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Die Erfindung betrifft eine Teleskopstange mit Verriegelungsmechanismus mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind diverse Verriegelungsmechanismen für Teleskopstangen bekannt, die dazu dienen, ein in einem Außenrohr verschiebbar gelagertes Innenrohr so zu verriegeln, dass eine Axialbewegung des Innenrohrs gegenüber dem Außenrohr verhindert wird.
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Die Druckschrift
DE 78 04 933 U1 beschreibt einen längenverstellbaren Skistock mit einem Außenrohr und einem Innenrohr. Ein elastischer Sperrkörper, der mit dem Innenrohr über eine Nylonbuchse verbunden ist, übt auf eine Innenfläche des Außenrohres eine radiale Kraft aus, womit eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Innenfläche und dem Sperrkörper zustande kommt. Die Reibkraft kann erhöht werden, indem durch eine Rotationsbewegung einer Schraube der Sperrkörper in Axialrichtung zusammengedrückt wird, woraus eine Ausdehnung des Sperrkörpers in Radialrichtung resultiert. Das Innenrohr kann so über eine reibschlüssige Verbindung in einer gewünschten Position arretiert werden. Der Nachteil einer solchen Lösung liegt darin, dass durch eine bloße reibschlüssige Verbindung die Gefahr des Lösens der Verbindung besteht.
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Je nach Einsatzzweck werden an Teleskopstangen unterschiedlichste Anforderungen gestellt. Eine besondere Problematik ergibt sich bei Teleskopstangen, die in Fahrzeugen, insbesondere in Luftfahrzeugen, eingesetzt werden. Solche Teleskopstangen sollen einerseits zuverlässig arretierbar sein, andererseits müssen sie auch den typischen Beanspruchungen während des Betriebs des Fahrzeugs standhalten können. Hierbei sind insbesondere vibrationsbedingte Beanspruchungen gemeint.
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Diese Problematik kann beispielsweise an der Teleskopstange eines Flugzeugtriebwerks auftreten. Um bestimmte Instandhaltungsmaßnahmen an dem Triebwerk durchführen zu können, ist es erforderlich, das Gehäuse des Triebwerks, die sogenannte Cowling, zu öffnen. Das Öffnen erfolgt durch eine Schwenkbewegung eines Teils des Gehäuses nach oben. Damit das Gehäuse in dem geöffneten Zustand gehalten wird, verwendet man zur Abstützung eine oder mehrere Teleskopstangen. Hierbei wirkt die Teleskopstange den Kräften entgegen, die durch das Eigengewicht der Cowling und durch die auf die Oberfläche der Cowling treffenden Windböen entstehen. Die Teleskopstange muss für diesen Zweck im ausgezogenen Zustand sicher arretierbar sein, da andernfalls der Fluggerätemechaniker bei Arbeiten an dem Triebwerk verletzt werden könnte und somit die Arbeitssicherheit nicht gewährleistet ist. Eine weitere Problematik ergibt sich daraus, dass eine solche Teleskopstange auch während des Betriebs des Luftfahrzeugs mitgeführt wird, was bedeutet, dass die Teleskopstange den im Betrieb eines Triebwerks üblichen Vibrationen ausgesetzt ist.
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Zur Verriegelung der aus dem Stand der Technik bekannten Teleskopstangen wird ein Bolzen verwendet, der einem Innenrohr zugeordnet ist, wobei dieser von einer Buchse in eine Langnut an der Innenseite des Außenrohrs geschoben wird. Damit der Bolzen in die Langnut einrasten kann, wird dieser über eine Schraubenfeder vorgespannt. Die vorgespannte Schraubenfeder wird durch die Vibrationen des Triebwerks im Betrieb zur Schwingung angeregt. An den Kontaktflächen zwischen den Schraubenfedern und dem Innen- bzw. Außenrohr kommt es so zu Materialverschleiß, wodurch auch die Lebensdauer der Teleskopstangen reduziert wird. Dies macht einen vorzeitigen Wechsel der Teleskopstangen bzw. deren Instandhaltung erforderlich. Weiter besteht die Problematik, dass die Teleskopstange bis zum Versagen verwendet wird, so dass es zu einem unerwarteten Ausfall des Verriegelungsmechanismus kommen kann. Um die geforderten Systemzuverlässigkeitseigenschaften zu gewährleisten, ist bei den bekannten Teleskopstangen ein zweiter, redundanter Verriegelungsmechanismus vorgesehen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Teleskopstange mit Verriegelungsmechanismus bereitzustellen, die einen zuverlässigeren Verriegelungsmechanismus und verbesserste Systemzuverlässigkeitseigenschaften aufweist.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass ein Formschlusselement zur Verriegelung des Sperrkörpers mit dem Außenrohr vorgesehen ist, wobei durch eine Rotationsbewegung des Innenrohrs gegenüber dem Außenrohr um eine Längsachse der Teleskopstange eine Radialbewegung des Formschlusselements bewirkt wird. Unter einer Radialbewegung ist dabei eine Bewegung oder Verschiebung zu verstehen, die eine Radialkomponente aufweist, wobei das Verhältnis der Radialkomponente zu einer Axialkomponente der Bewegung vorzugsweise größer als 1/100 ist, weiter vorzugsweise größer als 1/10, insbesondere vorzugsweise größer als 1. Durch die Verbindung des Innenrohrs mit dem Außenrohr in Axialrichtung über das Formschlusselement wird eine zuverlässige Arretierung sichergestellt. Ein unbemerktes bzw. ungewolltes Lösen aus einer Arretierstellung, wie es z.B. bei einer ausschließlich reibschlüssigen Verbindung vorkommen kann, wird somit zuverlässig verhindert. Das Formschlusselement lässt sich durch eine Rotationsbewegung des Innenrohrs relativ zu dem Sperrkörper steuern, d.h. das Innenrohr kann gegenüber dem Außenrohr in Axialrichtung arretiert werden, wenn das Innenrohr relativ zu dem Sperrkörper in einer ersten Drehrichtung rotiert wird. Die Arretierung kann durch eine Rotationsbewegung des Innenrohrs relativ zu dem Sperrkörper in eine zweite Drehrichtung gelöst werden, so dass das Innenrohr wieder gegenüber dem Außenrohr verschiebbar ist. Die Arretierung durch eine Rotationsbewegung des Innenrohrs ermöglicht eine besonders einfache Handhabbarkeit des Verriegelungsmechanismus. Vorzugsweise ist das Außenrohr drehfest mit der Cowling verbunden, so dass die Steuerung der Verriegelung durch eine Rotation des Innenrohrs erfolgt. Alternativ kann die Arretierung auch durch eine Rotation des Außenrohres erfolgen, wenn das Innenrohr drehfest gehalten wird.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Formschlusselement ein Eingriffselement ist, das zum Eingreifen in eine an einer Innenwand des Außenrohrs angeordnete Nut eingerichtet ist. Das Eingriffselement bildet damit zusammen mit der Nut ein Formschlussmittel. Durch die Anordnung der Nut an der Innenwand des Außenrohrs ist eine einfache konstruktive Umsetzung des Formschlussmittels möglich. Das mit dem Innenrohr verbundene Eingriffselement ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass es in Radialrichtung zumindest teilweise in die Nut hineinragt. Vorzugsweise kann das Eingriffselement auch so geformt sein, dass es ganz oder teilweise mit der Nut formkorrespondiert. Durch den Eingriff des Eingriffselements in die Nut entsteht zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr eine lösbare, formschlüssige Verbindung in Axialrichtung. Vorteilhaft wird durch die formschlüssige Verbindung über das Formschlussmittel wenigstens eine vordefinierte Endposition festgelegt, die auch die Arretierstellung bildet. Vorzugsweise ist nur eine Endposition vorgesehen, alternativ sind aber auch mehrere Endpositionen denkbar. Vorzugsweise ist eine weitere Endposition in einem zusammengeschobenen Zustand vorgesehen.
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Vorzugsweise ist das Innenrohr durch die Verschiebung gegenüber dem Außenrohr in eine vordefinierte Endposition bringbar, wobei in der Endposition das Eingriffselement in die Nut eingreifen kann. Das Eingriffselement kann damit nur nach Erreichen der Endposition in die Nut eingreifen. Die Arretierung in einer nicht gewünschten Stellung kann so verhindert werden. Hierbei wird insbesondere vermieden, dass vor Erreichen der vordefinierten Endposition eine ausschließlich reibschlüssige Verbindung hergestellt wird, durch die die Beanspruchbarkeit in Axialrichtung im Vergleich zu einer formschlüssigen Verbindung reduziert wäre. Es ist damit nicht möglich, die Teleskopstange in einer nicht sicheren Position zu verriegeln, wodurch die Bedienbarkeit und die Sicherheit verbessert werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Eingriffselement im unverriegelten Zustand vorspannungsfrei gehalten ist. Es kann damit verhindert werden, dass das Eingriffselement an dem Innenrohr oder an dem Außenrohr vorgespannt anliegt. Eine vibrationsbedingte Anregung des Eingriffselements führt damit nicht zu Schädigungen an den Kontaktflächen zwischen dem Eingriffselement und dem Innenrohr bzw. Außenrohr. Durch diese Art der Lagerung wird der Verschleiß durch vibrationsbedingte Anregung des Eingriffselements verringert und damit die Lebensdauer des Verriegelungsmechanismus erhöht. Vorzugsweise kann das Eingriffselement im unverriegelten Zustand auch vollständig kontaktfrei gegenüber dem Innen- bzw. Außenrohr gelagert sein, wodurch der Verschleiß weiter reduziert werden kann.
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Vorzugsweise ist das Eingriffselement an dem Sperrkörper angeordnet. Da der Sperrkörper mit dem Innenrohr verbunden ist, kann das Eingriffselement auf diese Weise durch eine Bewegung des Innenrohrs innerhalb des Außenrohrs verschoben werden. Das Eingriffselement wird durch den Sperrkörper vorspannungsfrei gehalten, wobei der Sperrkörper das Eingriffselement gleichzeitig derart lagert, dass dieses entgegen einer Vorspannkraft in Radialrichtung bewegbar ist.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Innenrohr über ein Gewinde mit dem Sperrkörper verbunden ist, so dass eine Rotation des Innenrohrs gegenüber dem Sperrkörper in eine Axialbewegung umgesetzt werden kann. Durch eine Rotation des Innenrohrs relativ zu dem Außenrohr um die Längsachse kommt es auch in Axialrichtung zu einer Verschiebung des Innenrohrs gegenüber dem Außenrohr. Durch die Relativbewegung des Innenrohrs in Axialrichtung kann die Steuerung des Eingriffselements erfolgen, so dass vorzugsweise bei einer Axialbewegung des Innenrohrs in Richtung des Sperrkörpers das Eingriffselement nach radial außen in die dafür vorgesehene Nut bewegt wird. Die Umsetzung der Rotationsbewegung des Innenrohrs in eine Axialbewegung über ein Gewinde bietet den weiteren Vorteil, dass eine Selbsthemmung durch die Sperrwirkung des Gewindes erzielt wird. Das bedeutet, dass durch eine Rotationsbewegung zwischen Innen- und Außenrohr zwar eine Bewegung in Axialrichtung umgesetzt wird; umgekehrt ist dies jedoch aufgrund der zu überwindenden Reibkraft des Gewindes nicht möglich. Es kann somit auch bei einer großen Beanspruchung der Teleskopstange in Axialrichtung eine sichere Verriegelung gewährleistet werden.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Teleskopstange ein drehfest mit dem Sperrkörper verbindbares Halteteil aufweist, wobei das Halteteil in der Endposition in ein Halteelement am Außenrohr greift, so dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Außenrohr und dem Sperrkörper besteht. Damit der Verriegelungsmechanismus gesteuert werden kann, muss sichergestellt werden, dass eine Relativbewegung zwischen dem Innenrohr und dem Sperrkörper möglich ist, da nur so die Rotationsbewegung über das Gewinde in eine Axialbewegung umgesetzt werden kann. Der Sperrkörper ist daher vorzugsweise formschlüssig mit einem Haltemittel verbunden das in das Halteelement an der Innenwand des Außenrohrs eingreifen kann. Vorzugsweise wird die formschlüssige Verbindung durch Zähne gebildet, die an dem Halteelement bzw. an dem Haltemittel vorgesehen sind. Weiter vorzugsweise kann die Verbindung zwischen dem Halteteil und dem Halteelement auch durch eine reibschlüssige Verbindung sein.
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Vorzugsweise ist das Halteteil an dem Sperrkörper vorgesehen. Eine zusätzliche Verbindung zu einem separaten Halteteil kann damit entfallen. Vorzugsweise wird das Halteteil in diesem Fall durch ein Formschlusselement gebildet, das beispielsweise durch spanende Bearbeitung in den Sperrkörper eingearbeitet werden kann. Weiter vorzugsweise kann die Fertigung im Feingussverfahren, durch generative Fertigung oder durch Oberflächennachbearbeitung erfolgen.
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Weiter vorzugsweise ist die Endposition des Sperrkörpers in Axialrichtung durch einen Absatz an der Innenwand des Außenrohrs festgelegt. Durch den Absatz wird vorzugsweise ein weiteres Auseinanderziehen der Teleskopstangen verhindert, und für den Nutzer ist so die vordefinierte Endposition leicht einstellbar. Alternativ kann als Endposition auch der Zustand definiert werden, in dem die Teleskopstange zusammengeschoben ist. In der Endposition ist das Halteteil mit dem Halteelement in Eingriff, so dass eine Rotation des Innenrohrs relativ zu dem Außenrohr eine Relativbewegung zwischen dem Sperrkörper und dem Innenrohr zur Folge hat. Befindet sich das Sperrelement nicht in der Endposition, dreht das Sperrelement bei einer Rotation des Innenrohres mit, so dass eine Arretierung der Teleskopstange nicht möglich wäre. Vorzugsweise ist das Eingriffselement durch einen elastischen Teilabschnitt des Sperrkörpers in Radialrichtung bewegbar. Das Eingriffselement ist dafür vorzugsweise von einem Grundelement des Sperrkörpers axial beabstandet, so dass der elastische Teilabschnitt durch ein sich in Axialrichtung länglich erstreckendes Element des Sperrkörpers gebildet ist. Vorzugsweise ist der elastische Teilabschnitt dabei stab- oder balkenförmig. Alternativ kann der elastische Teilabschnitt auch durch ein zylinderförmiges Element gebildet sein, dessen Radius erweiterbar ist. Vorzugsweise ist der elastische Teilabschnitt gegenüber dem Eingriffselement so angeordnet, dass der elastische Teilabschnitt nicht vorgespannt ist, solange sich das Eingriffselement in einer nicht verriegelten Grundstellung befindet. Für eine Verriegelung muss das Eingriffselement entgegen der Federkraft des elastischen Teilabschnitts in die Nut bewegt werden. Es wird so sichergestellt, dass das Eingriffselement nach einem Entriegeln auch wieder zuverlässig aus der Nut bewegt wird.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass ein in Richtung des Sperrkörpers zeigender Endabschnitt des Innenrohrs eine konische Form hat. Durch die konische Form des Endabschnittes wird das Eingriffselement aus der Grundstellung entgegen einer Federkraft nach radial außen bewegt, sobald das Innenrohr sich in Richtung des Sperrkörpers bewegt. Das Eingriffselement greift so in die dafür vorgesehene Nut, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Außenrohr und dem Sperrkörper entsteht. Ferner wird das Eingriffselement durch die konische Form in die Nut gepresst, so dass das Eingriffselement in der Nut verkeilt ist. Durch die Presswirkung wird zwischen den Kontaktflächen des Eingriffselements und der Nut auch eine reibschlüssige Verbindung hergestellt. Dies hat zur Folge, dass auch das Innenrohr mit dem Außenrohr in Axialrichtung verbunden ist und durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Kraftfluss zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr bei einer Beanspruchung der Teleskopstange in Axialrichtung im Wesentlichen direkt über das Formschlussmittel erfolgt. Zur besseren Kraftübertragung sind die Kontaktflächen vorzugsweise so ausgeführt, dass sie im verriegelten Zustand wenigstens teilweise zueinander formkorrespondierend sind.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass an dem Sperrkörper in den axialen Randbereichen des Gewindes jeweils ein Begrenzungselement vorgesehen ist, so dass die Axialbewegung des Innenrohrs gegenüber dem Sperrkörper begrenzt ist. Es kann damit sichergestellt werden, dass das Gewinde, das die Verbindung zwischen dem Innenrohr und dem Sperrkörper bildet, nicht außer Eingriff gerät. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil die relative Position zwischen dem Sperrkörper und dem Innenrohr im montierten Zustand nicht einsehbar ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Sperrkörper ein Verbindungselement umfasst, wobei das Verbindungselement dazu eingerichtet ist, den Sperrkörper über das Gewinde mit dem Innenrohr zu verbinden. Durch die Verwendung eines Verbindungselements wird eine einfachere und damit kostengünstigere Montage ermöglicht.
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Vorzugsweise ist in einem Endbereich des Außenrohrs ein Dämpfungsmittel vorgesehen, so dass der Sperrkörper im zusammengeschobenen Zustand an dem Dämpfungsmittel anliegt. Das Dämpfungsmittel hat die Funktion, beim Zusammenschieben der Teleskopstange als Dämpfer zu wirken, so dass das Zusammenschieben der Teleskopstange materialschonend erfolgen kann. Weiter stellt sich durch das Dämpfungsmittel im zusammengeschobenen Zustand ein Vorspannungszustand ein, d.h. der Sperrkörper liegt im zusammengeschobenen Zustand so an dem Dämpfungsmittel an, dass dieses in Axialrichtung druckbelastet ist. Wird nun die Teleskopstange durch den Betrieb des Triebwerks in Schwingung versetzt, kann durch das Dämpfungsmittel die Schwingungsenergie dissipiert werden, so dass die Schwingungen des Sperrkörpers gegenüber dem Außenrohr reduziert werden. Durch diese Maßnahme kann auch der Materialverschleiß reduziert werden. Vorzugsweise ist das Dämpfungsmittel ringförmig und weist an der dem Sperrkörper zugewandten Seite eine konische Form auf. Durch die konische Form ist eine radiale Zentrierung des Sperrkörpers im zusammengeschobenen Zustand möglich. Es kann somit nicht nur die Schwingung des Sperrkörpers gegenüber dem Außenrohr in Axialrichtung, sondern auch die Schwingung in Radialrichtung gedämpft werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Dämpfungsmittel durch Kunststoffschaum gebildet ist. Vorzugsweise wird als Kunststoffschaum zelliges Vulkollan verwendet. Hierdurch wird eine hohe dynamische Belastbarkeit erreicht und somit eine lange Lebensdauer sichergestellt. Ferner sind die Eigenschaften des zelligen Vulkollans auch für die im Luftfahrtbereich üblichen Umgebungsbedingungen geeignet. So zeichnet sich Vulkollan durch eine geringe Wasseraufnahme aus sowie durch geringe Abweichungen der Materialeigenschaften bei Temperaturen zwischen –30 °C und +80 °C. Die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Dämpfungsmittels können so während der gesamten Flugphase bei nahezu konstanter Qualität aufrechterhalten werden. Vorzugsweise sind an der Außenfläche des Dämpfungsmittels umlaufende Nuten bzw. Rillen vorgesehen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine Teleskopstange mit Verriegelungsmechanismus in einer Endposition im unverriegelten Zustand;
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2 eine Teleskopstange mit Verriegelungsmechanismus in einer Endposition im verriegelten Zustand; und
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3 eine Teleskopstange mit Verriegelungsmechanismus und Dämpfungsmittel.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Teleskopstange 1 mit einer Verriegelungseinrichtung in einer vordefinierten Endposition. Die Teleskopstange 1 umfasst ein Innenrohr 3, das axial verschiebbar in einem Außenrohr 2 gelagert ist. Das Innenrohr 3 ist über ein Gewinde 10 mit einem Sperrkörper 4 verbunden, der dazu dient, das Innenrohr 3 gegenüber dem Außenrohr 2 zu verriegeln. Die Verriegelung erfolgt über ein Formschlussmittel 5, das ein Eingriffselement 7 und eine Nut 8 umfasst. Das Eingriffselement 7 ist dabei vorzugsweise dem Sperrkörper 4 zugeordnet, wohingegen die Nut 8 vorzugsweise an der Innenwand des Außenrohrs 2 vorgesehen ist. Durch eine Verdrehung des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 in eine erste Drehrichtung wird erreicht, dass sich das Innenrohr 3 in Axialrichtung dem Sperrkörper 4 nähert, also in Richtung eines Pfeils 21 bewegt wird. Mit Axialrichtung ist dabei stets die Richtung einer Längsachse 6 gemeint. Durch diese axiale Relativbewegung des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 wird das Eingriffselement 7 durch einen Endabschnitt 15 des Innenrohrs 3 nach radial außen in die Nut 8 gedrückt, so dass zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 2 über den Sperrkörper 4 eine formschlüssige Verbindung entsteht.
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1 zeigt den Sperrkörper 4 in einer zweiteiligen Ausführungsform. Der Sperrkörper 4 umfasst dabei im Wesentlichen einen Grundkörper 18, einen elastischen Teilabschnitt 14 und ein Verbindungselement 9. Alternativ wäre es auch möglich, den Sperrkörper 4 einteilig auszuführen.
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Der Grundkörper 18 ist über ein erstes Verbindungsmittel 19, das vorzugsweise durch eine Schraubverbindung gebildet ist, drehfest mit dem Verbindungselement 9 verbunden. Der dem Innenrohr 3 zugewandte Endabschnitt des Verbindungselements 9 weist ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde des Innenrohrs 3 eingreift; das Verbindungselement 9 und das Innenrohr 3 sind damit über das Gewinde 10 miteinander verbunden. Eine Rotationsbewegung des Innenrohrs 3 gegenüber dem Verbindungselement 9 in einer ersten Drehrichtung bewirkt, dass sich das Innenrohr 3 in Richtung des Pfeils 21 bewegt. Bei einer Rotation in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung erfolgt eine Bewegung entgegen dem Pfeil 21. An dem Verbindungselement 9 sind in den Randbereichen des Gewindes 10 jeweils ein erstes und ein zweites Begrenzungselement 16 und 17 vorgesehen. Die Begrenzungselemente 16 und 17 stellen sicher, dass das Gewinde 10 stets im Eingriff ist und damit das Innenrohr 3 zuverlässig mit dem Verbindungselement 9 verbunden ist. Das erste Begrenzungselement 16 wird vorzugsweise durch einen Absatz mit Freistich an dem wellenartigen Verbindungselement 9 ausgeführt. Das zweite Begrenzungselement 17 wird vorzugsweise durch eine Scheibe gebildet, die vorzugsweise durch ein zweites Verbindungsmittel 20 gehalten ist; das zweite Verbindungsmittel 20 ist vorzugsweise durch eine Schraube gebildet. Vorzugsweise ist die Gewinderichtung der Schraube 20 entgegengesetzt zu der Gewinderichtung des Gewindes 10, um ein ungewolltes Lösen der Schraube 20 zu verhindern. Für das Gewinde der Schraube 20 wird daher vorzugsweise ein Linksgewinde verwendet.
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Damit das Eingriffselement 7 in die Nut 8 eingreifen kann, muss das Innenrohr 3 gegenüber dem Außenrohr 2 in eine vordefinierte Endposition gebracht werden. Für den Benutzer der Teleskopstange 1 ist jedoch die Endposition, in der das Eingriffselement 7 in die Nut 8 eingreifen kann, nicht ohne weiteres erkennbar. Es ist daher an der Innenwand des Außenrohrs 2 ein Absatz 13 vorgesehen, an dem der Sperrkörper 4, vorzugsweise der Grundkörper 18, in Axialrichtung formschlüssig anliegen kann. Vorzugsweise ist die Endposition erreicht, wenn die Teleskopstange 1 ausgezogen ist. Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, eine Endposition im zusammengeschobenen Zustand vorzusehen. Vorzugsweise kann an dem Außenrohr 3 auch ein Sichtfenster vorgesehen sein, wodurch überprüft werden kann, ob die Endposition erreicht wurde.
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Zur Verriegelung des Innenrohrs 3 gegenüber dem Außenrohr 2 in der Endposition muss das Innenrohr 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 rotierbar sein. Da der Sperrkörper 4 in dem Außenrohr 2 gelagert ist, kann dieser nicht ohne weiteres drehfest gelagert werden. Aus diesem Grund ist an der Innenwand des Außenrohrs 2 ein Halteelement 12 im Bereich des Absatzes 13 vorgesehen. Das Halteelement 12 erstreckt sich vorzugsweise in Axialrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann das Halteelement 12 auch an der radial verlaufenden Fläche des Absatzes 13 vorgesehen sein. An dem Sperrkörper 4, vorzugsweise an dem Grundkörper 18, ist ein entsprechendes Halteteil 11 vorgesehen, so dass in der Endposition eine drehfeste Verbindung zwischen dem Außenrohr 2 und dem Sperrkörper 4 herstellbar ist. Vorzugsweise wird das Halteelement 12 durch eine Innenverzahnung gebildet, in die eine Außenverzahnung des Halteteils 11 eingreift. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Außenrohr 2 und dem Sperrkörper 4 kann alternativ auch durch eine reibschlüssige Verbindung gebildet werden.
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Durch die drehfeste Verbindung des Außenrohrs 2 mit dem Sperrkörper 4 in der Endposition kann eine Rotationsbewegung des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 erreicht werden, wenn das Außenrohr 2 gegenüber dem Innenrohr 3 rotiert wird. Die axiale Erstreckung des Halteelements 12 und des Halteteils 11 ist dabei so bemessen, dass die drehfeste Verbindung zwischen dem Innenrohr 3 und dem Sperrkörper 4 nur in oder kurz vor Erreichen der Endposition besteht. Es wird damit eine ausschließlich reibschlüssige Verriegelung verhindert, bei der das Eingriffselement 7 und die Nut 8 nicht in Eingriff sind.
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Der Grundkörper 18 ist über einen elastischen Teilabschnitt 14 mit dem Eingriffselement 7 verbunden. Vorzugsweise werden der Grundkörper 18, der Teilabschnitt 14 und das Eingriffselement 7 durch ein Bauteil gebildet, wodurch der Montageaufwand reduziert werden kann. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können der Grundkörper 18, der Teilabschnitt 14 und das Eingriffselement 7 auch durch einzelne Komponenten gebildet werden, die über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind.
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Durch das Verbindungselement 9 ist der Grundköper 18 von dem Innenrohr 3 axial beabstandet. Der elastische Teilabschnitt 14 kann sich dadurch ausgehend von dem Grundkörper 18 axial in Richtung des Innenrohrs 3 erstrecken. Der elastische Teilabschnitt 14 ist dabei vorzugsweise stab- bzw. balkenförmig ausgeführt, so dass durch die axiale Beabstandung eine Elastizität des Teilabschnitts 14 in Radialrichtung erreicht wird. Vorzugsweise sind wenigstens zwei elastische Teilabschnitte 14 vorgesehen, die in Umfangsrichtung vorzugsweise nicht miteinander verbunden sind, so dass eine Bewegung in Radialrichtung nicht behindert wird. Vorzugsweise sind genau zwei elastische Teilabschnitte 14 vorgesehen, die bezüglich der Längsachse 6 um 180° versetzt angeordnet sind, weiter vorzugsweise sind vier Teilabschnitte 14 vorgesehen, insbesondere vorzugsweise sind sechs Teilabschnitte 14 vorgesehen. Bei mehr als zwei elastischen Teilabschnitten sind diese vorzugsweise im Bezug zu der Längsachse 6 symmetrisch angeordnet.
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Der elastische Teilabschnitt 14 ist im nicht vorgespannten Zustand vorzugsweise parallel zu der Rotationsachse 6 ausgerichtet, siehe 1. Durch die Rotation des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 bewegt sich ein vorzugsweise konischer Endabschnitt des Innenrohrs 3 in Axialrichtung gegen den elastischen Teilabschnitt 14 bzw. gegen das Eingriffselement 7. Vorzugsweise ist eine Initialstellung vorgesehen, in der der elastische Teilabschnitt 14 nicht vorgespannt ist und es nicht zu einer Berührung zwischen dem konischen Endabschnitt 15 kommt. Erst durch eine Rotation des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 kommt es zu einer Anlage zwischen dem elastischen Teilabschnitt 14 bzw. dem Eingriffselement 7. Durch die konische Form des Endabschnitts 15 wird das Eingriffselement 7 bei einer Bewegung des Innenrohrs in Richtung des Pfeils 21 entgegen der Kraft des elastischen Teilabschnitts 4 nach radial außen bewegt, bis es in die dafür vorgesehene Nut 8 eingreift. Das Eingriffselement 7 liegt dabei an einer Außenfläche 26 des konischen Endabschnitts 15 an. In diesem Zustand besteht eine zuverlässige formschlüssige Verbindung des Innenrohrs 3 mit dem Außenrohr 2 über den Sperrkörper 4 in Axialrichtung.
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In diesem verriegelten Zustand, der in 2 dargestellt ist, verbleibt die Teleskopstange 1 durch zwei selbsthemmende Wirkmechanismen. Zum einen bewirkt die konische Form des Endabschnitts 15 eine Verkeilung bzw. Verklemmung des Endabschnitts 15 gegenüber dem elastischen Teilabschnitt 14 bzw. dem Eingriffselement 7. Zum anderen bildet das Gewinde 10 eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement 9 und dem Innenrohr 3, das nur durch eine Rotation des Innenrohrs 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 gelöst werden kann. Ferner erfolgt der Kraftfluss zwischen Innenrohr 3 und Außenrohr 2 im verriegelten Zustand bei einer Beanspruchung der Teleskopstange 1 durch Axialkräfte im Wesentlichen direkt über das Formschlussmittel 5. Eine Überwindung der Reibkraft des Gewindes 10 durch Beanspruchung der Teleskopstange 1 in Axialrichtung kann damit ausgeschlossen werden. Vorzugsweise ist der Nutgrund der Nut 8 nicht parallel zu der Längsachse 6 ausgerichtet, sondern in einem Winkel α. Vorzugsweise liegt der Winkel α zwischen 5° und 70°, weiter vorzugsweise zwischen 10° und 30° und insbesondere vorzugsweise bei etwa 20°. Durch die vorteilhafte Einstellung des Winkels kann die selbsthemmende Wirkung durch die Verkeilung bzw. Verklemmung verbessert werden und damit die Kraftübertragung verbessert werden.
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Zum Aufheben des verriegelten Zustandes wird das Innenrohr 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 in eine zweite Drehrichtung gedreht, so dass das Innenrohr 3 gegenüber dem Sperrkörper 4 entgegen der Richtung des Pfeils 21 bewegt wird. Der konische Endabschnitt 15 des Innenrohrs 3 gibt dadurch die Bewegung des Eingriffselements 7 nach radial innen frei. Durch die nach radial innen wirkende Kraft des elastischen Teilabschnitts 4 wird das Eingriffselement 7 aus der Nut 8 bewegt, so dass die Verbindung zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 2 aufgehoben ist und die Teleskopstange 1 wieder in ihrer Länge verstellbar ist.
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3 zeigt eine Teleskopstange 1 mit Verriegelungsmechanismus und einem Dämpfungsmittel 22. Das Dämpfungsmittel 22 ist dabei innerhalb des Außenrohrs 2 angeordnet. Vorzugsweise besteht das Dämpfungsmittel 22 aus einem Kunststoffschaum, weiter vorzugsweise aus zelligem Vulkollan. Die Grundform des Dämpfungsmittels 22 ist ringförmig, so dass es einfach in das Außenrohr 2 eingesetzt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Dämpfungsmittel 22 an der dem Sperrkörper 4 zugewandten Seite eine konische Form. Vorzugsweise liegt dabei der Winkel β zwischen 80° und 140°, weiter vorzugsweise zwischen 100° und 120°, insbesondere vorzugsweise bei ca. 110°. Durch die konische Form wird eine radiale Zentrierung des Sperrkörpers 4 erreicht, wenn sich die Teleskopstange 1 in einem zusammengeschobenen Zustand befindet. Vorzugsweise hat der Grundkörper 18 ebenfalls eine konische Form, so dass die Zentrierwirkung weiter verbessert wird.
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Ferner besteht die in 3 gezeigte Teleskopstange 1 aus drei Teilstangen. Dadurch wird das dem linken Sperrkörper 4 zugeordnete Innenrohr 3 zum Außenrohr 25 des zusätzlichen Sperrkörpers 24. Bei dieser Ausführungsform der Teleskopstange 1 ist ein weiteres Dämpfungsmittel 23 so in dem Innenrohr 3 angeordnet, dass der Sperrkörper 24 im zusammengeschobenen Zustand an dem Dämpfungsmittel 23 anliegt. Das Innenrohr 3 bildet für den Sperrkörper 24 wiederum ein Außenrohr 25, so dass die erfindungsgemäße Lösung auf Teleskopstangen 1 mit beliebig vielen Teilstangen anwendbar ist.
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Weiter ist der 3 zu entnehmen, dass das Außenrohr 2 aus zwei Teilen 2a und 2b besteht, wobei die Verbindung der Teile 2a und 2b über eine Klebeverbindung erfolgt. Die Länge der Klebeverbindung beträgt in Axialrichtung vorzugsweise zwischen 5 und 25 mm, weiter vorzugsweise zwischen 12 und 20 mm. Vorteilhaft sind die Teilstangen der Teleskopstange 1 aus CFK gefertigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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