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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Teleskopzylinder, der ein äußeres Zylinderrohr
umfasst, in dem eine Zahl von versetzt positionierten inneren Zylinderrohren
und mindestens eine Kugelrastung koaxial angeordnet sind und wobei
die Kugelrastung wenigstens eine Verschlusskugel, wenigstens eine Kugelaufnahme
und wenigstens eine Verdichtungsfeder umfasst; die Kugelrastung
weist wenigstens zwei Verschlusspositionen auf, eine erste Verschlussposition,
bei welcher die Verschlusskugel in die Kugelaufnahme eingreift und
eine zweite Verschlussposition, bei welcher die Verschlusskugel
von der Kugelaufnahme freigegeben wird und in eine angrenzende Ausnehmung
eingreift.
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Hintergrund
der Erfindung
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Beim
Einsatz von Teleskopzylindern, beispielsweise bei Hubplattformen,
gibt es zwei Prinzipien, nach denen ein Teleskopzylinder verwendet
werden kann.
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Bei
dem ersten Prinzip wird ein Teleskopzylinder mit einem versetzt
positionierten Zylinder verwendet, so dass dieser Zylinder bzw.
diese Zylinderkolbenstange die einzige ist, die aus dem Zylinder herausgezogen
werden kann. Dies erfordert, dass, um eine große Hubhöhe für die Hubplattform zu erzielen,
ein Teleskopzylinder von einer gewissen Länge eingesetzt werden muss,
und daher müssen
drehbare Befestigungsmechanismen für den Teleskopzylinder eingesetzt
werden, so dass er in Bezug auf die Hubplattform gedreht werden
kann, wenn er ausgefahren ist.
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Bei
dem zweiten Prinzip wird ein Teleskopzylinder mit mehreren Zylinderrohren
und Kolbenstangen verwendet. Dies verschafft den Vorteil, dass der Teleskopzylinder
nicht sehr hoch sein muss, weil mehrere Zylinderrohre vorhanden
sind, die ausgezogen werden können,
und schließlich
wird eine Kolbenstange ausgefahren. Das Problem bei diesem Typ besteht
jedoch darin, dass Leckagen an den Übergängen zwischen den Zylinderrohren
vorhanden sein können
und dass diese sehr empfindlich und daher unstabil sind, wobei ein
ungleichmäßiges Anheben
von Teilen bei dieser Hubplattform vorkommen kann.
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Auf
vielen Hubplattformen wird das letztere Prinzip angewandt, wo ein
Teleskopzylinder mit mehreren Zylinderrohren verwendet wird, weil
die einzelnen Zylinderrohre nicht so lang sein müssen, und daher wird gleichzeitig
etwas Platz eingespart, wobei die Hubplattform einfacher ausgestaltet
werden kann.
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Um
einen Teleskopzylinder mit einer Vielzahl von Zylinderrohren zu
benutzen, ist es wichtig, dass eine Steuerung dafür verwendet
wird, wann die Zylinderrohre ausgefahren werden und dass diese schnell während des
Ausfahrens in die gewünschte
Position gebracht werden und wann der Teleskopzylinder ausgefahren
wird. Ein derartiger Zylinder wird in dem US-Patent 4,951,552 beschrieben,
welche einen Teleskopzylinder mit einem Zylinderrohr und einer Kolbenstange
offenbart, wobei zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderrohr
eine Kugelrastung vorgesehen ist, die dafür sorgt, dass die Kolbenstange, wenn
sie in die ausgefahrene Position gebracht ist, in dieser zurückgehalten
wird, so dass kein unvorhergesehenes Zusammendrücken des Teleskopzylinders
eintritt.
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Dies
ist ein Teil des Problems, das gelöst werden soll. Ein anderer
Teil ist, dass, wenn der Teleskopzylinder ausgefahren wird, es wichtig
ist, dass er in Stufen ausgefahren wird, so dass der Teleskopzylinder
zuerst mit den Zylinderrohren ausgefahren wird, die den größten Durchmesser
haben, wonach die kleineren Zylinderrohre ausgefahren werden, und dass
anschließend
das Kolbenrohr ausgefahren wird. Dies bewirkt außerdem, dass weniger Öl zum gleichzeitigen
Ausfahren des Kolbenrohrs mit dem Teleskopzylinder verbraucht wird,
und man erreicht ein gleichmäßiges und
stabiles Ausfahren.
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Die
EP-A-0 581 270 offenbart einen Teleskopzylinder von der Art, wie
sie gemäß der Einleitung erwähnt wurde.
Der Zylinder umfasst eine Anzahl von Kolbenzylindern, von denen
jeder durch einen Kolbenkopf geschlossen ist. In jedem Kolbenkopf
ist eine Ventilanordnung vorgesehen, um sicherzustellen, dass das
hydraulische Medium von einer eingeschlossenen Kolbenzylinderkammer
zu der nächsten eingeschlossenen
Kolbenzylinderkammer weitergefördert
wird. Jedoch ist die dort offenbarte Kugelrastung nur imstande,
das Zusammenfahren zu steuern, während
das Auseinanderfahren mittels einer Ventilanordnung gesteuert wird.
Es ist daher notwendig, die Ventile so zu betreiben, dass sie die
Bewegung des Kolbenzylinders steuern.
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Aufgabe der
Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Teleskopzylinder
zu optimieren, so dass es möglich
ist, automatisch das Ausfahren und das Zusammenfahren des Zylinderrohrs
des Teleskopzylinders zu steuern, wobei eine stabile und sichere
Arbeitsweise des Teleskopzylinders sichergestellt wird, ohne das
die Betätigung
von Ventilanordnungen notwendig ist.
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Dies
wird erreicht durch einen Teleskopzylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und dadurch, dass er sich dadurch auszeichnet, dass eine Kolbenstange
versetzt und innerhalb des innersten der besagten inneren Zylinderrohre
angeordnet ist, dass die Kugelrastung in der ersten Verschlussposition
die Kolbenstange mit der innersten Zylinderröhre verbindet und dass der Öldruck auf
die Kolbenstange und die inneren Zylinderröhren verursacht, dass die Verschlusskugel
automatisch in die umgebende Ausnehmung hinausgedrückt wird,
so dass immer das Zylinderrohr mit dem größten Durchmesser zuerst hochgedrückt wird
und danach die Zylinderrohre mit geringeren Durchmessern hochgedrückt werden
und zum Schluss die Kolbenstange hochgedrückt wird.
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Beschreibung
der Erfindung
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Um
das Ausfahren zu steuern und um das Zylinderrohr/die Kolbenstange
des Teleskopzylinders zusammenzufahren, wird eine Kugelrastung verwendet.
Eine derartige Kugelrastung ist typischerweise mit einer Verschlusskugel
ausgestaltet, die entweder in einer Ausnehmung oder in einem Loch
und einer Kugelaufnahme angeordnet ist, die die Verschlusskugel
während
des Ausfahrens des inneren Zylinderrohrs/der Kolbenstange verrastet.
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Wenn
das innere Zylinderrohr/die Kolbenstange in die gewünschte Position
gelangt, fällt
die Verschlusskugel in eine Ausnehmung in dem umgebenden Zylinderrohr/dem
oberen Teil heraus, wodurch dafür
gesorgt wird, dass die Verschlusskugel aus der Kugelaufnahme freigegeben
wird, wodurch sie die zwei inneren Zylinderrohre zusammen verriegelt
und/oder die inneren Zylinderrohre freigibt.
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Das
Prinzip der Erfindung, die erfordert, dass die Kugelrastung in der
ersten Verschlussposition die Kolbenstange an dem innersten Zylinderrohr
befestigt, setzt voraus, dass es möglich ist, das Ausfahren zu
steuern, so dass es immer das Zylinderrohr mit dem größten Durchmesser
sein wird, das zuerst hochgedrückt
wird, wonach Zylinderrohre mit kleinerem Durchmesser hochgedrückt werden
und zuletzt die Kolbenstange hochgedrückt wird. Dies bedeutet eine
stabile Übertragung
der Druckkraft von dem Teleskopzylinder beispielsweise auf die Arme
einer Hubplattform. Die Zylinderrohre sind ohne Kolbenköpfe ausgestattet,
und es besteht daher keine Notwendigkeit, dass Ventile das Zusammendrücken/das Ausfahren
steuern.
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In
dem Fall, wo die Kugelrastung des Teleskopzylinders verwendet wird,
um die Kolbenstange zu verriegeln, die in einer gewissen Stellung
fixiert ist, funktioniert die Kugelrastung, wie in dem US-Patent 4
951 552 beschrieben ist.
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In
dem Fall, bei dem die Kugelrastung des Teleskopyzlinders mechanisch
verwendet wird, um die Kolbenstange in dem inneren Zylinderrohr
festzuhalten, während
dieses Zylinderrohr ausgefahren wird, ist die Kugelrastung so ausgestaltet,
dass sie eine erste Verschlussposition hat, an der die Verschlusskugel
die Kugelaufnahme verrastet, wodurch beispielsweise das innere Zylinderrohr
und die Kolbenstange, auf der die Kugelaufnahme befestigt ist, solange
zusammengehalten werden, wie das innere Zylinderrohr ausgefahren
ist.
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In
der zweiten Verschlussposition, wird die Verschlusskugel aus der
Kugelaufnahme freigegeben wird und in einer sie umgebenden Ausnehmung verrastet,
welche beispielsweise durch einen Vorsprung in dem oberen Teil und
einem oberen Teil des inneren Zylinderrohrs gebildet wird.
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Wenn
die Verschlusskugel aus der Kugelaufnahme freigegeben wird, wird
ermöglicht,
dass das Zylinderrohr/die Kolbenstange nun weiter durch das innere
Zylinderrohr hochgedrückt
werden kann.
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Die
Ausnehmung in dem oberen Teil ist innen umlaufend und ist so ausgestaltet,
dass, unabhängig davon,
wieviele Kugeln an der Kolbenstange vorgesehen sind, diese immer
in die umgebende Ausnehmung herausfallen. Der Öldruck an der Kolbenstange und
dem inneren Zylinderrohr verursacht, dass die Verschlusskugeln automatisch
in die umgebende Ausnehmung herausgepresst werden.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kugelrastung
darin, dass das innere Zylinderrohr an einem umgebenden Zylinderrohr
in der ersten Verschlussposition befestigt wird, wodurch deutlich
wird, dass der Teleskopzylinder mit mehr als einer Kugelrastung
ausgestattet werden kann, so dass das Kugelrastungsprinzip außerdem zwischen
zwei inneren Zylinderrohren verwendet werden kann.
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Um
den entgegengesetzten Effekt zu erzielen, wenn der Teleskopzylinder
zusammengezogen werden muss, ist die Verdichtungsfeder angeordnet, um
bei einem im Wesentlichen unbelasteten Zustand die Kugelaufnahme
zu tragen und sie von der umgebenden Ausnehmung herauszuheben.
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Dies
bringt es mit sich, dass, wenn der Teleskopzylinder zusammengezogen
werden muss, der entgegengesetzte Effekt dadurch erreicht wird,
dass zuerst die Kolbenstange nach unten in das innere Zylinderrohr
heruntergedrückt
wird, wonach ein inneres Zylinderrohr nach unten in die folgende
Anzahl von Zylinderrohren und schließlich in das äußere Zylinderrohr
heruntergedrückt
wird.
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Dies
bedeutet umgekehrt, dass der Teleskopzylinder und dadurch die Hubplattform
mit einer gleichmäßigen und
ruhigen Bewegung versehen ist.
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Um
zu vermeiden, dass die Kugelrastung zu früh aktiviert werden muss und
dadurch verursacht, dass die Verschlusskugel sofort in die Kugelaufnahme
fällt,
indem sie auf diese Weise die Kolbenstange und das innere Zylinderrohr
in der falschen Weise verbindet und herunterdrückt, ist es wichtig, dass die Verdichtungsfeder,
die zwischen einem Verschlussring und einem unteren Ende der Kolbenstange
angeordnet ist, die Kolbenstange in einer unbelasteten Bedingung
trägt und
dadurch verhindert, dass die Kugelaufnahme so weit nach unten gelangt,
dass sie gegenüber
der Verschlusskugel liegt, welche in der sie umgebenden Ausnehmung
in dem oberen Teil angeordnet ist, wodurch verursacht wird, dass
die Verschlusskugel aus der Ausnehmung herausfällt und statt dessen in der
Kugelaufnahme verrastet.
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Diese
Verdichtungsfeder hält
lediglich die Kugelaufnahme frei von der Verschlusskugel sowie die
sie umgebende Ausnehmung, solange wie die Kolbenstange nach unten
gedrückt
wird; aber so bald sich die Kolbenstange in einer unteren Position
befindet und auf das innere Zylinderrohr auf eine nach unten gerichtete
Kraft angewandt wird, wird der untere Teil der Kolbenstange die
Feder zusammendrücken, und
dadurch wird die Kugelaufnahme hinter die umgebende Ausnehmung des
oberen Teils bewegt, und die Verschlusskugel fällt in die Kugelaufnahme und verrastet
und verbindet auf diese Weise die Kolbenstange mit dem Zylinderrohr.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Teleskopzylinder so ausgestaltet, dass er
ein äußeres Zylinderrohr
mit einem oberen Teil, ein zwischengeschaltetes inneres Zylinderrohr, ein
inneres Zylinderrohr und eine Kolbenstange und eine zugehörige Anzahl
von Kugelrastungen zwischen ihnen umfasst.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung kann der Teleskopzylinder ein inneres Zylinderrohr und
die Kolbenstange ausfahren, so dass das Ausfahren des Teleskopzylinders
in zwei Schritten verlaufen kann.
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Da
Kugelrastungen zwischen dem inneren Zylinderrohr und der Kolbenstange
und zwischen dem zwischengeschalteten inneren Zylinderrohr vorhanden
sind, wird sichergestellt, dass der Teleskopzylinder immer in der
richtigen Reihenfolge ausgefahren/zusammengedrückt wird. Eine Alternative hierzu
kann eine Anzahl von inneren Zylinderrohren sein, die schließlich in
einer Kolbenstange enden und zwischen denen eine entsprechende Anzahl
von Kugelverrastungen vorhanden ist. Dies schließt ein, dass es mittels eines
mäßigen Öldrucks
möglich
ist, die Kolbenstange um eine gewisse Distanz von dem äußeren Zylinderrohr
des Teleskopzylinders auszufahren.
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Eine
weitere Alternative kann ein Teleskopzylinder sein, der ein äußeres Zylinderrohr
mit einem oberen Teil, eine Anzahl von inneren Zylinderrohren und
eine Kolbenstange einschließt,
die versetzt im Inneren eines der Zylinderrohre angeordnet ist,
welche ihrerseits versetzt in dem äußeren Zylinderrohr angeordnet
sind, wobei zwischen der Kolbenstange und dem inneren Zylinderrohr
oder dem äußeren Zylinderrohr
eine Kugelrastung angeordnet ist, die wenigstens eine Verschlusskugel,
wenigstens eine Kugelaufnahme, eine Anzahl von Verschlussringen
und wenigstens eine Verdichtungsfeder umfasst, wobei die Kugelrastung
zwei Verschlusspositionen einschließlich einer ersten Verschlussposition
aufweist, in der die Verschlusskugel mit der Kugel aufnahme an einem
tieferen Ende der Kolbenstange oder an einem tieferen Ende einer
der inneren Zylinderrohre verrastet, und einer zweiten Verschlussposition,
an der die Verschlusskugel aus der Kugelaufnahme freigegeben wird
und mit einer umgebenden Ausnehmung in dem oberen Teil verrastet,
wobei die Ausnehmung zwischen einem Vorsprung in dem oberen Teil
und einem oberen Ende des inneren Zylinderrohrs gebildet ist.
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Es
werden Teleskopzylinder, insbesondere für Hubplattformen, beschrieben,
jedoch kann die Erfindung auch anderenorts Anwendung finden, wo beispielsweise
ein Artikel oder dergleichen auf eine gewisse Höhe angehoben werden muss, aber
wo keine große
freie Höhe
unter dem Artikel vorhanden ist und wo eine Anordnung mit einem
langen Teleskopzylinder nicht möglich
ist. Es kann sich hierbei beispielsweise um Teleskopzylinder für Kraftwagenaufzüge, Bootaufzüge, usw.
handeln.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung mehr im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben, in der
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1 eine
Bilderreihe eines Teleskopzylinders gemäß der Erfindung zeigt;
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2 eine
Bilderreihe der Schnittansicht des Teleskopzylinders gemäß 1 zeigt;
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3 eine
Schnittansicht der Kugelrastung in einer ersten Verschlussposition
gemäß der Erfindung
zeigt;
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4 eine
Schnittansicht der Kugelrastung in einer ersten Position zwischen
der ersten Verschlussposition und der zweiten Verschlussposition zeigt,
und
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5 eine
Schnittansicht einer Kugelrastung in einer zweiten Verschlussposition
zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist
eine Reihe von Bildern eines Teleskopzylinders 1 zu sehen,
die eine äußere Zylinderröhre 2 und
eine zwischengeschaltete innere Zylinderröhre 3 und eine innere
Zylinderröhre 4 umfasst, und
auf dem Teleskopzylinder 1 zur Linken kann ein oberer Teil
der Kolbenstange 5 von einem oberen Teil der Zylinderröhre 4 gesehen
werden. Auf dem zwischengeschalteten Bild des Teleskopzylinders 1 lässt sich
sehen, wie die innere Zylinderröhre 4 ausgefahren
ist, und die Kolbenstange 5 wird in einer festgesetzten
Stellung in Bezug auf die Zylinderröhre 4 zurückgehalten.
Auf dem Bild zur Rechten lässt
sich sehen, wie die Zylinderröhre 4 voll
ausgefahren ist, wonach das Ausfahren der Kolbenstange begonnen worden
ist.
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2 zeigt
einen Querschnitt eines Teleskopzylinders 1 bei derselben
Position wie in 1, wobei auf dem Bild zur Linken
zu sehen ist, wie die Kolbenstange 5 mittels der Kugelrastung 7 in
der inneren Zylinderröhre 4 zurückgehalten
wird, während die
innere Zylinderröhre 4 von
der zwischengeschalteten Zylinderröhre 3 durch den oberen
Teil 6 nach oben ausgefahren ist. Auf dem mittleren Bild
ist der Teleskopzylinder 1 zu sehen, wobei die innere Zylinderröhre 4 auf
ihre volle Länge
ausgefahren ist, und auf dem Teleskopzylinder 1 zur Rechten
lässt sich sehen,
wie die Kugelrastung 7 in dem oberen Teil 6 betätigt ist,
so dass es möglich
ist, die Kolbenstange 5 durch die innere Zylinderröhre 4 hindurch
auszufahren, jedoch wird die innere Zylinderröhre in Bezug auf die zwischengeschaltete
Zylinderröhre 3 festgehalten.
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In 3 wird
ein Querschnitt der Kugelrastung 7 dargestellt, der eine
Verschlusskugel 8, eine Kugelaufnahme 9, eine
Anzahl von Verschlussringen 12 und eine Verdichtungsfeder 10 umfasst.
Die Kugelaufnahme 7 befindet sich in einer ersten Verschlussposition,
in der die Verschlusskugel 8 in der Kugelaufnahme 9 verrastet,
wobei die Kolbenstange 5 gegenüber dem inneren Zylinderrohr 4 verriegelt ist.
Ein Teil der Verschlusskugel 8 ist in einem Loch 13 angeordnet,
so dass ein Öldruck
in einem unteren Teil der Kolbenstange 5 bewirken wird,
dass das innere Zylinderrohr 4 gleichzeitig ausgefahren
werden muss. Auf dem Bild ist außerdem zu sehen, wie die umgebende
Ausnehmung 11 in dem oberen Teil 6 durch einen
Vorsprung 14 in dem oberen Teil 6 und einem oberen
Ende 15 der zwischengeschalteten Zylinderröhre 3 gebildet
ist.
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In 4 ist
dargestellt, wie die Kugelrastung 7 in einer Position zwischen
der ersten Verschlussposition und der zweiten Verschlussposition
angeordnet ist, woraus deutlich wird, dass die Verschlusskugel 8 im
Begriff steht, die Kugelaufnahme 9 zu verlassen, um in
die umgebende Ausnehmung 11 in dem oberen Teil 6 herausgedrückt zu werden.
Die Verschlusskugel 8 verlässt die Kugelaufnahme 9 aufgrund
des Öldrucks,
der verwendet wird, um die innere Zylinderröhre 4 und die Kolbenstange 5 auszufahren.
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In 5 ist
die Kugelrastung 7 in der zweiten Verschlussposition zu
sehen, wo die Verschlusskugel 8 vollständig von der Kugelaufnahme 9 freigegeben ist
und mit der umgebenden Ausneh mung 11 verrastet, so dass
die Verschlusskugel 8 das innere Zylinderröhre 4 in
einer festen Position bezüglich
der zwischengeschalteten Zylinderröhre 3 festhält, aber
zulässt,
dass die Kolbenstange 5 weiter ausgefahren werden kann.
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Die
Verdichtungsfeder 10 befindet sich hier in einer vorzugsweise
unbelasteten Bedingung und kann, wenn beispielsweise kein Druck
an der Kolbenstange 5 anliegt, die Kugelaufnahme 9 weg
von dem der umgebenden Ausnehmung 11 in dem oberen Teil 6 halten,
so dass die Verschlusskugel 8 nicht zurück in die Verrastung mit der
Kugelaufnahme 9 fallen kann.
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Dies
bringt es mit sich, dass sichergestellt ist, dass die Kolbenstange 5 als
erste entspannt wird, jedoch erst, wenn sie vollständig in
die Zylinderröhre 4 eingetaucht
ist, der untere Teil der Kolbenstange 5 wird die Verdichtungsfeder
zusammendrücken,
so dass die Kugelaufnahme 9 gegenüber der umgebenden Ausnehmung 11 in
dem oberen Teil angeordnet sein wird, und die Verschlusskugel 8 wird
zurückfallen
und mit der Kugelaufnahme 9 verrasten, wobei die innere
Zylinderröhre 4 freigegeben
wird, so dass es weiter nach unten in die zwischengeschaltete Zylinderröhre 3 gedrückt werden
kann, während
gleichzeitig die Kolbenstange 5 gegenüber der inneren Zylinderröhre 4 befestigt
wird.
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In 6 ist
dargestellt, wie die Kugelverrastung 7 noch in der zweiten
Verschlussposition angeordnet ist, wobei die Verschlusskugel 8 mit
der umgebenden Ausnehmung 11 verrastet, während die
Kolbenstange 5 weiter durch die innere Zylinderröhre 4 hindurch
ausgefahren wird.