DE9404508U1

DE9404508U1 - Hydraulische Höheneinstellvorrichtung

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Publication number: DE9404508U1
Application number: DE9404508U
Authority: DE
Original assignee: Axis Corp
Current assignee: Axis Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2004-03-17

Description

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Hydraulische Höheneinstellvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Höheneinstellvorrichtung und insbesondere eine Höheneinstellvorrichtung, welche gegenüber denjenigen nach dem Stand der Technik einfachen Aufbau hat und leichter herzustellen ist.

Eine bekannte Höheneinstellvorrichtung umfaßt einen inneren Zylinder und einen äußeren Zylinder. Anschläge verschließen die beiden Enden des äußeren Zylinders und des inneren Zylinders, der innerhalb des äußeren Zylinders angeordnet ist. Zwischen dem äußeren und dem inneren Zylinder ist ein Freiraum vorhanden. In dem Freiraum um den inneren Zylinder herum ist eine Schraubenfeder angeordnet. Innerhalb eines Fluidreservoirs, das durch den' inneren Zylinder begrenzt ist, ist ein Kolben angeordnet. Mit dem Kolben ist eine Kolbenstange verbunden, die sich durch den Anschlag hindurch erstreckt. Ein gleitbeweglicher Kolben ist in dem Freiraum zwischen dem Anschlag und der Schraubenfeder angeordnet. Der gleitbewegliche Kolben und der Anschlag wirken zusammen und begrenzen einen Fluidaufnahmeraum. Der Anschlag weist eine in Längsrichtung verlaufende Kolbenstangenöffnung und ein paar von Fluiddurchlässen auf, welche den Fluidaufnahmeraum mit dem Fluidreservoir, das durch den inneren Zylinder begrenzt ist über die Kolbenstangenöffnung verbinden. Eine Kolbenstange hat ein unteres Ende, welches sich durch die Kolbenstangenöffnung in das Fluidreservoir erstreckt. Ein Ventilstück ist an dem untersten Ende der Kolbenstange angeordnet, um selektiv die Kolbenstangenöffnung zu verschließen. Das oberste Ende der Kolbenstange erstreckt sich durch den Anschlag. Am oberen Ende der Kolbenstange ist ein Schaltteil angeordnet. Eine Schraubenfeder ist zwischen dem Schaltteil und dem Anschlag angeordnet und umgibt den oberen Bereich der Kolbenstange. Die Schraubenfeder ist mit einem Ende mit dem Schaltteil in Verbindung und mit dem anderen Ende mit dem Anschlag, so daß das Ven-

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tilstück so vorgespannt ist, daß die Kolbenstangenöffnung dicht verschlossen wird, um zu verhindern, das eine Fluidströmung zwischen dem Fluidreservoir und dem Fluidaufnahmeraum stattfindet. Wenn diese Höheneinstellvorrichtung in einem höheneinstellbaren Stuhl eingebaut wird, wird das untere Ende der Kolbenstange mit dem bodenseitigen Stuhlgestell verbunden und das Schaltteil wird leicht zugänglich angeordnet und ist mittels eines Hebels oder einer ähnlichen Vorrichtung betätigbar.

Um die Stuhlhöhe eines Stuhles einzustellen, der die bekannte Höheneinstellvorrichtung aufweist, wird das Schaltteil so betätigt, daß eine Bewegung nach unten erfolgt, wodurch die Schraubenfeder zusammengedrückt wird und die Kolbenstange sich nach unten bewegt, um das Ventilstück von der Kolbenstangenöffnung zu entfernen. Das obere Ende des Anschlags trägt einen lastaufnehmenden Gegenstand, beispielsweise die Sitzfläche des Stuhles. Wenn ein nach unten gerichteter Druck auf den Anschlag ausgeübt wird, bewegen sich die äußeren und inneren Zylinder gleichzeitig nach unten. Da das Ventilstück von der Kolbenstangenöffnung weg bewegt wurde, wird ein Hydraulikfluid innerhalb des Fluidreservoirs von dem Kolben verdrängt und fließt durch die Kolbenstangenöffnung und die Fluiddurchlässe in den Fluidaufnahmeraum. Da das Volumen des Hydraulikfluides innerhalb des Fluidaufnahmeraums nach und nach anwächst, bewegt sich der Kolben infolgedessen nach unten, wodurch die Schraubenfeder zusammengedrückt wird.

Wenn das Schaltteil freigegeben wird, dehnt sich die Schraubenfeder aus, wodurch das Ventilstück bewegt wird, um die Kolbenstangenöffnung zu verschließen. Eine weiter nach unten gerichtete Bewegung der äußeren und inneren Zylinder wird angehalten, so daß der Stuhl bzw. seine Sitzfläche in der gewünschten Höhe gehalten ist.

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Wenn der auf den Anschlag nach unten wirkende Druck geringer als die Vorspannkraft der Schraubenfeder ist und das Ventilstück in einer offenen Position ist, dehnt sich die Schraubenfeder nach und nach aus, um den Anschlag und die äußeren und inneren Zylinder in die anfängliche nicht eingestellte Position zurückzubewegen.

Der Nachteil der oben beschriebenen herkömmlichen Höheneinstellvorrichtung ist, daß die Längsachsen des inneren und des äußeren Zylinders und der Kolbenstange präzise fluchten müßen, um eine korrekte Arbeitsweise der bekannten Vorrichtung sicherzustellen. Eine derart präzise Fluchtung ist nur mit hohem Aufwand herstellbar, so daß der Herstellungsvorgang der bekannten Höheneinstellvorrichtung kompliziert und teuer wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Höheneinstellvorrichtung zu schaffen, welche einfachen Aufbau hat und gegenüber denjenigen nach dem Stand der Technik leichter herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch angegeben Merkmale.

Eine erfindungsgemäße hydraulische Höheneinstellvorrichtung weist demnach auf:

einen versiegelten aufrechtstehenden Zylinderkörper mit einem oberen und einem unteren Ende; einen Kolben innerhalb des Zylinderkörpers, wobei der Kolben und das untere Ende des Zylinderkörpers zusammen eine erste in ihrem Volumen variable Ölkammer bilden, die mit Hydrauliköl gefüllt ist; eine stationäre Kolbenstange mit einem ersten Ende, welches fest an dem Kolben festgelegt ist und einem zweiten Ende, das sich durch das untere Ende des Zylinderkörpers erstreckt, wobei der Zylinderkörper relativ zu der stationären Kolbenstange beweglich ist; ein erstes Positionierbauteil, das in dem Zylinderkörper benachbart dem oberen Ende

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des Zylinderkörpers eingesetzt ist; ein zweites Positionierbauteil mit einer axialen Bohrung darin, welches in dem Zylinderkörper zwischen dem ersten Positionierbauteil und dem Kolben eingesetzt ist, wobei der Kolben und das zweite Positionierbauteil zusammen eine zweite in ihrem Volumen variable Ölkammer bilden, die mit Hydrauliköl gefüllt ist, wobei die ersten und zweiten Positionierbauteile zusammen eine Aufnahmekammer bilden, welche komprimierbaren Stickstoff enthält, wobei der Kolben einen Öldurchlaß aufweist, und wobei der Durchlaß die ersten und zweiten Ölkammern untereinander verbindet; eine hohle Röhre, welche axial in der Aufnahmekammer verläuft und ein oberes Ende hat, welches fest an dem ersten Positionierbauteil festgelegt ist und ein unteres Ende aufweist, welches fest an dem zweiten Positionierbauteil festgelegt ist, wobei die Röhre eine radiale Bohrung benachbart ihrem unteren Ende aufweist; ein flexibles hülsenförmiges Bauteil, das eine äußere Oberfläche der hohlen Röhre umgibt, um einen in seinem Volumen variablen Ölaufnahmeraum zu bilden, wobei die axiale Bohrung in dem zweiten Positionierbauteil und die radiale Bohrung in der Röhre die zweite Ölkammer und den Aufnahmeraum untereinander verbinden; einen beweglichen Schaft, der sich axial in die hohle Röhre erstreckt und ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, das sich in die zweite Ölkammer er-5 streckt, wobei der bewegliche Schaft einen Freiraum mit einer inneren Wandoberfläche der Röhre definiert; ein Ventilteil an dem unteren Ende des Schaftes, um selektiv die axiale Bohrung in dem zweiten Positionierbauteil zu verschließen, um eine vertikale Bewegung des Zylinderkörpers relativ zu der Kolbenstange zu verhindern; eine Vorspannvorrichtung, um das Ventilteil so vorzuspannen, das die axiale Bohrung normalerweise verschlossen ist; und eine Betätigungsvorrichtung an dem oberen Ende des beweglichen Schaftes, die betätigbar ist, um den beweglichen Schaft entgegen der Wirkung der Vorspannvorrichtung nach unten zu bewegen, so daß das Ventilteil von der axialen Bohrung ab-

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hebt, um eine vertikale Bewegung des Zylinderkörpers relativ zu der Kolbenstange zu ermöglichen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch illustrativen Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnung, in der:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße hydraulische Höheneinstellvorrichtung ist; und

Fig. 2 die Arbeitsweise der hydraulischen Höheneinstellvorrichtung nach Fig. 1 erläutert.

Gemäß den Figuren 1 und 2 umfaßt eine hydraulische Höheneinstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der dargestellten Ausführungsform einen versiegelten aufrechten Zylinderkörper 2, der an seinen beiden Enden mittels Versiegelungsbauteilen 21 und 22 verschlossen ist. Das Versiegelungsbauteil 21 weist eine Ausnehmung 211 auf. Innerhalb des Zylinderkörpers 2 ist ein Kolben 31 angeordnet. Der Kolben 31 und das Versiegelungsbauteil 22, das das untere Ende des Zylinderkörpers 2 verschließt, bilden zusammen eine erste Ölkammer 24, die in ihrem Volumen variabel ist und mit einem Hydrauliköl gefüllt ist. Eine stationäre Kolbenstange 3 weist ein erstes Ende auf, welches fest mit dem Kolben 31 verbunden ist, sowie ein zweites Ende, welches durch das Versiegelungsbauteil 22 hindurch aus dem unteren Ende des Zylinderkörpers 2 heraus verläuft. Der Zylinderkörper ist relativ zu der stationären Kolbenstange 3 vertikal beweglich. In dem Zylinderkörper 2 ist benachbart zu dem Versiegelungsbauteil 21, das das obere Ende des Zylinderkörpers 2 versiegelt, ein erstes Positionierbauteil 41 eingesetzt. Ein zweites Positionierbauteil 42 weist eine axiale Bohrung 421 auf und ist in dem Zylinderkörper 2 zwischen dem ersten Positionsbauteil 41 und dem Kolben 31 ein-

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gesetzt. Der Kolben 31 und das zweite Positionierbauteil 42 bilden zusammen eine zweite Ölkammer 23, die in ihrem Volumen variabel ist und mit Hydrauliköl gefüllt ist. Die ersten und zweiten Positionierbauteile 41 und 42 bilden zusamen eine Aufnahmekammer 25, die ein komprimierbares Medium aufnimmt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das komprimierbare Medium bevorzugt Stickstoff. Der Kolben 31 weist einen Öldurchlaß 311 auf, um eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Ölkammern 24 und 2 3 zu haben.

Eine hohle Röhre 43 verläuft axial in der Aufnahmekammer 25 und weist ein oberes Ende auf, welches fest mit dem ersten Positionierbauteil 41 verbunden ist. Die Röhre 43 weist weiterhin ein unteres Ende auf, welches fest an dem zweiten Positionierbauteil 42 angeordnet ist und weist weiterhin eine radiale Bohrung 431 benachbart dem unteren Ende auf.

Ein flexibles hülsenförmiges Bauteil 7 3 ist in der Auf-0 nahmekammer 25 angeordnet und umgibt die äußere Oberfläche der hohlen Röhre 43, um einen in seinem Volumen variablen Ölaufnahmeraum zu bilden. Die axiale Bohrung 421 in dem zweiten Positionierbauteil 42 und die radiale Bohrung 431 in der Röhre 43 verbinden den Ölaufnahmeraum und die zweite Ölkammer 23. Zwei ringförmig umlaufende Abdichtelemente 72 verschließen die beiden Ränder des hülsenförmigen Bauteils 7 3 an der äußeren Oberfläche der hohlen Röhre 43.

Ein beweglicher Schaft 44 erstreckt sich axial in der hohlen Röhre 43 und weist ein oberes und ein unteres Ende auf, das sich in die zweite Ölkammer 2 3 erstreckt. Der bewegliche Schaft 44 definiert mit einer inneren Wandoberfläche der Röhre 43 einen Freiraum 442. Ein Ventilteil 441 ist am unteren Ende des Schaftes 44 angeordnet, um selektiv die axiale Bohrung 421 in dem zweiten Positionierbauteil 42 zu verschließen, um so eine vertikale Bewegung des Zylinderkörpers 2 relativ zur Kolbenstange 3 zu verhindern. Eine

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Vorspanneinrichtung, die bevorzugt in Form einer Schraubenfeder 46 ausgebildet ist, ist in der Ausnehmung 211 gehalten und umfaßt einen oberen Endbereich des beweglichen Schaftes 44. Eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise ein Druckknopf 45 ist am obersten Ende des beweglichen Schaftes 44 angeordnet. Ein Ende der Schraubenfeder 46 ist an der oberen Oberfläche des ersten Positionierbauteils 41 angeordnet, wohingegen das andere Ende der Schraubenfeder 46 an dem Druckknopf 45 anliegt. Der Druckknopf 45 ist geeignet angeordnet und mittels eines Hebels oder einer ähnlichen Vorrichtung (nicht dargestellt) betätigbar, um den beweglichen Schaft 44 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 46 nach unten zu bewegen, um demzufolge das Ventilteil 441 von der axialen Bohrung 421 abzuheben, um eine Vertikalbewegung des Zylinderkörpers 2 gegenüber der Kolbenstange 3 zu ermöglichen.

Beim Einbau der hydraulischen Höheneinstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem höhenverstellbaren Stuhl wird das unterste Ende der Kolbenstange 3 an einem bodenseitigen Teil, beispielsweise einem kreuz- oder sternförmigen Gestellteil (nicht dargestellt) des Stuhles befestigt, wohingegen das obere Ende des Zylinderkörpers 2 eine in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Sitzfläehe des Stuhles trägt. Die Höhe des mit der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung versehenen Stuhles wird aufrechterhalten, wenn die Schraubenfeder 46 in einer voll ausgedehnten Position ist, wobei das Ventilteil 441 die axiale Bohrung 421 dicht verschließt, so daß ein Fluß von Hydrauliköl zwischen der zweiten Ölkammer 2 3 und dem in seinem Volumen variablen Ölaufnahmeraum verhindert ist.

Um die Höhe des Stuhles zu verringern, wird der Druckknopf 45 betätigt, um den beweglichen Schaft 44 nach unten zu bewegen und demzufolge das Ventilteil 441 außer Anlage mit der axialen Bohrung 421 zu bringen. Ein nach unten gerichteter Druck, der auf das obere Ende des Zylinderkörpers

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2 über die nicht dargestellte Sitzfläche beispielsweise durch eine hierauf sitzende Person oder ein anderes Gewicht ausgeübt wird, zwingt den Zylinderkörper 2 zu einer nach unten gerichteten Bewegung. Hierbei wird das Volumen der zweiten Ölkammer 23 verringert, jedoch das Volumen der ersten Ölkammer 24 erhöht. Das Hydrauliköl in der zweiten Ölkammer 2 3 fließt teilweise über den Öldurchlaß 311 im Kolben 31 in die erste Ölkammer 24. Es sei beispielsweise angenommen, daß die Querschnittsfläche des Zylinderkörpers 2 als Al gegeben ist und die Querschnitts fläche der Kolbenstange 3 als A2 gegeben ist. Wenn der Zylinderkörper 2 um eine Distanz L relativ zur Kolbenstange 3 bewegt wird, ist das Gesamtvolumen des Hydrauliköls, welches aus der zweiten Ölkammer 23 herausfließen sollte Al*L. Das Volumen der ersten Ölkammer 24 wird jedoch nur um (A1-A2)*L vergrößert. Ein Überschußvolumen A2*L des Hydrauliköls fließt daher aus der zweiten Ölkammer 2 3 über die axiale Bohrung 421, den Freiraum 442 und die radiale Bohrung 431 in den Ölaufnahmeraum, so daß der komprimierbare Stickstoff in der Aufnahmekammer 25 zusammengedrückt wird. Wenn der Druckknopf 45 losgelassen wird, dehnt sich die Schraubenfeder 46 aus, wodurch das Ventilteil 441 wieder in Anlage mit der axialen Bohrung 421 gerät und diese verschließt.

Um die Höhenstellung des Stuhles zu erhöhen, wird der Druckknopf 45 betätigt, um den Schaft 44 nach unten zu bewegen, so daß das Ventilteil 441 von der axialen Bohrung 421 abhebt. Hierbei wird kein nach unten gerichteter Druck auf den Zylinderkörper 2 ausgeübt, so daß das Hydrauliköl in dem Ölaufnahmeraum aus letzerem ausgetrieben wird und in die zweite Ölkammer 23 zurückströmt. Dies erfolgt aufgrund des Druckes, der von dem komprimierbaren Stickstoff in der Aufnahmekammer 25 erzeugt wird. Hierbei bewegt sich der Zylinderkörper 2 relativ zur Kolbenstange 3 nach oben, bis die axiale Bohrung 421 wieder verschlossen ist, oder bis ein Gleichgewichtszustand erhalten ist.

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Der Vorteil der Verwendung des flexiblen hülsenförmigen Bauteiles 7 3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Strömen des komprimierbaren Stickstoffs in die zweite Ölkammer 23 verhindert wird.
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Die erfindungsgemäße hydraulische Höheneinstellvorrichtung umfaßt somit insoweit zusammenfaßend den aufrechtstehenden Zylinderkörper 2 in welchem sich der Kolben 31, das erste Positionierbauteil 41 und das zweite Positionierbauteil 42 zwischen dem Kolben 31 und dem ersten Positionierbauteil 41 befinden. Die Kolbenstange 3 ist mit dem Kolben 31 an einem Ende verbunden und erstreckt sich durch das untere Ende des Zylinderkörpers 2. Die axiale Bohrung 421 ist in dem Positionierbauteil 42 ausgebildet. Die hohle Röhre 43 weist die radiale Bohrung 431 in einem Wandabschnitt hiervon auf und verläuft axial in dem Körper 2 zwischen den Positionierbauteilen 41 und 42. Der Kolben 31 und die Positionierbauteile 41 und 42 unterteilen den Innenraum des Zylinderkörpers 2 zusammenwirkend in die ersten und zweiten Ölkammern 24 und 23, die mit Hydrauliköl gefüllt sind und untereinander durch den Öldurchlaß 311 in dem Kolben 31 in Verbindung stehen. Weiterhin ist die Aufnahmekammer 25 zur Aufnahme von komprimierbarem Stickstoff vorgesehen. Das flexible hülsenförmige Bauteil 7 3 umgibt eine äußere Oberfläche der Röhre 43, um den in seinem Volumen variablen Ölaufnahmeraum zu bilden. Die axiale Bohrung 421 und die radiale Bohrung 431 verbinden die Ölkammer 23 und den Aufnahmeraum miteinander. Der bewegliche Schaft 44 verläuft axial in der Röhre 4 3 und hat ein unteres Ende, welches sich in die Ölkammer 23 erstreckt und das Ventilteil 441 aufweist, welches unter Vorspannung steht, um die axiale Bohrung 421 selektiv zu verschließen. Der Schaft 44 kann betätigt werden, wobei er sich nach unten bewegt, um das Ventilstück 441 von der axialen Bohrung 421 zu entfernen, um die Relativlage des Zylinderkörpers 2 gegenüber der Kolbenstange 3 zu verändern.

Claims

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Schutzanspruch

Eine hydraulische Höheneinstellvorrichtung, mit:
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einem versiegelten aufrechtstehenden Zylinderkörper (2) mit einem oberen und einem unteren Ende;

einem Kolben (31) innerhalb des Zylinderkörpers (2), wobei der Kolben (31) und das untere Ende des Zylinderkörpers (2) zusammen eine erste in ihrem Volumen variable Ölkammer (23) bilden, die mit Hydrauliköl gefüllt ist;

einer stationären Kolbenstange (3) mit einem ersten Ende, welches fest an dem Kolben (31) festgelegt ist und einem zweiten Ende, das sich durch das untere Ende des Zylinderkörpers (2) erstreckt, wobei der Zylinderkörper (2) relativ zu der stationären Kolbenstange (3) beweglich ist;

einem ersten Positionierbauteil (41), das in dem Zylinderkörper (2) benachbart dem oberen Ende des Zylinderkörpers (2) eingesetzt ist;

einem zweiten Positionierbauteil (42) mit einer axialen Bohrung (421) darin, welches in dem Zylinderkörper (2) zwischen dem ersten Positionierbauteil (41) und dem Kolben (31) eingesetzt ist, wobei der Kolben (31) und das zweite Positionierbauteil (42) zusammen eine zweite in ihrem Volumen variable Ölkammer (23) bilden, die mit Hydrauliköl gefüllt ist, wobei die ersten und zweiten Positionierbauteile (41, 42) zusammen eine Aufnahmekammer (25) bilden, welche komprimierbaren Stickstoff enthält, wobei der Kolben (31) einen Öldurchlaß (311) aufweist und wobei der Durchlaß (311) die ersten und zweiten Ölkammern (24, 23) untereinander verbindet;

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einer hohlen Röhre (43), welche axial in der Aufnahmekammer (25) verläuft und ein oberes Ende hat, welches fest an dem ersten Positionierbauteil (41) festgelegt ist und ein unteres Ende aufweist, welches fest an dem zweiten Positionierbauteil (42) festgelegt ist, wobei die Röhre (43) eine radiale Bohrung (431) benachbart ihrem unteren Ende aufweist;

einem flexiblen hülsenförmigen Bauteil (73), das eine äußere Oberfläche der hohlen Röhre (43) umgibt, um einen in seinem Volumen variablen Ölaufnahmeraum zu bilden, wobei die axiale Bohrung (421) in dem zweiten Positionierbauteil

(42) und die radiale Bohrung (431) in der Röhre (43) die zweite Ölkammer (23) und den Aufnahmeraum untereinander verbinden;

einem beweglichen Schaft (44), der sich axial in die hohle Röhre (43) erstreckt und ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, das sich in die zweite Ölkammer (23) erstreckt, wobei der bewegliche Schaft (44) einen Freiraum (442) mit einer inneren Wandoberfläche der Röhre (43) definiert;

einem Ventilteil (441) an dem unteren Ende des Schaftes (44), um selektiv die axiale Bohrung (421) in dem zweiten Positionierbauteil (42) zu verschließen, um eine vertikale Bewegung des Zylinderkörpers (2) relativ zu der Kolbenstange (3) zu verhindern;

einer Vorspannvorrichtung, um das Ventilteil (441) so vorzuspannen, das die axiale Bohrung (421) normalerweise verschlossen ist; und

einer Betätigungsvorrichtung an dem oberen Ende des beweglichen Schaftes (44), die betätigbar ist, um den beweglichen Schaft (44) entgegen der Wirkung der Vorspannvorrichtung nach unten zu bewegen, so daß das Ventilteil (441)

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von der axialen Bohrung (421) abhebt, um eine vertikale Bewegung des Zylinderkörpers (2) relativ zu der Kolbenstange (3) zu ermöglichen.

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