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Die Erfindung bezieht sich auf ein arretierbares Kolben-Zylinderaggregat mit einer Zylinderanordnung, die einen geschlossenen Zylinder aufweist, in dem ein den Zylinderinnenraum in eine erste und eine zweite Kammer unterteilender Kolben verschiebbar geführt ist, der einseitig eine Kolbenstange aufweist, die abgedichtet an der einen Stirnseite des Zylinders aus dem Zylinderinnenraum nach außen geführt ist, wobei die erste und zweite Kammer miteinander verbunden oder verbindbar ist, mit einem die Zylinderanordnung umschließenden Feststellrohr größerer oder gleicher Länge, als der Ausfahrlänge der Kolbenstange, das mit seinem einen Ende an der Kolbenstange im Bereich deren freien Endes fest angeordnet ist und das einen Abstützanschlag aufweist und bei ausgefahrener Kolbenstange aus einer Freigabestellung in eine Arretierstellung bewegbar ist, in der der Abstützanschlag an einem Gegenanschlag der Zylinderanordnung bei einer Einfahrbewegung des Kolben-Zylinderaggregats blockierend in Anlage ist.
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Bei einer derartigen Gasfeder, die z. B. zum Öffnen von Klappen oder Türen insbesondere an Kraftfahrzeugen dient, ist es bekannt, daß das Feststellrohr mit seinem ersten Endbereich im Bereich des freien Endes der Kolbenstange zwischen einer zur Kolbenstange koaxialen Freigabestellung und einer zur Längsachse der Kolbenstange geneigten Arretierstellung schwenkbar gelagert ist und an seinem zweiten Endbereich den Abstützanschlag aufweist, wobei das Feststellrohr bei ausgefahrener Kolbenstange in die Arretierstellung schwenkbar und mit dem Abstützanschlag axial an der einen Stirnseite des Zylinders anlegbar ist.
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Diese Gasfeder hat das Problem, daß durch das Verschwenken des Feststellrohres Querkräfte in dem System erzeugt werden, welche bei Überbelastung zu einem Ausknicken des Systems führen können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Kolben-Zylinderaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Ausknicken insbesondere bei ausgefahrener Kolbenstange vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zylinderanordnung und das Feststellrohr koaxial zueinander angeordnet und zwischen der Freigabestellung und der Arretierstellung relativ um ihre Längsachse zueinander verdrehbar sind.
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Dadurch werden auf das Kolben-Zylinderaggregat einwirkende Querkräfte bei dem Verschwenken des Feststellrohres und somit auch ein dadurch bedingtes Ausknicken der Kolbenstange vermieden.
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Das Feststellrohr kann mehrere Abstützanschläge und die Zylinderanordnung entsprechend mehrere Gegenanschläge aufweisen, wobei zur gleichmäßig am Umfang verteilten Abstützung die Abstützanschläge und die Gegenanschläge radial umlaufend gleichmäßig verteilt angeordnet sein können.
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Die Gegenanschläge können von der Zylinderanordnung radial nach außen hervorstehend und die Abstützanschläge von der Innenwand des Feststellrohres radial nach innen hervorstehend ausgebildet sein.
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Um die Zylinderanordnung bei nicht völlig bis in die Arretierposition ausgefahrener Kolbenstange gegen Verdrehen relativ zum Feststellrohr zu sichern, kann zwischen der Zylinderanordnung und dem Feststellrohr eine Drehblockierung angeordnet sein, die eine Relativverdrehung von Zylinderanordnung und Feststellrohr nur in der vollständig ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange erlaubt.
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In einfacher Ausbildung kann dazu die Drehblockierung einen radial nach außen hervorstehenden Drehblockieransatz der Zylinderanordnung aufweisen, der in eine an der Innenwand des Feststellrohres sich parallel zur Längsachse erstreckende Längsnut verschiebbar eingreift.
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Dabei können in der Innenwand des Feststellrohres entsprechend dem oder den Gegenanschlägen Längsnuten ausgebildet sein, in die die Drehblockieransätze bildenden Abstützanschläge hineinragen, wobei in Umfangsrichtung neben einem oder mehreren kolbenstangennäheren Enden der Längsnuten Abstützanschläge ausgebildet sind.
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In einer anderen Ausbildung kann die Drehblockierung einen radial nach innen hervorstehenden Führungsansatzansatz des Feststellrohres aufweisen, der in eine an der Mantelfläche des Feststellrohres oder einem das Feststellrohr umschließenden Bauteils sich parallel zur Längsachse erstreckende Längsnut verschiebbar eingreift.
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Eine exakte Verdrehung bis zum Erreichen der Arretierstellung wird dadurch erreicht, daß die Zylinderanordnung und/oder das Feststellrohr einen oder mehrere Anschläge aufweisen, an denen die Abstützanschläge und/oder die Gegenanschläge bei Relativverdrehung von Zylinderanordnung und Feststellrohr in die Arretierstellung anliegen.
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Zu einer einfachen Anordnung der Gegenanschläge an der Zylinderanordnung führt es, wenn zumindest auf dem kolbenstangenseitigen Ende der Zylinderanordnung eine Haltehülse drehfest und axialfest angeordnet ist, der den oder die Gegenanschläge aufweist, wobei bauteilsparend die Haltehülse und die Gegenanschläge einteilig insbesondere aus Kunststoff ausgebildet sein können.
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Ist die Haltehülse mit seiner radial umlaufenden Mantelfläche an der Innenwand des Feststellrohres verschiebbar geführt, so führt dies insbesondere bei ausgefahrener Kolbenstange zur einer. Führung und Abstützung des Feststellrohres.
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Weist der Abstützanschlag eine Anschlagebene auf, die gegenüber der Längsachse geneigt sich in Umfangsrichtung von einem Einführende zu einem Arretierende erstreckt, wobei das die Arretierstellung definierende Arretierende dem kolbenstangenfernen Ende der Zylinderanordnung entfernter ist als das Einführende, so wird ein ungewolltes selbsttätiges Verdrehen aus der Arretierstellung in die Freigabestellung vermieden.
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Diese Verdrehsicherung wird noch erhöht, wenn der Gegenanschlag eine weitere Anschlagebene aufweist, die gegenüber der Längsachse geneigt sich in Umfangsrichtung von einem Einführende zu einem Arretierende erstreckt, wobei das die Arretierstellung definierende Arretierende dem kolbenstangenfernen Ende der Zylinderanordnung näher ist als das Einführende.
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Die Ausknicksicherheit bei ausgefahrener Kolbenstange wird weiter erhöht, wenn in den dem freien Ende der Kolbenstange entgegengesetzten Endbereich des Feststellrohres ein Führungsrohr fest eingesetzt ist, in dem der Zylinder der Zylinderanordnung verschiebbar geführt ist.
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Bei einer manuellen Kraftbeaufschlagung der ausgefahrenen Kolbenstange und bei in Arretierstellung befindlichem Feststellrohr Beschädigungen vermeiden zu können, kann der oder die Anschläge in der Arretierstellung entgegen einer bestimmten Federkraft radial in eine Überfahrposition auslenkbar sein, in der der oder die Abstützanschläge außer Eingriff von den Gegenanschlägen sind und die Kolbenstange in Einschubrichtung bewegbar ist.
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Damit wird die Arretierung bei Überbelastung in Einfahrrichtung automatisch aufgehoben.
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In einer einfachen Ausbildung können dabei die den Abstützanschlägen axial zugewandten Anschlagflächen der Gegenanschläge als zur Längsachse geneigte Rampen sowie die den Gegenanschlägen axial zugewandten weiteren Anschlagflächen der Abstützanschläge als zur Längsachse geneigte Rampen ausgebildet sein.
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Bauteilsparend können dazu in Doppelfunktion die Gegenanschläge an den freien Enden von sich axial in Richtung zu dem freien Ende der Kolbenstange erstreckenden Federarmen angeordnet sein, die mit ihren anderen Enden an dem kolbenstangenseitigen Endbereich des Zylinders der Zylinderanordnung fest angeordnet ist.
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Ist an dem dem kolbenstangenseitigen Ende entgegengesetzten Endbereich des Feststellrohres eine zur Längsachse parallele Drehblockierlängsnut sowie eine dazu parallele Parallellängsnut gleichen Querschnitts angeordnet, in die der Drehblockieransatz ragt und die an ihrem dem freien Ende der Kolbenstange näheren Ende über einen zur Drehblockierlängsnut rampenartig geneigten Verbindungsbereich in die Drehblockierlängsnut mündet, wobei an dem der Mündung entgegengesetzten Ende des Verbindungsbereichs die Parallellängsnut mit der Drehblockierlängsnut verbunden ist, so erfolgt nach einer Überwindung der Arretierung eine zwangsläufige Verdrehung des Feststellrohres in seine Freigabestellung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer arretierbaren Gasfeder
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2 einen Querschnitt der Gasfeder nach 1
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3 einen um 90° zu dem Querschnitt in 2 versetzten Querschnitt der Gasfeder nach 1
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4 eine perspektivische Ansicht des kolbenstangenseitigen Endbereichs der Zylinderanordnung der Gasfeder nach 1
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5 eine perspektivische Ansicht des Feststellrohres der Gasfeder nach 1
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6 einen Querschnitt des Feststellrohres nach 5
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7 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Gasfeder
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8 eine vergrößerte Darstellung des linken Endbereichs der Gasfeder nach 7
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9 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 8
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10 eine perspektivische Ansicht des kolbenstangenseitigen Endbereichs der Zylinderanordnung nach 7
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11 eine vergrößerte Darstellung der Federarme der Zylinderanordnung nach 7
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12 einen Querschnitt des Feststellrohres der Gasfeder nach 7
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13 eine Stirnansicht des Feststellrohres nach 12
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14 einen Querschnitt eines Führungsrohres der Gasfeder nach 7
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15 eine Stirnansicht des Führungsrohres nach 14.
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Die in den Figuren dargestellten, als arretierbar Gasfeder ausgebildeten Kolben-Zylinder-Aggregate besitzen eine Zylinderanordnung 1 mit einem geschlossenen Zylinder 2, in dem ein nicht dargestellter Kolben verschiebbar geführt ist, der den mit einem Druckgas gefüllten Zylinderinnenraum in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt.
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Bei einem nicht als Gasfeder ausgebildeten Kolben-Zylinderaggregat kann der Zylinderinnenraum auch mit Öl gefüllt sein.
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Einseitig ist an dem Kolben eine Kolbenstange 3 angeordnet, die durch ein Dicht- und Führungselement 23 abgedichtet an der einen Stirnseite 4 des Zylinders 2 aus dem Zylinderinnenraum nach außen geführt ist. Die beiden Kammern des Zylinderinnenraums sind durch eine ebenfalls nicht dargestellte Drosselverbindung miteinander verbunden.
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Die Drosselverbindung kann im Kolben oder aber auch im Zylinder als Axialnut ausgebildet sein.
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An dem freien Ende der Kolbenstange 3 ist ein die Zylinderanordnung 1 umschließendes Feststellrohr 5 mit einem ersten Endbereich 6 angeordnet, das sich mit seinem zweiten Endbereich 7 zum Zylinder 2 hin erstreckt. Dabei ist das Feststellrohr 5 um die Längsachse der Kolbenstange 3 verdrehbar aber axial unverschiebbar auf der Kolbenstange 3 angeordnet.
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Dabei weist das Feststellrohr 5 in seinem ersten Endbereich 6 eine axiale Durchgangsöffnung 8 auf, durch die das freie Ende der Kolbenstange 3 hindurchgeführt ist.
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Auf das mit einem Gewinde 9 versehene freie Ende der Kolbenstange 3 ist ein Befestigungsteil 10 aufgeschraubt, dessen dem Feststellrohr 5 zugewandte Stirnseite einen Anschlag 11 bildet, der axial an dem Mündungsbereich 12 der Durchgangsöffnung 8 abgestützt ist.
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An dem der Kolbenstange 3 abgewandten Ende des Zylinders 2 ist ein zweites Befestigungsteil 13 angeordnet.
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Beide Befestigungsteile 10 und 13 sind als Kugelpfannen ausgebildet.
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In das Feststellrohr 5 ist in dessen dem ersten Befestigungsteil 10 abgewandten Endbereich ein Führungsrohr 14 fest eingesetzt, in dem der Zylinder 2 der Zylinderanordnung 1 verschiebbar geführt ist.
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Ausgehend von dem dem ersten Befestigungsteil 10 näheren Ende sind an der Innenwand des Feststellrohres 5 sechs sich parallel zur Längsachse erstreckende Längsnuten 15 ausgebildet, die radial umlaufend gleichmäßig verteilt angeordnet sind und sich axial in Richtung zu dem anderen Ende des Feststellrohres 5 hin erstrecken.
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Die Längsnuten 15 sind unmittelbar in dem ein Kunststoffspritzgußteil bildenden Feststellrohr 5 eingeformt.
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Die dem zweiten Befestigungsteil 13 zugewandten stirnseitigen Enden der die Längsnuten 15 voneinander trennenden Stege 17 bilden Abstützanschläge 18.
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Auf dem dem ersten Befestigungsteil 10 zugewandten Endbereich des Zylinders 2 ist eine Haltehülse 19 aufgesetzt, der über das Ende des Zylinders 2 axial hervorstehende und radial über den Durchmesser des Zylinders 2 herausragende nockenartige Gegenanschläge 20 aufweist und dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Feststellrohres 5 im Bereich der Längsnuten 15 entspricht.
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Die Gegenanschläge 20 besitzen eine Verteilung und Querschnitte, die der Verteilung und den Querschnitten der Längsnuten 15 entspricht.
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Bei eingefahrener Kolbenstange 3 sind die Gegenanschläge 20 in die Längsnuten 15 eingeschoben, so daß keine Relativverdrehung des Feststellrohres zur Zylinderanordnung möglich ist.
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Wird die Kolbenstange 3 ausgefahren, bewegen sich die Gegenanschläge 20 in den Längsnuten 15 bis sie kurz vor Ende der maximalen Ausfahrposition aus den Längsnuten 15 herausgefahren sind. In dieser Position befinden sich die Gegenanschläge 20 in Bezug auf die Abstützanschläge 18 in der Freigabestellung, aus der auch wieder ein Einfahren der Gegenanschläge 20 in die Längsnuten 15 möglich ist.
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Nun kann das Feststellrohr 5 manuell um die Längsachse relativ zur Zylinderanordnung 1 verdreht werden, bis die Gegenanschläge 20 mit ihrer einen in Umfangsrichtung zur Längsachse gerichteten Seite an Anschlägen 21 des Feststellrohres 5 zur Anlage kommen.
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Jetzt befinden sich die Gegenanschläge 20 den Abstützanschlägen 18 axial gegenüberliegend in der Arretierstellung.
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Ein Einfahren der Kolbenstange 3 ist jetzt nicht mehr möglich.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 sind die axial einander zugewandten Anschlagebenen 22 der Abstützanschläge 18 und der Gegenanschläge 20 in Umfangsrichtung gegenüber der Längsachse geneigt, wobei bei den Abstützanschlägen 18 das Arretierende dem Kolbenstangen ferneren Ende der Zylinderanordnung 1 entfernter ist als das Einführende.
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Bei den Gegenanschlägen 20 ist das Arretierende dem kolbenstangenferneren Ende der Zylinderanordnung 1 näher als das Einführende.
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In dieser Arretierstellung ist die Kolbenstange 3 in ihrer ausgefahrenen Position arretiert.
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Durch Verdrehen des Feststellrohres 5 zurück in die Freigabestellung kann die Kolbenstange 5 wieder in ihre Einfahrstellung zurückbewegt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 bis 15 ist ein Federarmkorb 24 an dem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders 2 an der Haltehülse 19 befestigt, der entsprechend den Längsnuten 15 verteilt angeordnet sechs sich etwa axial von dem Zylinder 2 frei wegragende Federarme 25 aufweist.
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Entsprechend den Federarmen 25 sind an dem Zylinder 2 Führungsansätze 16 angeordnet, die in den Längsnuten laufen und die Federarme gegen Querkräfte schützen.
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Entweder befinden sich die Führungsansätze 16 in den Drehblockierlängsnuten 29 oder die Führungsansätze 16 befinden sich in den Längsnuten 15.
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An ihren freien Enden sind die Federarme 25 mit den Gegenanschlägen 20 versehen, deren Anschlagflächen 26 zur Längsachse geneigt ausgebildet sind.
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Entsprechend sind auch die Anschlagflächen 27 der Abstützanschläge 18 zur Längsachse geneigt ausgebildet.
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Befinden sich die Gegenanschläge 20 den Abstützanschlägen 18 axial gegenüberliegend in der Arretierstellung, ist bis zu einer bestimmten Beaufschlagungskraft auf die Kolbenstange 3 in Einfahrrichtung ein Einfahren der Kolbenstange 3 blockiert.
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Wird diese bestimmte Beaufschlagungskraft überschritten, gleiten die Anschlagflächen 26 und 27 aufeinander und biegen die Federarme 25 entgegen deren Federkraft radial nach innen.
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Nun kann die Kolbenstange 3 eingeschoben werden, wobei die Gegenanschläge 20 auf den Stegen 17 gleiten.
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Um die Gegenanschläge 20 wieder in die Längsnuten 15 zurückzuführen, sind an dem Haltering 19 radial nach außen hervorstehende Drehblockieransätze 28 angeordnet, die in entsprechend in der Innenwand des Führungsrohrs 14 parallel zur Längsachse ausgebildete Drehblockierlängsnuten 29 axial verschiebbar ragen.
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An dem der Kolbenstange 3 entfernten Ende der Drehblockierlängsnut 29 ist parallel eine Parallellängsnut 30 gleichen Querschnitts in dem Führungsrohr 14 ausgebildet, die an ihrem dem freien Ende der Kolbenstange 3 näheren Ende über eine zur Drehblockierlängsnut 29 rampenartig hin geneigten Verbindungsbereich 31 in die Drehblockierlängsnut 29 mündet.
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An dem dem Verbindungsbereich 31 entgegengesetzten Ende ist die Parallellängsnut 30 mit der Drehblockierlängsnut 29 verbunden.
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Über diese Verbindung wird bei einem Verdrehen des Feststellrohres 5 aus der Freigabestellung in die Arretierstellung der Drehblockieransatz 28 aus der Drehblockierlängsnut 29 in die Parallellängsnut 30 bewegt. Bei Zurückdrehen des Feststellrohrs 5 gelangt der Drehblockieransatz 28 wieder in die Drehblockierlängsnut 29.
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Wird die Kolbenstange 3 aber aus der Arretierstellung heraus eingeschoben, so bewegt sich der Drehblockieransatz 28 in der Parallellängsnut 30 und über den Verbindungsbereich 31 wieder in die Drehblockierlängsnut 29. Dabei erfolgt eine Zwangsverdrehung des Feststellrohres 5 zur Zylinderanordnung 1, durch die die Gegenanschläge 20 der Federarme 25 wieder in die Längsnuten 15 einrasten.
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Wenn die Führungsansätze 16 sich in den Längsnuten 15 befinden, schützen sie die Federarme 25 gegen Querkräfte. Es befinden sich entweder die Drehblockieransätze 28 in den Drehblockierlängsnuten 29 oder die Führungsansätze 16 in den Längsnuten 15.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderanordnung
- 2
- Zylinder
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Stirnseite
- 5
- Feststellrohr
- 6
- erster Endbereich
- 7
- zweiter Endbereich
- 8
- Durchgangsöffnung
- 9
- Gewinde
- 10
- erstes Befestigungsteil
- 11
- Anschlag
- 12
- Mündungsbereich
- 13
- zweites Befestigungsteil
- 14
- Führungsrohr
- 15
- Längsnuten
- 16
- Führungsansätze
- 17
- Stege
- 18
- Abstützanschläge
- 19
- Haltehülse
- 20
- Gegenanschläge
- 21
- Anschläge
- 22
- Anschlagebenen
- 23
- Dicht- und Führungselement
- 24
- Federarmkorb
- 25
- Federarme
- 26
- Anschlagflächen
- 27
- Anschlagflächen
- 28
- Drehblockieransätze
- 29
- Drehblockierlängsnuten
- 30
- Parallellängsnut
- 31
- Verbindungsbereich
