
einfacher Weise bei Anbringung der Ladevorrichtung auf dem Rahmen kompensiert werden kann, selbst wenn eine Verformung der Ladevorrichtung
oder des Rahmens oder Herstellungsfehler bei der Fertigung
der Ladevorrichtung oder des Rahmens 2 vorliegen, da die
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inneren Durchmesser von erster und zweiter Flanschbohrung 17 und
21 relativ größer als der Außendurchmesser der Schraube 16 sind. Ferner wird durch Vorsehen dieser Art von kompakten Puffereinrichtungen
12 zwischen der Ladevorrichtung und dem Rahmen eines ausreichende Sicherheit für das Bedienungspersonal erzielt. Dabei
ist der zum Anbringen der Puffereinrichtungen am Fahrzeug erforderliche
Raum gering.
Obschon bei dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die Puffereinrichtungen zwischen der Ladevorrichtung und dem Rahmen
des Fahrzeugs vorgesehen sind, kann eine Puffereinrichtung 42 auch zwischen der Fahrerkabine 5 und dem Rahmen gemäß Fig. 1
vorgesehen werden. Durch Vorsehen von nicht gezeigten Puffereinrichtungen zwischen dem Fahrgastraum und dem Rahmen von Pkw kann
die Motorhaube des Fahrzeugs, die gegenwärtig bewußt langer gemacht
wird, um bei Zusammenstoß einen besonderen Knautschbereich zu erzielen, verkürzt werden, so daß der Fahrgastraum langer gemacht
werden kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel für die Puffereinrichtung gemäß Fig. 5 besteht der alleinige Unterschied gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel darin, daß das vierte Pufferelement 40 weggelassen ist, während ansonsten der konstruktive Aufbau und die Arbeitsweise
im wesentlichen die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist.
Das in Fig. 6 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß
das dritte Pufferelement 36 nicht vorgesehen ist, während ebenfalls ansonsten der konstruktive Aufbau und die Arbeitsweise im wesentlichen
die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind.
Beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 besteht der Unterschied
in seinem konstruktiven Aufbau gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß das dritte Pufferelement 36 zwischen
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dem verjüngten Bohrungsbereich 31 der Lochplatte 27 und dem konischen
Bereich 32 des zweiten Pufferelementes 26 vorgesehen ist, während beim ersten Ausführungsbeispiel das dritte Pufferelement
36 in dem Raum 35 im zweiten Pufferelement 26 angeordnet war. Ansonsten wird man feststellen, daß der übrige konstruktive Aufbau
und die Arbeitsweise im wesentlichen die gleichen sind, wie bei dem eingangs beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Ein
weiteres Pufferelement kann in dem Raum 35 der durch den konischen Bereich 32 und den Hülsenbereich 33 definiert ist, zusätzlich zum
Pufferelement 36 vorgesehen werden, das in dem Raum zwischen dem konischen Bereich 32 und dem verjüngten Bohrungsbereich 31 gemäß
Fig. 8 angeordnet ist.
Das erste, dritte und vierte Pufferelement besteht einfach aus Gummi bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, doch
kann es auch aus einem metallischen Material mit einer Bienenwabenkonstruktion in ihrem Inneren oder aus Gummi mit derselben Konstruktion
gefertigt sein.. Anstelle des konischen Bereichs 32 des zweitenPuf ferelementes 26" kann auch eine quadratische Pyramide
oder irgendeine geeignete Pyramide verwendet werden.
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Claims (15)
- Patentansprüche( 1.j Puffereinrichtung für ein Fahrzeug, dadurch g e -le nnzeichnet, daß ein Befestigungselement (16, 29) in Bohrungen (17, 21) in der Fahrerkabine oder einem Auflagegestell (8) und dem Chassisrahmen (2) des Fahrzeugs eingesetzt ist, und daß die Puffereinrichtung (12) am Befestigungselement gehalten ist und wenigstens entweder mit der Fahrerkabine oder dem Auflagegestell oder dem Chassisrahmen in Berührung steht, wobei das Befestigungselement so ausgebildet ist, daß es lose in wenigstens einer der Bohrungen sitzt, wobei Befestigungselement und Puffereinrichtung normalerweise eine Relativbewegung zwischen der Fahrerkabine oder dem Auflagegestell und dem Chassisrahmen verhindern, während das Befestigungselement verschwenkbar ist, um die Puffereinrichtung zur Absorption von Energie zu verformen, wenn die Fahrerkabine oder das Auflagegestell relativ zum Chassisrahmen durch eine auf das Fahrzeug einwirkende Stoßkraft bewegt wird, die einen bestimmten Wert überschreitet.
- 2. Puffereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus einer Schraube (16) und einer Mutter (29) besteht.
- 3. Puffereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eichnet, daß die Bohrungen (17, 21)in Flanschbereichen (15, 20) von einer ersten, an der Fahrerkabine oder dem Auflagegestell (8) befestigten Tragkonsole (13) und einer zweiten, am Chassisrahmen (2) befestigten Tragkonsole (19) vorgesehen sind.
- 4. Puffereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein erstes Pufferelement (22) enthält, das zwischen den Flanschbereichen (15, 20) von erster und zweiter Tragkonsole (13, 19) vorgesehen ist, und daß diese ein zweites Pufferelement (26) aufweist, das zwischen einem der609842/0245 - 11 -Flanschbereiche und entweder der Mutter (29) oder dem Kopf (37) der Schraube (16) angeordnet ist, wobei sich die Schraube durch das erste und zweite Pufferelement erstreckt.
- 5. Puffereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e kennz eichnet, daß das erste Pufferelement (22) aus nachgiebigem Material besteht.
- 6. Puffereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pufferelement (26) plastisch verformbar und durch eine Bohrung (27') einer auf dem einen Flanschbereich (20) angeordneten Lochplatte (27) ziehbar ist.
- 7. Puffereinrxchtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Halteelement (24) zum Halten des ersten Pufferelementes (22) in Berührung mit einem der Flanschbereiche angeordnet ist, und daß ein zweites Halteelement(30) zum Halten des zweiten Pufferelementes (26) mit der Mutter (29) oder dem Kopf (37) der Schraube (16) in Berührung steht.
- 8. Puffereinrxchtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pufferelement (26) einen in die Bohrung (27') der Lochplatte hineingelangenden plastisch verformbaren Bereich (32) und einen Hülsenbereich (33) hat, so daß sich die Schraube (16) durch das zweite Pufferelement erstrecken kann.
- 9. Puffereinrxchtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (32) konisch gestaltet ist.
- 10. Puffereinrxchtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Pufferelement (36) in einem Raum vorgesehen ist, der durch den Bereich (32) und den Hülsenbereich (33) gebildet ist.- 12 60984 2/0245
- 11 . Puffereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein viertes Pufferelement (40) zwischen entweder dem Kopf (37) der Schraube (16) oder der Mutter (29) und dem anderen der Flanschbereiche (15, 20) vorgesehen ist.
- 12. Puffereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Pufferelement (40) aus nachgiebigem Material besteht und eine Bohrung hat, durch die sich die Schraube (16) hindurcherstreckt.
- 13. Puffereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Halteelement (39) zwischen dem vierten Pufferelement (40) und entweder dem Kopf (37) der Schraube (16) oder der Mutter (29) vorgesehen ist.
- 14. Puffereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Pufferelement (36) zwischen dem Bereich (32) und der Lochplatte (27) vorgesehen ist.
- 15. Puffereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Pufferelement in einem Raum vorgesehen ist, der durch den Bereich (32) und den Hülsenbereich (33) definiert ist.609842/0 24Leerse ite
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