DE1430887C3 - Hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung zum Anschluß an eine außenliegende Druckmittelquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung zum Anschluß an eine außenliegende Druckmittelquelle für Fahrzeuge, bei dem eine einen Arbeitskolben tragende hohle Kolbenstange druckdicht und verschiebbar in einem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Arbeitszylinder geführt ist, dessen hydraulischer Arbeitsraum über ein den Druck übertragendes Trennelement mit einem als Feder wirkenden Gasfederraum in Wirkverbindung steht, bei dem ein Innenraum der hohlen Kolbenstange mit einem Druckmittelabfluß in Verbindung steht und bei einer Auswärtsbewegung des Arbeitskolbens über eine vorgegebene statische Normallage hinaus (Abregelbereich) durch ein Abregelventil, dessen Ventilkörper durch eine am Arbeitszylinder abgestützte Ventilfeder gegen seinen Ventilsitz am Arbeitskolben ge-

drückt wird und durch eine zylinderachsparallele oder zur Zylinderachse koaxiale Steuerstange von diesem Ventilsitz abgehoben werden kann, mit dem Arbeitsraum verbunden wird, und bei dem ein den Arbeits-

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raum bei einer Einwätsbewegung des Arbeitskolbens des Arbeitskolbens bei wechselnder statischer über die vorgegebene statische Normallage hinaus Fahrzeuglast einzuhalten, und zur Steuerung der (Aufregelbereich) mit der außenliegenden Druck- Durchflußmenge einen hubabhängig veränderlichen mittelquelle verbindendes Aufregelventil vorgesehen Querschnitt aufweist. ._T
ist, das durch die gleiche Steuerstange betätigbar ist 5 Schließlich ist es bei einem von den Luftfedern wie das Abregelventil. Durch das Prinzip der gemein- baulich getrennten Niveauregelventil für Fahrzeugsamen Betätigung von Auf-und Abregelventil mittels Luftfederungen (deutsches Gebrauchsmuster 1781 derselben Steuerstange ist es bei einem derartigen 290) bekannt, zum Auf- und Abregein ein gemein-Federbein erforderlich, daß die beiden Ventile einen sames" federbelastetes Ventilschließplättchen vorzugegenseitigen Mindestabstand gleich dem halben Hub io sehen, das von einem gleitend in einer Gehäusebohrung des Arbeitskolbens aufweisen, und beim Einfedern des Niveauregelventils gelagerten und auf Abstandsdes Arbeitskolbens aus seiner Normallage heraus änderungen zwischen Radachse und Aufbau ansprezu vermeiden, daß die mit dem Abregelventil zu- chenden Ventilstößel zur Aufregelung von seinem sammenarbeitenden Anschlagmittel der Steuerstange gehäusefesten Sitz abgehoben werden kann. Der an dem Aufregelventil anschlagen. 15 Ventilstößel bildet mit seinem Ende, mit dem er das Bei einem bekannten Federbein dieser Art (deut- so gebildete Aufregelventil betätigt, gleichzeitig den sches Gebrauchsmuster 1 833 520) ist die Steuer- Ventilsitz des Abregelventils, dessen Verschlußkörper stange an einem Ende fest mit dem Arbeitszylinder ebenfalls durch das genannte Ventilschließplättchen verbunden, während Auf- und Abregelventil, als gebildet wird. In seiner Ruhestellung sperrt das Ven-Sitzventile ausgebildet, in. der Kolbenstange liegen. 20 tilschließplättchen eine unter Speicherdruck stehende Durch diese Anordnung ist die Länge der Steuer- Hochdruckkammer des Ventilgehäuses gegenüber stange mindestens gleich dem vollen Hub des Arbeits- einem mit der Luftfeder in offener Verbindung "stekolbens, und insbesondere wegen ihrer großen Länge henden Steuerabschnitt der Gehäusebohrupg für den muß die Steuerstange sowohl genau geführt als auch Ventilstößel ab. Ist der Normalabstand zwischen genau bearbeitet sein, damit ihr freies Ende beim 25 Radachse und Aufbau eingeregelt, liegt die den Aufregelvorgang stets mit Sicherheit in den engen Ventilsitz des Abregelventils bildende Stirnfläche des Ventildurchgang des Aufregelventils zum Aufstoßen Ventilstößels ebenfalls am Ventilschließplättchen an, des Ventilschließglieds eintreten kann. so daß ein zur Atmosphäre offener und in diese Bei einem bekarinten selbstpumpenden hydro- Stirnfläche ausmündender Abregelkanal im Ventilpneumatischen Federbein mit innerer Niveauregelung 30 stößel ebenfalls gegenüber dem Steuerabschnitt abifranzösische Patentschrift 1 207 540) ist das eine gesperrt ist. Auf- und Abregelventil liegen demzu-Ende eines als Tauchkolben in einer Pumpenkammer folge in einer Ebene, so daß die Übertragung dieser des Arbeitszylinders arbeitenden Pumpenstengels bekannten Ventilanordnung auf ein Federbein der mit dem Arbeitskolben fest verbunden, während das eingangs genannten Art wegen des.bei diesem erandere freie Ende des Pumpenstengels beim Aus- 35 forderlichen Abstands zwischen Auf- und Abregelfedern des Arbeitskolbens zum Abregein das Saug- ventil nicht möglich ist.

ventil der Pumpenkammer öffnet. Da das Druckventil ■ Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe der Pumpenkammer zum Abregein und zur Aus- besteht darin, ein Federbein der eingangs genannten schaltung der Pumpwirkung nicht aufgestoßen, son- Art zu schaffen, bei dem die Steuerstange nicht wedem durch eine schieberartige Steuerung überbrückt 40 sentlich langer als der erforderliche Mindestabstand wird und daher in seiner Lage vom Saugventil unab- zwischen Auf- und Abregelventil ist. ^;
hängig ist, treten bei diesem bekannten Federbein die Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch der Erfindung zugrunde liegenden Probleme nicht gelöst, daß die Steuerstange an ihrem einen Ende mit auf. . dem Ventilkörper des Abregelventils fest verbunden Dies ist auch der Fall bei einem bekannten Feder- 45 ist und an ihrem anderen Ende, mit dem sie das Aufbein mit innerer Niveauregelung" zum Anschluß an regelventil betätigt, das an der dem Arbeitskolben eine außenliegende Druckmittelquelle (USA.-Patent- gegenüber liegenden Stirnseite des Arbeitszylinders schrift 2 915 307), bei dem eine einen Arbeitskolben angeordnet ist, derart im Arbeitszylinder verschiebtragende hohle Kolbenstange druckdicht und ver- bar geführt ist, daß sie im Aufregelbereich einer Beschiebbar in einem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten 50 wegung des Arbeitskolbens unbegrenzt folgen kann. Arbeitszylinder geführt ist, dessen hydraulischer Ar- und im Abregeibereich durch einen Anschlag ziibeitsraum über ein den Druck übertragendes Trenn- rückgehalten wird, so daß sie mit dem Ventilkörper element mit einem als Feder wirkenden Gasfeder- des Abregelventils vom Arbeitskolben abhebt,
raum in Wirkverbindung steht und bei dem der Ar- Bei dem Federbein nach der Erfindung baut die beitsraum über einen Innenraum der hohlen Kolben- 55 Steuerstange nicht wesentlich länger als der halbe stange mit einem Druckmittelabluß in einer einen Hub des Arbeitskolbens. Steuerstange und Ventilkonstanten Abfluß zulassenden offenen Verbindung schließglied des Abregelventils können als integriertes steht und das eine Ende einer zur Zylinderachse Funktionsteil vormontiert sein. Da die Kolbenstange koaxialen Steuerstange, die den Druckmittelzufluß nur das Abregelventil aufnimmt und daher lediglich steuert, mit dem Arbeitszylinder fest verbunden ist. 60 eine Druckleitung aufweisen muß, ist die Herstellung Bei diesem Federbein wird der. Arbeitsraum ständig dieses Federbein-Teils durch die Erfindung vereinvon Druckmittel durchströmt. In den Druckmittel- facht.

abfluß ist ein von der Steuerstange unbeeinflußter Bei dem bekannten Federbein nach dem deutschen konstanter Drosselquerschnitt eingeschaltet, während Gebrauchsmuster 1 833 520 sind dem Aufregelventil die Steuerstange ausschließlich den veränderlichen 65 mit der Steuerstange zusammenarbeitende Führungs-Querschnitt eines in der Kolbenstange sitzenden und mittel vorgelagert, um das freie Ende der Steuerstange in den Druckmittelzulauf des Arbeitsraumes einge- beim Auf regeln in den Ventildurchgang einzufädeln, schalteten Drosselventils steuert, um die Normallage Diese Maßnahmen sind mit einem hohen Bearbei-

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tungsaufwand verbunden und deswegen bei dem hälften sind gegenüber einem Fahrzeugaufbau sowohl Federbein nach der Erfindung dadurch vermieden, durch Federn abgestützt als auch mittels Lenkern in daß ein Ventilkörper des Aufregelventils außerhalb Fahrzeuglängs- und -querrichtung geführt,
des Arbeitsraums in einer axialen Bohrung an der An je einer festen Konsole 4 bzw. 5 der beiden

Stirnseite des Arbeitszylinders angeordnet ist, die 5 Achshälften ist ein Federteller 37 bzw. 38 befestigt, auch den Ventilsitz des Aufregelventils enthält, wel- und zwischen den Federtellern ist eine Schraubencher von der Steuerstangc durchsetzt wird. feder 39 eingespannt. Wirkungsmäßig parallel zur

Um bei dem Federbein nach der Erfindung ein Schraubenfeder 39 ist ein hydropneumatisches Federschnelleres Ansprechen der Niveauregelung bei grö- bein 6 geschaltet, dessen Kolbenstange 7 an der Konßeren Belastungsänderungen zu erreichen, ist es io sole 4 und dessen Arbeitszylinder 8 an der Konsole 5 zweckmäßig, daß der den Ventilsitz des Aufregel- angelenkt sind. Die Kolbenstange 7 ist mittels eines ventils durchsetzende Teil der Steuerstange in an Dichtungsverschlusses 11, 12 im Arbeitszylinder 8 sich bekannter Weise zur Steuerung der Durchfluß- druckdicht und verschiebbar geführt. Die Kolbenmenge einen hubabhängig veränderlichen Querschnitt stange 7 arbeitet als Plungerkolben in einem hydrauaufweist. »5 lischen Arbeitsraum 10 des Arbeitszylinders 8 und

Der Ventilkörper des Abregelventils ist nach dem trägt einen Arbeitskolben 9, der den Arbeitsraum 10 Abheben von seinem Sitz an der Kolbenstange bei in zwei Kammern unterteilt, zwischen denen bei dem Federbein nach der Erfindung in vorteilhafter Kolbenbewegungen eine Druckmittelströmung über Weise dadurch in einer mit dem Sitz fluchtenden Lage Drosselkanäle 36 stattfindet, die den Arbeitskolben 9 gerichtet, daß der Ventilkörper des Abregelventils 20 durchsetzen und von bekannten Dämpfungsventilen durch ein manschettenartiges Führungsstück im beherrscht sein können. Im übrigen ist der Arbeits-Arbeitszylinder geführt ist. Auf diese Weise ist auch kolben 9 mittels Paßstiften 35 an der Kolbenstange 7 das mit diesem Ventilkörper verbundene Ende der befestigt.

Steuerstange im Arbeitszylinder geführt. Um auch Der Arbeitsraum 10 steht über einen 'exzentrisch

das andere Ende der Steuerstange entsprechend zu 35 zur Zylinderachse liegenden Zylinderanschluß 13 in lagern, ist es zweckmäßig, daß eine Öffnung im Ven- nicht gezeigter Weise mit der hydraulischen Kammer tilsitz und/oder dessen Ventilkörper zur Führung der eines als Feder wirkenden hydropneumatischen Steuerstange ausgebildet sind. Speichers in offener Verbindung.

Eine Ausführungsform des Federbeins nach der Das hydropneumatische Federbein 6 dient zur

Erfindung ist dadurch baulich einfach und vorteilhaft, 30 Anpassung der Federhärte der Ausgleichsfederung daß der Ventilkörper des Aufregelventils fest mit der an wechselnde statische Fahrzeuglasten, um die Steuerstange verbunden ist und zusammen, mit sei- relative Winkelstellung der Achshälften zueinander nem Ventilsitz den Anschlag zum Zurückhalten der gleich zu halten. Zu diesem Zweck kann der Arbeits-Steuerstange im Abregeibereich bildet. Bei dieser raum 10 mittels eines Aufregelventils 24 an eine Ausführungsform ist eine besondere Schließfeder für 35 außenliegende, nicht gezeigte Druckquelle bzw. mitdas Aufregelventil eingespart, da die am Arbeitszylin- tels eines Abregelventils 29 an eine gleichfalls außender abgestützte Ventilfeder des Abregelventils über . liegende und nicht gezeigte druckentlastende Rückdie Steuerstange den Ventilkörper des Aufregelven- laufleitung angeschlossen werden. Die beiden koaxial tils auf seinen Ventilsitz drückt, wenn der Ventil- zur Zylinderachse liegenden Ventile, Aufregelventil körper des Abregelventils von seinem Ventilsitz am 4° 24 und Abregelventil 29, werden durch eine gemein-Arbeitskolben abhebt. same ebenfalls koaxial zur Zylinderachse sowie

Bei Verwendung des Federbeins nach der Erfindung zwischen den Ventilen liegende Steuerstange 26 beals Ausgleichsfeder zwischen den beiden unabhängig tätigt, deren Länge etwa gleich dem halben Hub der aufgehängten Rädern der Hinterachse eines Fahr- Kolbenstange 7 ist.

zeugs ist die Änderung des Radsturzes ohne aufwen- 45 Das Aufregelventil 24 liegt in einem Zylinderandige Montagearbeit auf einfache Weise dadurch Schluß 16 des Arbeitszylinders 8. In eine in den Armöglich, daß der Ventilsitz des Aufregelventils und/ beitsraum 10 mündende Bohrung 14 des Zylinderoder des Abregelventils in der Bewegungsrichtung anschlusses 16 ist ein Führungsrohr 18 eingeschraubt des Arbeitskolbens verstellbar angeordnet ist. Diese (Gewinde 17 und 19), das gegen die Bohrung 14 Ventilsitz-Verstellung kann z. B. für das Aufregel- 50 durch eine Dichtung 22 abgedichtet ist. Das Fühventil baulich so verwirklicht sein, daß ein gegenüber rungsrohr 18 ist durch eine Kontermutter 20 gegendem Arbeitsraum druckdicht abgedichtetes Führungs- über dem Arbeitszylinder 8 gesichert und an seinem rohr mehr oder weniger tief in den Arbeitszylinder äußeren Ende mit einem Anschlußstück 21 für eine einschraubbar ist und an seinem inneren Ende den Druckleitung versehen. An seinem inneren Ende trägt Ventilsitz des Aufregelventils trägt. 55 das Führungsrohr 18 einen Ventilsitz 23, der von der

Ein Ausführungsbeispiel des Federbeins nach der Steuerstange 26 verschiebbar, jedoch im wesentlichen Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung im spielfrei durchsetzt wird. Das den Ventilsitz 23 nach einzelnen beschrieben. außen durchsetzende Ende der Steuerstange 26 ist

In der Zeichnung ist die Ausgleichsfederung einer mit einem mit dem Ventilsitz 23 zusammenarbeitenbekannten Eingelenk-Pendelhinterachse eines Kraft- 60 den Ventilkörper 25 verbunden,
fahrzeuge — teilweise in einem zur Fahrzeuglängs- Das Abregelventil 29 weist einen mit einem Ventilachse senkrechten Schnitt — dargestellt. sitz 30 an der Kolbenstange 7. zusammenarbeitenden

Ein Achsantriebsgehäuse 1 der Pendelhinterachse Ventilkörper 28 auf, der durch ein im Arbeitszylinist ein starres Teil einer nicht näher dargestellten der 8 verschiebbares Führungsstück 31 radial geführt linken Achshälfte und in nicht gezeigter Weise an 65 und mit der Steuerstange 26 fest verbunden ist. Das einem Rahmenquerträger aufgehängt. An einem Ge- Führungsstück 31 ist mit axialen Durchbrechungen lenk 2 des Achsantriebsgehäuse 1 ist eine rechte Achs- 32 für den Durchtritt des Druckmittels versehen, hälfte 3 der Pendelhinterachse angelenkt. Beide Achs- In den Ventilsitz 30 mündet eine Kolbenstangen-

bohrung 15 aus, die in nicht gezeigter Weise mit der druckentlasteten Rücklaufleitung verbunden ist.

Eine konzentrisch zur Steuerstange 26 im Arbeitsraum 10 angeordnete Ventilfeder 33 stützt sich an einem Ende am Führungsstück 31 und am anderen Ende über einen Federteller 34 am Arbeitszylinder 8 ab.

Die Steuerstange 26 ist ferner mit einer mit dem Ventilsitz 23 zusammenarbeitenden Querschnittsverengung 27 versehen, um bei stärkerer Belastungszunahme einen schnelleren Druckanstieg zu erzielen.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Federbeins nach der Erfindung ist folgende:

In der gezeichneten Stellung befindet sich die Kolbenstange 7 des Federbeins 6 in der Normallage, in welcher das Auf regelventil 24 und das Abregelventil 29 geschlossen sind. Wird die Fahrzeugbelastung erhöht, so federt die Kolbenstange 7 ein, wodurch das Aufregelventil 24 öffnet und die Druckquelle das Druckniveau im Arbeitsraum 10 und damit die Ausschubkraft der Kolbenstange 7 so weit erhöht, daß die Kolbenstange 7 in ihre Normallage zurückfedert. Bei diesem Aufregeln ist das Abregelventil 29 zwangläufig durch die Wirkung der Ventilfeder 33 geschlossen.

Wird die der Normallage der Kolbenstange 7 entsprechende Fahrzeugbelastung vermindert, federt die Kolbenstange 7 aus und das Abregelventil 29 öffnet, wodurch das Druckniveau im Arbeitsraum 10 und damit die Ausschubkraft der Kolbenstange so weit vermindert wird, bis die Kolbenstange 7 in ihre Normallage zurückfedert. Während dieser Abregelphase ist das Aufregelventil 24 durch die Wirkung der Ventilfeder 33 geschlossen.

Durch enges Spiel zwischen dem Ventilsitz 23 und der Steuerstange 26 sowie durch eine Verkürzung der Querschnittsverengung 27 kann eine erwünschte Trägheit in der Steuerung erzielt werden.

Die durch die Schraubverstellung des Führungsrohrs 18 mögliche Verlagerung des Ventilsitzes 23 gegenüber dem Arbeitszylinder 8 gestattet es, die Normallage der Kolbenstange 7 und damit den Hinterachssturz des Fahrzeugs auf einfache und vorteilhafte Weise zu ändern. ■-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung zum Anschluß an eine außenliegende Druckmittelquelle für Fahrzeuge, bei dem eine einen Arbeitskolben tragende hohle Kolbenstange druckdicht und verschiebbar in einem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Arbeitszylinder geführt ist, dessen hydraulischer Arbeitsraum über ein den Druck übertragendes Trennelement mit einem als Feder wirkenden Gasfederraum in Wirkverbindung steht, bei dem ein Innenraum der hohlen Kolbenstange mit einem Druckmittelabfluß in Verbindung steht und bei einer Auswärtsbewegung des Arbeitskolbens über eine vorgegebene statistische Normallage hinaus (Abregeibereich) durch ein AbregelventH, dessen Ventilkörper durch eine am Arbeitszylinder abgestützte Ventilfeder gegen seinen Ventilsitz am Arbeitskolben gedrückt wird und durch eine zylinderachsparallele oder zur Zylinderachse koaxiale Steuerstange von diesem Ventilsitz abgehoben werden kann, mit dem Arbeitsraum verbunden wird, und bei dem ein den Arbeitsraum bei einer Einwärtsbewegung des Arbeitskolbens über· die vorgegebene statistische Normallage hinaus (Aufregelbereich) mit der außenliegenden Druckmittelquelle verbindendes Aufregelventil vorgesehen ist, das durch die gleiche Steuerstange betätigbar ist wie das Abregelventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (26) an ihrem einen Ende mit dem Ventilkörper (28) des Abregelventils (29) fest verbunden ist und an ihrem anderen Ende, mit dem sie das Aufregelventil (24) betätigt, das an der dem Arbeitskolben (9) gegenüber liegenden Stirnseite des Arbeitszylinders (8) angeordnet ist, derart im Arbeitszylinder (8) verschiebbar geführt ist, daß sie im Aufregelbereich einer Bewegung des Arbeitskolbens (9) unbegrenzt folgen kann und im Abregelbereich durch einen Anschlag (Ventilkörper 25) zurückgehalten wird, so daß sie mit dem Ventilkörper (28) des Abregelventils (29) vom Arbeitskolben (9) abhebt.

2. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkörper (25) des Aufregelventils (24) außerhalb des Arbeitsraums (10) in einer axialen Bohrung (14) an der Stirnseite des Arbeitszylinders (8) angeordnet ist, die auch den Ventilsitz (23) des Aufregelventils (24) enthält, welcher von der Steuerstange (26) durchsetzt wird.

3. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ventilsitz (23) des Aufregelventils (24) durchsetzende Teil der Steuerstange (26) in an sich bekannter Weise zur Steuerung der •Durchflußmenge einen hubabhängig veränderlichen Querschnitt aufweist.

4. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (28) des Abregelventils (29) durch ein manschettenartiges Führungsstück (31) im Arbeitszylinder (8) geführt ist.

5. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 und 2 oder 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine öffnung im Ventilsitz (23) des Aufregelventils (24) und/oder dessen Ventilkörper (25) zur Führung der Steuerstange (26) ausgebildet sind.

6. Hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (25) des Aufregelventils (24) fest mit der Steuerstange (26) verbunden ist und zusammen mit seinem Ventilsitz (23) den Anschlag zum Zurückhalten der Steuerstange im Abregelbereich bildet.

7. Hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Arbeitszylinder (8) abgestützte Ventilfeder (33) des Abregelventils (29) über die Steuerstange (26) den Ventilkörper (25) des Aufregelventils (24) auf seinen Ventilsitz (23) drückt, wenn der Ventilkörper (28) des Abregelventils (29) von seinem Ventilsitz (30) am Arbeitskolben (9) abhebt.

8. Hydropneumatisches Federbein^nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (23 und/oder 30) des Aufregelventils (24) und/oder des Abregelventils (29) in der Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (9) verstellbar angeordnet ist.

9. Hydropneumatisches Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüber dem Arbeitsraum (10) druckdicht abgedichtetes Führungsrohr (18) mehr oder weniger tief in den Arbeitszylinder (8) einschraubbar ist und an seinem inneren Ende den Ventilsitz (23) des Aufregelventils (24) trägt.

10. Hydropneumatisches Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenüber dem Arbeitszylinder (8) schraubbewegliche Führungsrohr (18) durch wenigstens eine Kontermutter (20) arretierbar ist.