CN101608652A - 一种用于可伸缩地可移动部件的调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁定装置，用于可释放地锁定内部部件和外部部件(1、3)，其中内部部件(1)可相对于外部部件(3)轴向移动，所述外部部件具有锁定元件，该锁定元件包括管状夹紧装置，该管状夹紧装置具有由纵向槽形成的狭缝，所述管状夹紧装置在纵向槽每一侧上都具有一个向外定向的唇缘(402，402)，所述两个唇缘分别沿着纵向槽设置并且包括彼此背向的楔表面(203’，203’)，该锁定装置的特征在于：锁定元件包括一个套筒(437)，该套筒被固定连接到外部部件，所述管状夹紧装置以相应的间隔配合在套筒(437)中，所述套筒包括能够与管状夹紧装置的楔表面(203’，203’)相互配合的面对的楔表面(204’，204’)；并且所述管状夹紧装置由热塑性材料制成。

Description

一种用于可伸缩地可移动部件的调整装置

技术领域

本发明涉及一种具有两个可互相滑动进去的部件的锁定装置，例如一种长度可调整的工具的轴。所述轴在一端的外部部件上具有锁定元件。该锁定元件可通过操纵元件操纵，所述操纵元件经由连动元件沿着朝向外部部件上的另一端的方向与锁定元件相隔一定距离，所述连动元件沿着平行于所述外部部件的纵向轴可滑动或者绕着该轴可旋转。

背景技术

在WO02/18802A1中描述了一种装置，该装置主要适用于具有伸缩功能的工具轴。该装置包括管状部件、可以被互相相对锁定的内部部件和外部部件。借助于安全安装在外部部件的一端上的锁定元件下完成该锁定。借助于外部部件的另一端上的操纵元件完成开锁。借助于外部部件上的两端之间的连动元件完成开启力(opening force)的传递。在本说明书中，建议了多种不同变型的连动元件。连动元件的优选实施例是插在内部部件和外部部件之间的薄钢带。

这个实施例功能良好，但是生产成本高。不但对于需要开孔和切割的带的成本是高的，而且安装麻烦且费时。至今已知的连动元件的其余变型中也没有一种致使生产成本的任何实质性的降低。除了锁定部分之外，管系统占了成本的一个主要部分。尤其是外部部件是昂贵的。一个原因就是耐用性和外部管表面的苛刻需求。外部部件通常是由已经以某种方法来处理其表面的硬质铝制成。它必须能够承受正常操作而不被伤害，这就需要至少1毫米的厚度。此外，因为表面被用来抓握，所以理想的是，该表面被油漆。也使用受过阳极氧化处理的表面，但是经验证明这样做抓握太凉。

发明内容

本发明的目的是实现一种根据使得可以以与已知的变型方案相比明显较低的成本制造的进入(ingress)的装置。

通过一种具有两个可互相滑动进去的部件锁定装置例如一种长度可调整的工具的轴达到了该目的。所述轴在外部部件的一端上具有锁定元件。锁定元件可通过操纵元件操纵，所述可操纵元件经由连动元件沿着朝向外部部件上的另一端的方向与锁定元件相隔一定距离，所述连动元件沿着平行于所述外部部件的纵向轴可滑动或者绕着该轴可旋转。所述连动元件包括由聚合材料制成的管。所述管封装所述外部部件，且所述外部部件具有薄壁的未加工的金属管，优选硬质铝管。

按本发明的锁定装置，用于可释放地锁定内部部件和外部部件，其中内部部件可相对于外部部件轴向移动，所述外部部件具有锁定元件，该锁定元件包括管状夹紧装置，该管状夹紧装置具有由纵向槽形成的狭缝，所述管状夹紧装置在纵向槽每一侧上都具有一个向外定向的唇缘，所述两个唇缘分别沿着纵向槽设置并且包括彼此背向的楔表面，该锁定装置的特征在于：锁定元件包括一个套筒，该套筒被固定连接到外部部件，所述管状夹紧装置以相应的间隔配合在套筒中，所述套筒包括能够与管状夹紧装置的楔表面相互配合的面对的楔表面；并且所述管状夹紧装置由热塑性材料制成。

借助于操纵元件，所述锁定元件的所述第一对楔表面和/或第二对楔表面相对于所述管状夹紧装置的与其相互作用的楔表面能够移动。

所述锁定装置包括弹簧，所述弹簧能够影响所述锁定元件的楔表面，以使所述锁定元件的所述第一对楔表面和/或第二对楔表面相对于所述管状夹紧装置的与其相互作用的楔表面能够移动。

所述管状夹紧装置的纵向槽是楔形的，具有成对彼此面向的楔表面。

所述管状夹紧装置的纵向槽在两端是楔形的，并且在管状夹紧装置的彼此朝向的表面上形成了四个楔表面，其中，所述第一部件具有一个带有所述第一对楔表面的楔子而所述第二部件具有一个带有所述第二对楔表面的另一楔子。

在管状夹紧装置的纵向槽的每一侧上分别设有一个向外定向的唇缘，所述两个唇缘具有成对彼此背向的楔表面。

所述两个唇缘包括在轴向上彼此相对的两对楔表面，其中，所述第一部件具有一个带有所述第一对楔表面的楔槽而所述第二部件具有一个带有所述第二对楔表面的另一楔槽。

所述第一部件和所述第二部件分别设计成套筒。

附图说明

参照附图来更加详细地描述本发明，然而该附图用于解释但不限制本发明。

图1是示出了具有根据本发明装置的工具轴的缩短侧视图。

图2是主要示出了锁定元件的侧视图。

图3是示出了该锁的打开系统的细节的侧视图。

图4是示出了根据图1所示的装置的上部处于锁定位置的局部剖开的侧视图。

图5是示出了根据图1所示的装置的下部处于锁定位置的局部剖开的侧视图。

图6是示出了根据图1所示的装置的上部处于释放位置的局部剖开的侧视图。

图7是示出了根据图1所示的装置的下部处于释放位置的局部剖开的侧视图。

图8是示出了具有牵拉操纵元件(pulling maneuvering member)的装置处于关闭位置的侧视图。

图9示出了根据图8所示的装置处于打开位置的视图。

图10主要示出了锁定元件的侧视图。

图11是示出了根据图10所示的锁定元件沿箭头A方向的横截面视图。

图12是示出了楔、连动元件和操纵元件的侧视图。

图13是示出了根据欧洲视图定位从下面看到的图12的组件视图。

图14是示出了根据图10所示的锁定元件、安装在与内部部件处于锁定位置的外部部件上的根据图12的装置的局部剖开的侧视图。

图15示出了根据图14所示的装置处于释放位置的视图。

图16是示出了安装在外部部件上且具有安全锁定的内部部件的锁定元件的局部剖开侧视图，其中楔子具有可选的形状。

图17是示出了根据除楔子以相反的方向被楔入以外的图14所示的装置。

图18是示出了具有弯管和软管且具有根据本发明的锁定装置的真空吸尘器轴(vacuum cleaner shaft)的侧视图。

图19是示出了图18的圈住部分的剖开的放大视图。

图20是示出了具有在其上安装的真空吸尘器管嘴的真空吸尘器轴的下部的局部侧视图。

图21是根据图18中所示的装置的侧视图，且示出了连动元件和操纵元件的可选实施例。

图22示出了可伸缩调整轴的上部的局部横截面视图。

图23示出了根据图22所示的轴的下部的局部横截面视图。

图24是示出了楔子装置的局部剖开的侧视图。

图25是示出了具有夹爪的套筒的局部剖开侧视图。

图26是示出了根据图25所示的套筒沿着截面线A-A的套筒的横截面视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图27是示出了根据图22所示的上部的放大部分。

图28是示出了根据图23所示的下部的放大部分。

图29是示出了根据图27所示的上部处于释放位置的视图。

图30是示出了根据图28所示的下部处于释放位置的视图。

图31是示出了夹爪的局部破开的侧视图。

图32是示出了根据图31所示的夹爪的俯视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图33、34、35、和36示出了具有一体的楔子的套筒的视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图37和38是示出了拉杆的视图，其中，视图位置是根据欧洲绘图标准。

图39是示出了根据图33所示的套筒的侧视图，所述套筒包括根据图31和40所示的附接上的夹爪和拉杆。

图40是示出了具有根据图39所示的锁定装置的被缩短的轴处于锁定位置的剖开侧视图。

图41是示出了根据图40所示的装置处于释放位置的剖开侧视图。

图42是示出了下套筒放在具有拉杆的上套筒上的局部横截面正视图。

图43是示出了根据图42所示的装置的侧视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图44是示出了夹爪的侧视图。

图45是示出了根据图44的沿着截面线A-A的夹爪的横截面视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图46是示出了根据图42的装置的主视图，其上安装有根据图44的夹爪，其中所述装置被插入打开的管中且处在锁定位置。

图47是示出了根据图46所示的装置处于释放位置的视图。

图48是示出了具有彼此背向(turned away)的楔表面的夹爪的主视图。

图49是示出了根据图48所示的夹爪的侧视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图50是示出了根据图48所示的夹爪从上面看去的视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图51是示出了锁的下套筒的剖开侧视图。

图52是示出了根据图51所示沿着横截面线A-A的套筒的截面视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图53是示出了上套筒的截面视图。

图54是示出了根据图53所示的套筒从上面看去的视图，其中，视图位置是根据欧洲的绘图标准。

图55是示出了锁定装置处于锁定位置的局部剖开侧视图。

图56是示出了根据图55所示的装置处于释放位置的视图。

具体实施方式

图1示出了包括内部部件1的工具轴的装置，所述内部部件具有用于连接合适工具的连接孔2。内部部件1借助于由保护壳体71包围的锁定元件4被可移动地锁定到外部部件3上。外部部件3的下部具有一安装在其上的手柄(Handle)，该手柄具有一可旋转的销70，一个U形的操纵元件(maneuvering member)5可旋转地钩在可回转的销70上。外部部件具有一个内部的金属管和封装所述金属管的外部塑料管。塑料管具有两种功能：提供所需的表面且作为连动元件(affecting member)。操纵元件5的开启力在塑料管的辅助下可转移到锁定元件4，锁定元件的功能将在以下说明中进行更详细的解释。图2示出了锁定元件的侧视图。它与WO 02/18802A1的图2-5、图37-39和图43中示出的锁定元件大体上相同。不同的是，附接轴环(attachment collar)10通过一个形成所述外部管可以在其中自由移动的空间305的凸缘而延伸。根据以下描述，凸缘具有用来容纳接合旋塞(engagement tap)的凹槽19。图3所示的开启系统包括楔子14、外部塑料管301和操纵元件5。根据现有技术，楔子14包括与凹槽13中的相应楔槽(在图2中)配合的两个楔子部件，和由接合销307终止(terminated by)的延伸部73。外部管301优选由可以被加强和涂色的挤出(extruded)的聚丙烯制成。这意味着可以提供一种具有所需颜色的绝热、耐碰撞的表面。这种外部管的成本相当于铝管上的涂漆层(varnish layer)的成本。管301具有其上端，该上端包括接合销307插入到其中的孔口(opening)308。所述的锁定元件需要大约120N的拉力。但是，这里要考虑的是孔308的尺寸，孔上的压力尽管很低以致聚丙烯材料在相对短的打开过程中不被过载。图3中示出的操纵元件5优选以合适的塑料材料通过注塑制成，从而成型为类似于具有两个凸缘61的弯曲的U形轮廓。通孔(through hole)26被限定在凸缘内。这些孔26为操纵元件5限定旋转中心。操纵元件设有与操纵元件制成一体(made in the same piece)的延伸部303，这是非常有利的。延伸部303在它的最上端包括突出部304，该突出部可以设有接合销，它钩到管301上的相应的孔中。虽然突出部304具有焊接在管301上的光滑的内面，但这是优选的方式。图4显示了内部管1如何穿过锁定元件4并且穿过优选由硬质铝制成的内部金属管302被插入。内部金属管302被插到连接轴环(attachment collar)10上的孔口(opening)306中，且从而固定连接到锁定元件4上。按照图5，管302以其下端插入到手柄(handle)6上的相应底孔中。管302具有使手柄6与锁定元件4保持在一起且此后吸收轴向力和转动与弯曲动量的功能。此外，管302具有用于内部管1的通道。外部塑料管301以一定间隙(play)被放置在管302上，这使得管301能够相对于管302轴向滑动。管301的上端以间隙被插入到连接轴环10中的管状空间(tube shaped space)305中。在楔子14的延伸部73上的接合销307，通过以连接轴环10上的轨道(track)19形式的孔口，钩在管301的孔口308中。因此楔子14可以沿着轴向方向被管301拉出。因此楔子14可以由保护壳体71(图中未示出)被保持就位(hold inplace)，该保护壳体允许楔子以一定间隙移动，而不会从轨道13(如图2)上掉下来。在下部，管301以一定间隙被插入到手柄6上的管形凸缘中。该凸缘配备有轴向凹槽309，该凹槽为操纵元件5的延伸部303上的突出部304提供空间。因此在打开过程中突出部304可以在轴向方向上自由移动但还支撑在侧面上，从而管301上的转动动量在手柄6中被吸收，且通过管302被转移到锁定元件4上。在处于锁定位置时，锁定元件4将转动动量转移到内部部件1。如上所述，优选的是，突出部304被焊接在管301上。这适合在组件已被安装之后使用超声波焊接来完成。这样，就可以消除影响楔子14的孔口的长度的所包含组件的尺寸公差。凹槽309是向上敞开的，从而突出部304可以被插过那里。此外，凹槽309可以具有朝外的孔，向图5上的右侧方向(未示出)，从而焊接点可以被插过那里。操纵元件被放置在可摆动(swingable)销的外侧上。操纵元件的上部具有夹子(clamp)，在打开过程中，该夹子进入手柄6上的凹槽310中。如在图5中部分地示出，手柄6优选以合适的聚合材料(polymeric material)诸如聚丙烯通过注射成型(injection molding)制成制成单个部件。

图6和7示出了该装置处于释放位置的上部和下部。当操纵元件5沿箭头J的方向被推动时，延伸部303就沿箭头K的方向被拉出。延伸部303从而被弯曲。如果使用了合适的塑料材料，那么这不会产生疲劳问题。延伸部303沿箭头K的方向拉管301。因此楔子14沿箭头L的方向被拉动且锁定元件4被释放，从而内部部件1可被自由地滑动且分别沿箭头M和N的方向被转入(turn in)。当操纵元件5被释放时，锁定元件4中的弹簧部件使本系统，楔子14、管301和操纵元件5返回到未变动位置中，根据图4和5所示。

本发明的一个重要方面是便宜的塑料管301和便宜的金属管302的组合的不可思议但有利的效果，其中，塑料管具有为一定目的提供理想表面且也作为连动元件的双重功能，在所述连动元件的辅助下，来自操纵元件5的开启力可以被转移到锁定元件4上。塑料管301可以具有相对较薄的壁，根据上面描述，如果楔子14要被连到管301上，那么所述较薄的壁优选大约1.5mm。在当楔子14的延伸部73被焊接在管301上时的情况下，上述部件(piece)的厚度可以被降低。塑料管具有较低的重量和成本，但尽管如此还是为金属管302提供了有效的冲击保护，因此所述金属管可以是薄壁的，并因此具有较低重量和成本。对生产成本特别有利的是，管302不需要表面处理。这种包含了装配时间的实质降低的总效果就是，生产成本相对于现有技术节约了30-40％。

如上所述，本发明已经被使用在一种特殊类型的锁定元件上，但是当然可以使用在更宽范围类型的、允许锁定功能的距离操纵的锁定元件上。此外，本发明可以在本专利权利要求的范围内进行进一步改变，这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

本发明可以在本专利权利要求的范围内作如下的进一步改动。图8和图9示出了具有牵拉(pulling)操纵元件的装置分别处于关闭和打开位置的侧视图。该装置包括如前面所述的内部部件1，该内部部件可以具有用来连接一个合适工具的连接孔2。内部部件1在由保护壳体71围住的锁定元件4的辅助下被可移动地锁定到外部部件3上。外部部件包括内部金属管302和围住所述金属管的外部塑料管。具有前面描述的功能的塑料管可以通过用作操纵元件的牵拉凸缘(pullingflange)5终止。如果没有牵拉凸缘，管301的较大部分可以用作操纵元件。

牵拉操纵元件假定传递的力实质上低于120N。通过减少楔子14上的楔角可以获得在她所描述的锁定类型上的较低的调整力。经验性试验已经证明，在楔上具有聚酰胺塑料和在相对表面上具有乙缩醛塑料的楔表面之间的大约10度的角度，调整力可以被降低到大约30-40N，而不会引起组件被卡住(stuck)。这是这里考虑的比较容易应用的抓握力。对于依靠形状的锁定类型，拉力可以进一步减少。

当这种装置被用作工具轴时，用户用一只手抓住手柄，另外一只手抓住塑料管301。该装置然后通常被转动，从而手柄6是在上面。当使用工具工作时，例如用具有拖把轴的拖把拖地面，上面的手靠在手柄6上，同时下面的手被放在管301上的合适位置。这个位置依赖于个人和工作位置。为了能够获得足够的杠杆作用臂(leverage arm)，需要大约20cm的最小距离。对于工具轴来说，这就意味着通常在手柄下面要有轴上部的一部分，该部分很少被用户抓握。当然这要假定轴的长度可以被调整。因此塑料管301可以在手柄6下面一点终止，这就节省了重量且降低了生产成本，即使管302的可见部分需要某些类型的表面处理。

在调节期间，操作者向上朝着操纵元件5移动他的下面的手，且抵抗来自手柄6上他的上面的手的阻力在箭头K的方向上牵拉该操纵元件。从而锁定元件4被释放，因此内部部件1可以在箭头M的方向上自由滑动。因为需要的力较低，所以操作者也可以选择保持他的下面的手在管301周围的抓握位置，且向上拉动所述管301。因此不需要改变抓握就可以做调整。即使操作者将他下面的手移动到牵拉凸缘5，那么做上述动作也几乎不需要改变抓握，因为手可以控制轴，同时手可以沿着管301滑动。因此在正在进行工作的过程中实质上比用上面的手使用操纵元件更容易进行调整。在锁定过程中，操作者释放了围绕管301的牵拉抓握。这样，在锁定元件4上的弹簧部件使本系统，楔子14、管301和操纵元件5返回到未变动位置。这里描述的具有上面指出的楔角的锁定类型的调整距离大约是20mm。在操纵元件5和手柄6之间的空间当然使得使用长的调整距离成为可能。这是一个大的生产技术优势，因为锁定装置对于管的切削长度(cutting length)的公差是不敏感的。另外一个生产技术优势是，具有很容易装配的组件的简单结构。

本发明可以在专利权利要求的范围内以许多不同的方式作改动。例如，管301可以比图8和9中所示的更短。例如可以想象，通过让保护壳体轴向可移动(shiftable)，管可以被制成保护壳体71且起操纵元件5的作用。尽管聚合材料是优选的，但是管301当然可以由其它材料例如金属制造。低调整力使得使用具有较低硬度和耐用性的材料成为可能，例如可再生材料。另外管302可以由除了金属之外的另外的材料制成，例如聚合材料或者可再生材料。操纵元件5还可以关于调整原则和几何形状以许多不同的方式变化。对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的这些以及其它的变化被包含在本专利的权利要求中。

本发明也可以被使用在工具轴上，该工具轴具有可伸缩地调整的真空吸尘器轴的形式，该轴具有内部和外部管形部件。由于需要通过内部部件的空气的自由通道，所以在这个装置中仅仅可以使用影响内部部件的外壳面(outer mantel surface)的锁定元件。在市场上占优势的锁定元件是一种利用压到内部部件上的锁定凹槽的锁定类型的形式。这种锁定类型有许多缺点。例如，锁定凹槽抑制了气流。另外一个缺点是，在轴长度的调整过程中锁定凹槽与锁定主体配合，锁定主体逆着锁定凹槽滑动。这引起了干扰噪音。另外一个缺点是，轴的长度不能以无限可变的形式被调整。还有一个缺点是，需要的锁定形式是内部和外部部件在纵向凹槽的辅助下分别关于旋转(turning)被永久地相对相互固定。因此不可能调整内部和外部部件之间的角度，但这可能是需要的，因为真空吸尘器软管如果经常在弯曲管的辅助下被连接到真空吸尘器轴上，那么这有时是阻碍的。还有另外一个缺点是，锁定凹槽以及纵向凹槽的生产是昂贵的。根据图10-17所示的装置排除了这些缺点。

根据图10和11所示的锁定元件包括夹紧装置9，该夹紧装置具有内侧摩擦表面12，弹簧部件11和连接轴环10，它们基本上等同于公布号为WO02/18802A1的图2-5、37-39和43所示的锁定元件。不同的是，连接轴环10由具有外壳面的凸缘延伸，该外壳面包括用于图12和13所示的连动元件7的轴向定向的(axially directed)引导凹槽400。连动元件7在一端具有连接到楔子14上的延伸部73。连动元件7的另一端被连接到操纵元件5，该操纵元件适于由操作者的拇指在轴向方向上移动。因此朝外突出的搁架(shelf)401提供了形成依赖于形状的抓握表面的支撑，因此操纵元件可以没有任何困难地进行调整。已知技术之间的不同也是在于这里的夹紧装置9包括具有相对定向的楔表面203的朝外定向的唇缘402。这些楔表面203可以根据已知技术是平面的，或者是如图10所示弯曲的。这些楔表面203与图12所示的楔子14上的朝外定向的楔表面204相配合。因为当使用了合适的材料时，楔表面204之间的角度根据前面的描述可以是小的，所以所需的调整力是小的，从而通过操作者的拇指就可以容易地获得该调整力。弯曲的楔表面203使得使用楔子14的变化的楔角成为可能。例如理想的是，在调整的开始具有较大的楔角，在调整距离的结尾(end)具有较小的楔角。可以获得一个恒定的或者递减的调整力，这对于人机工程学(ergonomic)原因是理想的。在朝外的夹紧装置402之间滑动的楔子14的滑动意味着，来自于楔子朝向夹紧装置的、切线方向的力9如图11所示与已知技术中使用的状态相比作用(affecton)在较大的半径R上。这样，与已知技术相比获得了调整力的较大交换(exchange)。较大的半径、合适的材料的选择和较小的楔角的组合使得在锁定元件中包含一种装置成为可能，其中可以获得调整力的交换而不需要外部杠杠作用臂或者其它的外部力增强装置。这是特别的优势，因为由于需要较少的部件和较低的公差，所以生产制造更加简单。此外，操纵元件可以更加自由地使用不同控制(control)原则和不同设计形状，诸如根据上面描述的拇指控制的操纵元件。鉴于已知技术中这并不是显而易见的。

图14显示了外部部件3被插入到锁定元件4的连接轴环10中且以一种合适的方式被固定到这个连接轴环上。这里外部部件3包括真空吸尘器管的外部管，它优选可被朝下旋转以连接到真空吸尘器管嘴上。然后内部部件1被朝向操作者向上转(upwardly turned)以连接到真空吸尘器软管。内部部件1被插入到外部部件3中，且如图14所示，以一种已知的方式被锁定到锁定元件4的夹紧装置9上。夹紧装置9和相配合的组件由封装壳体71保护。在夹紧装置9和壳体71之间是楔子14及其附属组件可以在其中滑动的空间。当理想的是调整真空吸尘器轴的长度时，操作者抓住壳体71上的外壳面和连接轴环10，且其后在如图15所示的朝外突出搁架401的支撑下在箭头K所示的方向上滑动操纵元件5。然后楔子14在朝外的唇缘402之间滑动，从而夹紧装置9被压开。外部部件3然后可以在箭头M和N所示的方向上相对于内部部件1被调整到理想的位置。这假定了操作者用另外一只手稳定地抓住了内部部件，这是调整真空吸尘器管的长度的一般方式。

图16和17显示了与真空吸尘器轴相连中所考虑的一些其它的实施方式。图16显示了具有连接到壳体71的内壳面上的双向楔子14的锁定装置。当操作者抓住壳体71且在箭头K所示的方向上移动它时，楔子14也在箭头K所示的方向上被移动。这里，锁被释放且外部部件3在来自楔表面的力的影响下，相对于内部部件1，在与壳体71的调整方向相同的方向上滑动。这里壳体71形成了操纵元件5。由于具有双向楔子，这种外部部件3相对于内部部件1的相对位置的调整可以在两个方向上完成。图17显示了当锁被释放时操纵元件5在朝向内部部件1的自由端的方向上移动的一个实施方式。这里，内部部件可以被朝下转(turned downwardly)，它有时优选与真空吸尘器轴连接。

这里结合真空吸尘器轴描述了本发明，但是当然可以在完全不同的应用场合被使用，其中内部部件和外部部件可以可释放地互相锁定。

图18-21所示的实施方式尤其适合结合本发明应用在能够可伸缩地调整的真空吸尘器轴上。

本发明所述的作用于内部部件的外壳面上的锁定元件与连动元件以及外部部件外侧的操纵元件的组合是非常适合于能够可伸缩地调整的真空吸尘器轴。这样，内部部件可以具有空气自由通道，而同时外部部件的壳面不必一定被敞开，但可以密封内部部件。内部部件1在它的下端具有圆锥体403或者以另外一种合适的方式准备来接收真空吸尘器管嘴，例如如图20所示的具有延伸部404的管嘴405。在它的上部，内部部件1适合具有密封件408，该密封件如图19所示密封内部管302。优选的是密封件容易被移动，从而当锁定元件4被释放时，内部部件1靠本身的重力至少在真空吸尘器管嘴重量的辅助下向下下落。从而内部部件1可在内部管302中移动。在管302的下部连接锁定元件4。锁定元件可以可释放地保持内部部件1。在内部管302的上部，可以以已知方式插入弯曲管406。弯曲管406可以合适地终止到真空吸尘器软管407中。外部管301形式的连动元件以一定的间隙部分地包围(enclose)内部管302。

在管301的上部上设置牵拉凸缘5形式的操纵元件。管301的下部连接到锁定元件4，从而当管301在箭头K所示的方向上被拉动时，锁定元件4就被打开。市场上一般可利用的锁定类型可以被用作锁定元件，但优选的是使用根据本发明的摩擦锁。这样，外部管301可以被连接到壳体71上。在这个例子中，壳体71就包围锁定元件4，且以一定的间隙围绕锁定元件可轴向移动。楔子14可以被连接到壳体71的内壳面上，如图16所示。在这种应用中，因此优选的是楔子14可在一个方向上被操纵，从而通过外部管301在箭头K的方向上的轴向移动可以获得锁定元件4的释放。在可选的方案中，如图12，楔子14的延伸部73被制作成更加延伸且被连接到外部管301上。在这两个例子中，操作者通过在箭头K的方向朝上牵拉所述牵拉凸缘5或者外部管301来释放锁定元件。这导致了内部部件被释放，且可以在箭头M的方向上被移动。然后相对于锁定元件4旋转内部部件也成为可能。楔子当然也可以被旋转，如图17所示，从而操作者通过在与箭头K的方向相反的方向上挤压所述管301来打开。这种装置使得能够快速可靠地调整真空吸尘器轴的长度而不需要操作者弯腰，这是非常理想的。

图21显示了真空吸尘器轴，其中连动元件7包括接近管302延伸(run)的杆。杆的横截面可以具有几何形状，使得它部分地封装所述管302。如果包围角是大于180度，那么杆可以卡到管302上，这在装配过程中具有优势。杆也可以具有一定形状，从而它包括一个或者多个组件(component)，该组件包围管302大于180度，且在这些组件之间具有较小的横截面。操纵元件5被连接到杆7的上部上是合适的。在所有的实施方式中，在箭头K的方向上轴向移动的过程中，杆不具有非常多的摩擦地超向管302运动。它与管301具有相同的功能，但是可以采用较少的材料制造。如前面提到的，通过被完全覆盖的管301的优势是降低了管302的表面处理的需求，且管302可以采用更薄(thinner)的材料制造。

根据以上所述，适合于具有锁定元件的能可伸缩地调整的部件的许多方面，影响前面所述的外壳面。尽管在某些例子中，如图22-41所示，具有影响(affect)内壳面的锁定元件是理想的。

能可伸缩地调整的轴的上部，如图22中和图27中所示，包括管形手柄6，该管形手柄在一侧上(图中的右侧)具有操纵元件5插入到其中的孔口。操纵元件5部分地显示为被打开，且具有U形横截面的抓握部分。操纵元件的上部包括具有销形突出部304的延伸部303。这些突出部卡到手柄6的壳面上的相应孔口中。操纵元件5由注模塑料制造，且当选择了合适的材料时，突出部304可以用作前面所述的铰链。操纵元件5也包括由与操纵元件相同的部件(piece)制成的臂410。臂410优选具有用来接收杆形连动元件7上的上部钩形部分411的孔口。这个优选由铝圆杆(aluminum round bar)制造的连动元件7，以其下部连接到如图23所示的轴的下部上的锁定元件4。

现在参照图24、25、25和28更加详细地描述锁定元件4。图24显示了具有外壳面的圆柱体413，该外壳面包括楔子14形式的斜坡(rise)。优选由注模聚酰胺塑料制造的圆柱体413下端具有容纳压缩弹簧的开孔(opening)。下端具有较小的放置通孔(through putopening)429。配备有楔子的圆柱体413用来与图25和26所示的套筒414配合。套筒414优选由注模乙缩醛塑料制造，且在它的上部包括管形杆417，该管形杆要被插入且固定连接到内部部件1。杆417包括具有较小放置通孔4187的上端。这端被用来作为压缩弹簧的搭配部分。套筒414也包括管形中间部分428，该管形中间部分的壳面用来作为周围的外部部件3的引导表面。这个中间部分428被穿通放置凹槽416破开，该凹槽用来作为楔子14的凹槽。套筒414的下部包括一对夹紧装置9。该夹紧装置与套筒414制成在一个部件上，且通过较窄的颈415被连接到中间部分428。夹紧装置9被楔形凹槽13互相分开，从而在每一个夹紧装置9上分别形成了相反定向(oppositelydirected)的楔表面203’、203’；203，203。在套筒414中设置有轴向开孔，该开孔从夹紧装置9的下端延伸到杆417的上端。这个开孔形成为使得圆柱体413可以在轴向方向上以一定间隙在其上滑动。夹紧装置9包括由合适的摩擦材料制造的外部表面层12。优选的是，表面层12具有其上喷有类似于橡胶的具有合适硬度的材料。也可以考虑粘贴橡胶层。表面层12只覆盖夹紧装置9的圆周的一部分，当锁定被释放时为外部部件3确定一自由通道。表面层12也将一个断开的壳面形成为具有外部直径的圆柱体，在非连动位置时，该外部直径比外部部件3的内部直径小一些。为了进一步确保当锁定被释放时外部部件3的自由通道，夹紧装置9也可以包括具有压缩作用的环形弹性(resilient)部件11。该部件被放在夹紧装置9上面，且在夹紧装置的高度的大约一半被向下被放进凹槽中。在表面层12的增加之前安装弹性部件11。在圆柱体413的安装过程中，圆柱体413的上部从下面被插进套筒414上的轴向孔中。当楔子14因此被夹紧装置9挡住时，它们可以朝外弹一些，从而具有楔子14的圆柱体413可以通过，从而楔子14被安装进轨道(track)13和416中。楔子14可能具有合适的状态来使装配更容易。

图27显示了内部部件1如何被插入手柄6的下部上的开孔中，且永久地以合适的方式连接在上面。此外，外部管301被放在手柄6的下部上的狭道(throat)上面且永久地跟它连接。当锁定被释放时，外部部件可以在管1和301之间运动。这种释放是在操纵元件5的辅助下通过杆形连动元件7被调整。图28显示了在锁定位置的完全装配好的锁定元件4。装配顺序为压缩弹簧419被插进套筒414中的轴向开孔中。之后，圆柱体413和它的楔子14被插进上面描述的相同的开孔中。从而弹簧419被压缩。然后杆形连动元件7可以从上面穿过套筒414的开孔418和圆柱体413的开孔429被插入。连动元件7在它的下部可以配备有螺纹部分，螺母420可以被螺旋到该螺纹部分上且被锁定。连动元件7从而被连接到圆柱体413上且可以用向上的拉力影响这个圆柱体。此后，连动元件7和锁定元件4穿过内部部件1的端部被插入足够远，从而中间部分428的上边缘压靠(bear against)在内部部件1的端部上。套筒414上的杆417现在可以以合适的方式例如通过按压操作而靠着内部部件1被固定。接下来的步骤中，外部部件3从上面被插到内部部件1上。外部部件3的上端优选可以具有颈圈，从而当锁定被释放时，作为中间部分428的上边缘的制动部件来阻止外部部件3被从锁定元件4中拉出。作为接下来的一步，内部部件1可以被插进手柄6的预定的下部孔中且被固定其上。最后，外部管301可以从下面被插到外部部件3上，且被安装到手柄6的下部上。锁定元件4的功能如下。压缩弹簧419在套筒414的杆417的上端和圆柱体413的下端之间被压缩。圆柱体413和它的楔子14从而被朝下挤压。楔子14对着夹紧装置9上的楔表面203操作。根据涉及到图8和9的前面的描述，由于楔表面的低摩擦且因为小的楔角，可以获得弹簧力的大交换。因为这种交换力切向地作用于夹紧装置9的外部圆周上，通过弹簧力可以获得额外的交换(exchange)，该弹簧力是具有相同楔角的夹紧装置9的内部圆锥体的大约π(pi)倍。这意味着锁定是非常有效的。锁定装置的另外一个优势是，类似橡胶的表面层12形成了提供大摩擦力的大表面。大的力吸收表面也意味着表面层12的压缩是可以忽略的，这导致了具有小调整长度的硬锁定。换句话说，锁定力仅仅通过楔子14的小的轴向移动从没有增加到它的最大值。相对高的锁定力主要产生了夹紧装置9上的压力。夹紧装置9只在没有实质载荷下具有弯曲力。因此这是可能的：限定这些夹紧装置的尺寸，从而它们可以由热塑性材料制成，且还能够承受长时间期间的载荷而没有产生减少塑料变形的功能。

图29和30显示了在释放位置的轴的主要组件。操纵元件5在箭头J的方向上被操作者向着手柄6按压。从而臂410被朝上旋转，且杆形连动元件7上朝上拉动钩形部分411。然后该部分411可以被可旋转地安装进臂410的孔中。在操纵元件5的这个旋转过程中，延伸部303被弯曲，从而作为一个铰链。如果延伸部尺寸正确且由合适的材料制造，例如聚丙烯，那么就没有疲劳破坏的危险。在可选的方案中，操纵元件5可以以另一种方式被旋转地连接到手柄6上。这样由于连动元件7被向上拉，那么圆柱体413和楔子14随同它一起被拉动。通过这样的方式，夹紧装置9在夹紧装置的塑料材料的自身张力的影响下被共同挤压。如果环形弹性部件11被安装，那么这也可能促成夹紧装置9的共同挤压。这导致了夹紧装置9的表面层12从外部部件3的内壳面被释放，采用这样的顺序：外部部件3可以在轴向方向上被移动到理想的位置。此后，操作者释放了操纵元件5且夹紧装置9返回到与外部部件3接合。

图31、32、33、34、35、36显示了锁定元件的可选实施方式的主要组件。它包括套筒414，该套筒优选由注模乙缩醛塑料制造，其具有用来被插入且被连接到内部部件1上的上部管部分422。套筒414还包括管形中间部分428，该管形中间部分具有用来作为面向周围的外部部件3的引导表面的壳面。套筒414的下部包括管421，该管具有包括楔子14形式的斜坡的外壳面。贯穿凹槽423设置成穿透所述管421。锁定元件还包括管形夹紧装置9，该夹紧装置被纵向楔形凹槽13截断。凹槽在夹紧装置9的相对表面上形成了楔表面203。夹紧装置9的外壳面包括前面描述的合适的摩擦材料的表面层。在这个实施方式中，表面层12可以围绕夹紧装置9的整个圆周延伸，除了凹槽13外。夹紧装置9适合由注模聚酰胺制造，该聚酰胺可以是玻璃(纤维)增强的(glass reinforced)。当夹紧装置没有被外部力影响时，表面层12的外部直径小于外部部件3的内部直径。同时夹紧装置9的内部直径稍微大于管421的外部直径。夹紧装置9因此可以在管421上自由滑动，该管然后作为夹紧装置的引导，因此在夹紧装置9的表面层12和外部部件3的内壳面之间不发生接触。图37和38显示了适合由注模塑料制造的拉杆424，该拉杆具有上部环426和下部横梁425。

图39显示了在套筒414的下部管421上具有夹紧装置9的安装好的锁定元件4，且安装为使得楔子14夹紧在楔形凹槽13中。拉杆424被穿过管421的孔插入，且被旋转从而梁425在凹槽423中延伸。因此环426可以被向上拉，这就导致了梁425朝向楔子14向上牵拉夹紧装置9。然后夹紧装置9被扩张(widened)。

图40显示了上面描述的具有锁定元件的轴的各部分。套筒414的上部管部分422被插入和连接到内部部件1。根据前面的描述，内部部件被连接到手柄6。如前面描述，外部部件3被放在锁定元件4和内部部件1上。为了清楚起见，在图40和41中没有显示外部管。在连动元件7的下端设有钩412，该钩被插入拉杆424的环426中。连动元件7的上部包括上部钩411，该钩以如前面描述同样的方式被插入操纵元件5上的臂410上的预定孔中。操纵元件5绕着旋转点Q以一种已知方式被可旋转地悬挂于手柄6上。牵拉弹簧427的下端被悬挂在钩411上。牵拉弹簧427的上端以一种合适的方式被连接到手柄6上。牵拉弹簧427是以合适的力被预拉的(pretensioned)，从而向上牵拉连动元件7。这导致了拉杆424向上对着楔子14牵拉夹紧装置9，从而夹紧装置9相对于内部部件1锁定外部部件3。当外部部件3被箭头M方向的力作用时，夹紧装置被对着楔子14较硬地挤压。这导致了该锁定逆着(against)在箭头M的方向上的力发生自锁，这在某些应用中是有优势的。当在与箭头M的方向相反的方向上力施加到外部部件时，锁定被打开，此时该力取代了牵拉弹簧427的预张力。当锁定被释放时，操纵元件5在如图41所示的箭头J的方向上被按压。连动元件7、拉杆424和夹紧装置9不受弹簧力的载荷。夹紧装置9中的本身的张力(tension)然后将影响夹紧装置9，当没有载荷时，恢复到它的直径。因此，夹紧装置将关于套筒414的下部管421被居中，且释放与外部部件3的接触。然后外部部件3的位置可以在箭头M的方向上以理想的方式被调整。

本发明的上述实施方式可以被应用到较宽范围的使用场合中，其中理想的是，在两个部件之间的可伸缩地调整的功能。应用场合的例子包括清洁轴、体育装备、油漆轴、船钩头篙(boat hook)、园林工具等。

自锁锁定元件的其它实施方式显示在图42-56中。

图42-45显示了锁定元件的一个可选实施方式的主要部分。它包括套筒414，其优选由注模乙缩醛塑料制造，该套筒具有适于被插入和连接到内部部件1上的上部管部分422。套筒414还包括管形中间部分428，该管形中间部分具有壳面(mantel surface)，该壳面适于作为相对于周围外表面3的引导表面。套筒414的下部包括管421，该管具有包括楔子14形状的斜坡的外壳面。下套筒430可以被放到管421的下部部分上。优选由注模乙缩醛塑料制造的这个套筒430包括管部分，该管部分具有以一定间隙可以相对于管421的外壳面滑动的内壳面431。

套筒430还包括楔子部分14。锁定元件还包括管形夹紧装置9，如图44和45所示，该夹紧装置沿着纵向凹槽13被截断。该凹槽在两端是楔形的，且在夹紧装置9的彼此朝向(turned towards)的表面上形成了四个楔表面203；203’。不同于图31中所示的夹紧装置的是，夹紧装置的外壳面433不必一定具有任何特殊的表面层。总体上，夹紧装置9可以由例如为注模聚酰胺和可能用玻璃(纤维)增强的一种相同材料制造。由于夹紧装置9没有被外部力影响，所以壳面433的外部直径小于外部部件3的内部直径。夹紧装置9的内部直径同时稍微大于管421的外部直径。从而夹紧装置可以在管421上自由地滑动，从而管具有引导夹紧装置9的功能，因此在夹紧装置9的壳面433和外部部件3的内壳面之间不会发生接触。图42和43也显示了穿过套筒414和穿过套筒430的底部孔口被插入的拉杆424。拉杆424的下部部分可以具有螺纹，且螺母432被旋在上面。图46和45显示了安装好的锁定元件4和被放在套筒414的下部管421上的夹紧装置9，夹紧装置9被安装成使上部边缘14与上部楔形凹槽13配合。此后下部套筒430被放在管421上且安装成使下部边缘14与夹紧装置9的下部楔形凹槽配合。如上面所述，拉杆424被安装。图46所示的装置是在锁定位置。通过相对于套筒414向上拉动所述拉杆424来获得这个位置。如前面所述，这种牵拉运动可以在弹簧的作用(influence)下来完成。这样，下部套筒430朝向套筒414被向上拉动。从而楔子14被压进夹紧装置9的楔槽13中，从而夹紧装置9的外部直径被扩张(widened)。夹紧装置9上的外壳面433然后与外部部件3的内壳面发生接触。这样，夹紧装置9相对于套筒414锁住外部部件3。如前面所述，套筒的管部分422适于被固定在内部管1上。这需要较小的力来扩张夹紧装置9，从而在外部部件3的内壳面(与夹紧装置9的外壳面433)之间发生接触。当外部部件3受到相对于套筒414在箭头N方向上的力时，夹紧装置将朝着上部楔子14被较硬地挤压。然后夹紧装置趋于进一步扩张，从而导致更加有力的锁定。即使在夹紧装置的壳面433和外部管3的内壳面之间的摩擦系数与夹紧装置9的相应楔子上的楔表面204和204’之间的摩擦系数相同，这也一样发生。原因是，楔子14在夹紧装置的圆周上沿切向方向起作用(operate)。然后，如前面所述，这将导致在沿切向方向的运动和沿径向方向的运动之间的交换以π(pi)增加。这意味着很容易通过楔角获得在夹紧装置9和外部管3之间的自锁锁定，该楔角大到足够避免在楔槽13中的楔子14的任何自锁。这导致了锁定元件4的特征的非常有利的组合。锁具有较简单的组件，且不需要特殊的摩擦材料就可以用较小的力被接合。在外部力的影响期间，锁定力根据需要增加，且被卸载之后返回到低的接合力。这样，就不需要使用大的力连续地为组件加载，当被包括的组件中使用了热塑性材料时，这是非常有利的。当外部部件3处在相对于楔子414的箭头O方向上的力的作用时，夹紧装置将被对着下部楔子14较硬地挤压。然后夹紧装置趋于进一步变宽，导致更加有力的锁定。外部部件3然后沿着下部套简430在拉杆424的允许下尽可能远地被拉动，这可以是压缩弹簧的最大压缩量。这意味着锁定元件4被自锁而除了一定的游隙之外不会在箭头的O方向上运动。这种游隙的尺寸依赖于下部套筒430在轴向方向上的运动自由度。当使用了充分大的接合力时，锁定元件4也可以被自锁而不会旋转，因为外部部件3相对于锁定元件4的旋转趋于扩张夹紧装置9，导致增加锁定力。

图47显示了锁定元件处在释放位置。通过在箭头的K方向上移动拉杆424产生这个位置。然后夹紧装置9上的本身的张力将影响夹紧装置9返回到它的卸载直径。因为楔角可以是较大的这个事实，所以夹紧装置可以容易地在材料本身张力的辅助下被推离楔子14。然后夹紧装置9绕套筒414的下部管421被定中且与外部部件3脱离接触。外部部件3的位置然后可以以理想的方式在箭头的M方向上被调整。显然释放需要锁定元件4首先被从外部力卸载，从而它不处在自锁的位置。

图48-50显示了夹紧装置9的一个可选的实施方式。如前面描述的，夹紧装置9是圆柱形的，且沿着纵向凹槽被截断。在凹槽的每一侧设置有朝外定向(outwardly directed)的唇缘402。唇缘包括一对背向的楔表面204；204’。总体上，夹紧装置9可以由例如注模聚酰胺和可能用玻璃(纤维)增强的一种相同材料制造。当夹紧装置9没有受外部力影响时，内壳面434的内部直径稍微大于内部部件1的外部直径。在卸载状况下，夹紧装置9的外壳面安装在下部套筒435和上部套筒437的相应的空间中。这些套筒可以被成形为如图51-54所示。这些套筒435和437包括可以与夹紧装置9上的楔表面204、204’配合的面向的楔表面203、203’，从而当相互相对挤压套筒时夹紧装置9被收缩(contracted)。盖(lid)436可以通过用于外部部件3的放置通孔被连接到套筒435上。这个盖作为压缩弹簧的支撑。

图55显示了当上部套筒437被固定连接到外部部件3上且夹紧装置(jaw)被安装到上部套筒437的空间中时安装好的锁定装置。这样，在夹紧装置(clamping jaw)9上成对地彼此背向(turned away)的楔表面203’、203’与上部套筒437上相应相对的楔表面204’、204’配合。下部套筒435以前面描述的类似方式从下面被放上，下部套筒被这样安装从而每个相应的楔表面203和204(203’和204’)互相配合。此外，压缩弹簧以被压缩的状态被安装在盖436和上部套筒437之间。在弹簧力的影响下，套筒被相对互相压进，且楔表面203、203’与夹紧装置9的楔表面204、204’相配合。这导致夹紧装置19被收缩，从而内壳面434与内部部件1的外壳面发生接触。这样，如图42-47所示类似于上面描述，因为内部部件1相对于外部部件3在箭头的N和O方向上的运动，自锁功能被完成。图56显示了如何通过将套筒435沿箭头的K方向推进而释放锁定装置。这样，为夹紧装置9产生了一空间，在材料的本身张力的影响下，夹紧装置可以滑动出各自套筒中的楔槽，从而夹紧装置9被扩张，且与内部部件1脱离接触。因此，内部部件1可以在箭头的M方向上自由地移动。这个装置具有自锁锁定功能，它与外壳面配合，在某些情况下，这可能是具有优势的。

Claims (4)

1.一种锁定装置，用于可释放地锁定内部部件和外部部件(1、3)，其中内部部件(1)可相对于外部部件(3)轴向移动，所述外部部件具有锁定元件，该锁定元件包括管状夹紧装置，该管状夹紧装置具有由纵向槽形成的狭缝，所述管状夹紧装置在纵向槽每一侧上都具有一个向外定向的唇缘(402，402)，所述两个唇缘分别沿着纵向槽设置并且包括彼此背向的楔表面(203’，203’)，该锁定装置的特征在于：

锁定元件包括一个套筒(437)，该套筒被固定连接到外部部件，所述管状夹紧装置以相应的间隔配合在套筒(437)中，所述套筒包括能够与管状夹紧装置的楔表面(203’，203’)相互配合的面对的楔表面(204’，204’)；并且所述管状夹紧装置由热塑性材料制成。

2.如权利要求1所述的锁定装置，其特征在于：所述管状夹紧装置的楔表面(203’，203’)在压缩弹簧(419)的弹簧力的影响下与所述套筒(437)的楔表面(204’，204’)相互配合，使得管状夹紧装置被收缩并且管状夹紧装置的内壳面(434)与内部部件的外壳面发生接触。

3.如权利要求2所述的锁定装置，其特征在于：所述压缩弹簧(419)以压缩的状态被安装。

4.如权利要求1、2或3所述的锁定装置，其特征在于：所述管状夹紧装置的楔表面(203’，203’)在沿轴向被移动的操纵元件(5，435)的影响下能相对于所述套筒(437)的楔表面(204’，204’)运动。

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