DE1868901U

DE1868901U - Federloses druckventil.

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Publication number: DE1868901U
Application number: DES42259U
Authority: DE
Original assignee: Senco Products Inc
Current assignee: Senco Products Inc
Priority date: 1962-07-09
Filing date: 1962-08-14
Publication date: 1963-03-14
Also published as: GB1017397A; CH435898A; ES286552A1; US3170487A; NL6802444A

Description

München-Pasing, den

Tefif-π 6 02?7 PostschecUk-o. MSsshen 11707*

S 42 259/47^

Senoo Products, Inc.

unser Zeichen: S 1906

ÜPederloses Druclcventil

Die Erfindung betrifft ein federloses Druckventil und insbesondere ein Ventil, welches zur Steuerung der Strömung eines .strömungsfähigen Mediums in einen Antriebs- oder Arbeitszylinder vorgesehen ist.

■ Im weitesten Sinne ist die Erfindung immer anwendbar, wonn es erforderlich oder wünschenswert ist, die Strömung eines Druckmediums zu steuern. lediglich zum Zwecke der Darstellung und Erläuterung soll die Erfindung in ihrer Anwendung bei pneumatischen Heft- und iiagelvorrichtungen beschrieben werden. Es wurde gefunden, daß die Erfindung bei derartigen Vorrichtungen von großem Nutzen ist und besondere Vorteile bietet. Bei dieser Anwendung der Erfindung dient das erfindungsgemäße Ventil zur Steuerung der

Hlnwalt: Diese Unterlage (Beschreibung und Schulionspr.) hl die iuletil *m<itisicfile; sie weiehr von <!«·< «>·.,-

fassung der ursprünglich eingereichten Unterlogen ob. Öle rechtliche 8edeutung der Abweichung ist n\- w <v ;·.·.·ί;.

DI» ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich In d« Amtsakten. Sie können jederzeit oUiw N...-.:.weU

ernes rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Film- „ , ..

f»9atlve 2ujftft./uwohen Prefien geliefert, Oeutsches potentomt, Gebrauchsmusterstelle btromung

Strömung des ArToeitsmediums in den Arbeits- oder Antriebszylinder der Vorrichtung. Es sei bemerkt, daß die speziell dargestellte Anwendung der Erfindung keine Beschränkung der Erfindung darstellt.

Bei den bekannten und bisher üblichen Ventilen, die durch eine Feder in die Schließlage gedrückt werden und die entweder "von Hand oder durch die Wirkung eines Plüssigkeitsdruckes geöffnet werden, kann sich die Betätigungsgeschwindigkeit über einen beträchtlichen Bereich in Abhängigkeit vom angewendeten Druck verändern. Mit anderen Worten, je größer bei einer vorgegebenen "feder der Druck ist, umso schneller öffnet sich das Ventil und je kleiner bei einer vorgegebenen leder der Druck ist, umso langsamer öffnet sich das Ventil. Dies ist insbesondere von Wichtigkeit in dem Fall, in dem das Ventil zur Steuerung einer schlagartig wirkenden Vorrichtung verwendet wird, da ein schnelles Ansprechen und Wirken des Ventiles das Arbeitsmedium dem Antriebs- oder Arbeitszylinder wesentlich schneller zuführtj wodurch man für den Arbeitshub mehr Kraft zur Verfügung hat. Da der üblicherweise für derartige Bearbeitungsvorgänge zur Verfügung stehende Druck in beträchtlichem Maße variiert und da

ebenfalls

ebenfalls die ledern beträchtlich variieren, treten bei den bekannten Vorrichtungen unerwünschte Variationen der Ventilbetriebsgeschwindigkeiten auf. Die Vermeidung derartiger Variationen ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung. Da das erfindungsgeinäße Ventil lediglich durch Druck- und Kraftunterschiede betätigt wird, arbeitet dieses bei allen Betriebsdrucken gleich gut.

Um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ventiles bei dessen spezieller Anwendung bei einer pneumatischen Heftvorrichtung klarer und deutlicher herauszustellen, sei kurz auf denStand der !eehnik eingegangen. Grundsätzlich weist eine pneumatische Heftvorrichtung ein.entfernt angeordnetes Steuerventil aufj welches durch einen einfachen Auslöser betätigt wird und welches zur Betätigung eines Schlägsteuerventiles dient. Dieses Schlägsteuerventil steuert nun die Strömung von Druckluft in den Antriebs- oder Arbeitszylinder. Wenn das entfernt angeordnete Steuerventil durch den Auslöser betätigt ist und wenn dadurch das Sclilagsteuerventil geöffnet ist, strömt Druckluft ..aus einem Vorratsbehälter durch die Pistole zum" Antriebszylinder, drückt einen Kolben und einen Stoßbolzen nach unten und treibt die

Krampe

Krampe oder den Efagel in das Werkstück. Die Strömung der Druckluft in den Eäum über dem Kollo en muß dann abgestoppt werden, damit der Kolben und der Schlagbolzen in ihre Ausgangsstellung zurückkehren können. Bekannte, in der dargestellten Weise arbeitende Vorrichtungen weisen Pedern oder ähnliche mechanische Anordnungen auf,, die sowohl zur Rückführung des Antriebskolbens in seine Ausgangslage als auch zur Rückführung des Schlagsteuerventiles in die geschlossene Lage dienen. Es wurde dann gefunden, daß es im Interesse der Erhöhung des Wirkungsgrades ist, soviel von diesen Sedern axiszuschal« ten als möglich ist. Ein wesentlicher Fortschritt wurde durch die Entwicklung von Einrichtungen erzielt, durch die es möglich ist, die Druckluft zur Rückführung des Antriebskolbens in seine Ausgangsstellung zu. verwenden. Obwohl dieser Entwicklungsschritt verhältnismäßig einfach erscheint, ist es doch offensichtlich, daß dadurch vielfach die Schwierigkeit en der Einstellung erhöht werden und daß der Aufbau der erforderlichen Ventilanordnung noch verwickelter und komplexer wird. Mit anderen Worten, wenn ein Druckmedium in den Antriebszylinder oberhalb des Antriebskolbens eingeführt wird, muß der Raum im Zylinder unterhalb des Antriebskolbens mit

einem

einem Auslaß versehen werden, durch welchen das Medium unterhalt) des Kolbens "bei der Abwärtsbewegung des Kolbens ausgestoßen werden kann. TJm eine Rückführung des Kolbens zu bewirken, muß diese Ausstoßöffnung geschlossen werden und das Druckmedium muß nun dem Zylinder unterhalb des Antriebskolbens zugeführt werden. iis müssen Mittel vorgesehen sein, um die Druckluft, die sich noch im Antriebszylinder oberhalb des-Kolbens befindet, abzuziehen. Die Steuerungs- und Einstellprobleme einer derartigen Vorrichtung sind so groß, daß es ein Merkmal aller bekannten Vorrichtungen ist, daß beim Arbeitshub beide Öffnungen, und zwar die Einlaßöffnung und die Abzugsöffnung zu gleicher Zeit offen sind, wodurch ein Verlust an Druckluft auftritt.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein federfreies oder federloses Ventil zur Steuerung der Strömung eines Druckmediums in den Antriebs- oder Arbeitszylinder zu schaffen, vrobei die Steuerung völlig unabhängig von den herrschenden Drucken erfolgt. Ein ebenfalls wesentliches Ziel der !Erfindung ist die Schaffung eines Bchlagsteuerungsventiles, welches einen derartigen Aufbau hat, daß zu keiner Zeit.des Arbeitszyklus die Austritts- und Eintrittsöffnungen gemeinsam geöffnet sind.

Ein

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Yentil zu schaffen, welches für eine Verwendung in einer pneumatischen Heft- oder Nagelvorrichtung geeignet ist, wobei diese Vorrichtung einen minimalen Luftverbrauch hat, da der den Schlagbolzen betätigende Kolben von der Luft sowohl angetrieben als auch zurückgeführt wird.

Ein sehr wichtiges Ziel der Erfindung ist es, ein federfreies oder federloses Schlagsteuerungsventil für ein tragbares pneumatisches Heft- oder Nagelgerät vorzusehen, wodurch der Wirkungsgrad dieses G-erätes erheblich erhöht wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung .ist es, ein federfreies oder federloses Schlagsteuerungsventil für ein tragbares Hagel- oder Heftgerät zu schaffen, welches einen im wesentlichen störungsfreien Betrieb ermöglicht und welches im lalle eines !Fehlers leicht ausgewechselt werden kann.

Bei "einem federlosen Druckventil mit einer Ventilkaminer, "'die an einem Snde einen Kopf und am anderen Ende einen Ventilsitz aufweist,, in welcher ein Ventilkörper zwischen dem Kopf und dem Ventilsitz hin- und her-beweglich angeordnet ist, der eine in den

Ventilsitz

Ventilsitz passende Dichtung aufweist', ist erfindung s g emäß e in __Vent i 1 zapfe η ang eord.net und d er Ventilkörper hat an einem "Sad e^. eine den Ventilzapfen aufnehmende. Bohrung und ein Steuerkörper ~ ist am Ventilzapfen angeordnet, der einen grösseren Durchmesser hat als der Ventilzapfen und - der Ventilkörper hat am anderen Ende zur Aufnahme des Steuerkörpers eine weitere Bohrung, deren Durchmesser größer ist als der der ersten Bohrung und der wirksame Außendurchmesser des Ventilkörpers ist an beiden Enden der gleiche, so daß bei gleichzeitiger Anlegung gleicher Drucke an beiden Enden des Ventilkörpers der Ventilkörper unter Einwirkung des Druckes am einen Ende beweglich ist,

Ein derartiges Ventil kann mit zwei mit der Kammer verbundenen Zuleitungen zur Zuführung eines Druckmediums zu den Enden des Ventilkörpers versehen . sein und mit Einrichtungen zur Steuerung der Zuführung und Ableitung von Druckmedium zu einem der Zuleitungen, wobei zweckmäßiger-weise der Steuerkörper und der Ventilzapfen als Abschlußventil für den Raum vor dem Ventilsitz und der Dichtung vorgesehen sind und wobei eine Zuleitung über einen

Steuerschieber

Steuerschieber mit einer Druckquelle und mit der freien Atmosphäre verbunden ist und wobei die zweite Zuleitung dauernd mit der Druckleitung verbunden ist« Die ganze Anordnung kann dabei derart getroffen sein, daß bei der Betätigung des Steuerschiebers zu der Zeit, zu der sieh das Ventilelement bzw. der Ventilkörper am Kopf der Kammer befindet, ein Druckmedium durch die Zuleitung diesem Ende des Yentilkörpers zugeleitet wird, so daß sich der Ventilkörper vom Kopf weg nach unten zum Ventilsitz hinbewegt und zwar durch die Druckdifferenz, die durch die unterschiedlichen Durchmesser der Bohrungen hervorgerufen wird. Zweckmäßigerweise kann dabei in der einen Bohrung des Ventilkörpers eine Dichtung angeordnet sein, die mit dem Steuerkörper am Ventilzapfen zusammenwirkt.

Die am Ventilkörper angeordnet-e und mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtung kann am Ventilkörper derart angeordnet sein, daß sie gegenüber dem Ventilkörper axial um eine kurze Strecke:--, gleiten kann. Dadurch wird erreicht, daß wenn sich die Dichtung im Eingriff mit dem Ventilsitz befindet und das Ventilelement sich zum Kopf der Kammer hin bewegt, das Dichtungselement während der Änfangsbewegung des Ventilkörpers mit dem Sitz in Verbindung bleibt. Erst eine wei

tere

tere Bewegung des Ventilkörpers zum Kopf der Kammer hin hebt die Dichtung vom Ventilsitz alo.

Der Ventilkörper kann einen !flansch aufweisen und die zweite Zuleitung, die dauernd mit der Druckleitung/verbund en ist, kann in die Ventilkammer in dem Raum einmünden, der zwischen diesem !Plansch und der Dichtung liegt und die wirksame Fläche des Flansches ist etwas größer als die wirksame Fläche der Dichtung, jedoch wesentlich kleiner als die wirksame !Fläche des anderen Endes des Ventil element es. Dadurch wird erreicht., daß bei einer gleichzeitigen Zuführung von Druck durch beide Zuleitungen die Dichtung am Ventilsitz gehalten wird. Wenn dann durch den Steuerschieber die Zuführung von Druck durch die erste Zuleitung unterbrochen wird und- wenn durch den Steuerschieber das eine Ende des Ventilkörpers mit der Atmosphäre verbunden wird, kann sich durch die Einwirkung des Druckes auf den Flansch der Ventilkörper nach oben zum Kopf hin bewegen»

Der Ventilzapfen ist hohl ausgebildet und mit Öffnungen versehen, die in den Baum führen, der oberhalb des Steuerkörpers liegt. Dadurch wird erreicht, daß ein Eingriff einer Dichtung am Ventilkörper mit dem Steuerkörper einen Austritt durch diese Öffnungen verhindert*

Die

Die Einrichtung ist so getroffen, daß die Dichtung am Ventilkörper mit dem Steuerkörper in Berührung kommt, ehe sich die Hauptdichtung vom Ventilsitz abhebt.

In den 'figuren der Zeichnung ist ein AusführungsToeispiel der ,.Erfindung schematisch dargestellt. Bs wird die Anwendung des er fin dungs gemäß en Ventiles "bei tragbaren pneumatischen !Tagelvorrichtungen gezeigt. Is zeigern

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht, in welcher die Ausgangslage der verschiedenen Teile dargestellt ist,

j?ig. 2 . eine Sehnittansicht eines Teiles der Vorrichtung,

welche die Lage des Schiagsteuerungsventiles . kurz vor Beginn des Antriebshubes zeigt,

Pig. 3 eine Querschnittsdarstellung ähnlich wie in Fig. 1, Yfelche die Lage des Schlägst euerungsventile s "bei der Auslösung des Antrieb shut) es zeigt, . ■

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung, welche die verschiedenen Teile in ihrer Lage am Ende des Antriebshub.es zeigt,

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung, welche den Antriebsmechanismus und das Schlagsteuerungsventil "bei Beginn des RückführungshuToes zeigt und

_ 1 1 _

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I¹Ig." 6 eine Schnittansieht des Schlagsteuerventiles und der Antriebsvorrichtung kurz vor Beendigung des Rückführungshubes.

Wie bereits ausgeführt, wird das Schlagsteuerungsventil gemäß der Erfindung durch Kraft- und Druckdifferenzen betätigt, "Da dies ein wesentliches. Merkmal der Erfindung ist, soll dieser Vorgang durch eine kurze Beschreibung der Betriebsweise der Vorrichtung erläutert werden. Es sei nochmals hervorgehoben, daß obwohl sich die folgenden Ausführungen auf pneumatische Hagelvorrichtungen beziehen, dies lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist und daß die Erfindung keinesfalls auf derartige Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Das betrachtete Schlagsteuerungsventil weist eine Ventilkanimer auf, deren eines Ende mit dem Arbeitsoder Antriebszylinder der Hagelvorrichtung in Verbindung steht. Das andere Side der Ventilkammer ist mit einem fest angeordneten Mittelbolzen versehen, dessen unteres Ende einen größeren Durchmesser hat als das obere-Ende. Sowohl ein Xiufteinlaß als auch eine Iiuftaustrittsöffnung müssen jedem Ende der Kammer benachbart vorgesehen sein. Innerhalb der Kammer ist ein bewegliches Ventilelement vorgesehen, welches über dem fest angeordneten Ivlittelbolzen eine Hin- und Herbewe-

gung durchführt. Dies "bedeutet, daß der obere Teil des Ventilelementes mit einer Bohrung versehen sein muß, die die gleiche G-röße hat wie-, das. oToere Ende des fest angeordneten Mittelbolzens. Das untere Ende des Ventilele-Bi ent es muß mit einer Bohrung versehen sein, die einen größeren Durchmesser hat* Dieser Durchmesser soll gleich dem Durchmesser des verbreiterten Endes des fest angeordneten M'ittelbolzens sein. Dichtungsmittel sind zwischen jedem Teil des Mittelbolzens und der mit diesem zusammenwirkenden Bohrung.im Yentilelement vorgesehen. Dieser Aufbau führt zu einer Oberflächendifferenz, so daß, wenn der. gleiche Druck an beiden Enden des Ventilelementes angelegt ist, dieses in einer Richtung bewegt wird, die von dem Ende wegweist, welches die größere Oberfläche hat. Im vorliegenden 3?alle ist die Bewegungsrichtung die Richtung nach abwärts.

Die Betriebs?ireise des Ventil es ist, wenn dieses in eine pneumatische Nagelvorrichtung eingebaut ist, die folgendes Die Nagelvorrichtung kann an jede übliche Druckluftquelle ^angeschlossen werden, Wenn sich die verschiedenen Teile der Vorrichtung in ihrer Ausgangslage befinden, sind die Iiufteinlässe in beiden Enden der Ventilkammer offen und sind mit der Druckluftquelle verbunden. Unter ,dem Einfluß der "]?lächendiff erenz wird das Ventilelement

element in die geschlossene Lage gedrückt. Das heißt, die Öffnung, die von der Ventilkammer zum Antriebszylinder des lagelgerätes führt, ist geschlossen. Zur gleichen Zeit ist die Austrittsöffnung im unteren Ende des Ventilzylinders zur Atmosphäre hin offen.

lach der Betätigung des Auslösers ist der erste Schritt^ den IiUfteinlaß zu schließen,· der zum oToeren Ende der Ventilkammer führt. Dies wird mittels eines entfernt angeordneten Steuerschiebers durchgeführt, der im folgenden noch ausführlich "beschrieben werden soll. Eine weitere Bewegung des .Auslösers führt zu einer weiteren Verschiebung dieses entfernt angeordneten Steuerschiebers, welcher die Auslaßöffnung im oberen Ende der Ventilkammer Öffnet, um schnell den diesem Ende des Ventilelementes zugeführten Druck abzulassen. Wenn die am unteren Ende des Ventilelementes wirkende Totalkraft (größerer der kleineren Fläche zugeführter Druck) die Totalkraft, die am oberen Ende des Elementes wirkt, überschreitet (das obere Ende ist zum Zwecke des Auslasses geöffnet), bewegt sich das Element nach oben.

Durch den neuen' und einheitlichen Aufbau des Ventilelementes werden durch die Aufwärtsbewegung zwei "wichtige funktionen ausgeübt und weiterhin ?drd auß-erorckrtlicii.

sorgfältig

sorgfältig die Einstellfolge dieser Oper art; ionen gesteuert.

Die ersten Bruchteile eines Zentimeters der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes schließen die Auslaßöffnung im unteren Ende des TentilZylinders. Diese Auslaßöffnungen dienen auch als Auslaß für den Antriebszylinder während des Hückführungshubes des in diesem angeordneten Kolbens. Diese Bet-riebsstuf e soll jedoch erst später betrachtet werden.

Der restliche Teil der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes führt zu einem Abheben des Ventiles, wodurch der Durchgang, der zum Antriebs zylinder der !Tag el vor richtung führt, geöffnet wird. Ifenn dieser Durchgang geöffnet ist, strömt Druckluft in den Zylinder ein, treibt den Kolben und den Hagelschlagbolzen nach unten, wobei der Schlagbolzen einen Hagel oder eine Krampe oder dergleichen erfaßt und diese in das Werkstück eintreibt. Es können an sich übliche und bekannte Mittel vorgesehen sein, um eine Anzahl von Nägeln oder Krampen oder Klammern od.dgl. unterhalb des Schlagbolzens in Magazinform zu halten. '' .. __.

Zur Vervollständigung des Arbeitszyklus Tirerden die oben

beschriebenen

beschriebenen Vorgänge-genau umgekehrt. Mit anderen Worten, sobald der Auslöser losgelassen ist, schließt der entfernt angeordnete Steuerschieber zuerst die Auslaßöffnungen im unteren Ende des Ventilzylinders Die weitere Bewegung des entfernt angeordneten Steuerschiebers öffnet den Lufteinlaß im unteren Ende der Yentilkammer, Dadurchkann die volle Kraft der Druckluft auf die. obere 3?läche des Ventil element es einwirken. Da, wie oben ausgeführt, diese obere Oberfläche größer ist als die Bodenfläche des Ventilelementes, ergibt eine Zuführung gleicher Drucke zu beiden Enden eine Abwärtsbewegung. Die Abwärtsbewegung führt wiederum zwei wichtige Funktionen durch und dient ebenfalls zur Steuerung der Einstellung. Das Ventilelement bewegt sich.nach unten, bis es zuerst die Öffnung verschließt, die von der Ventilkammer zum Antriebszylinder führt. Die weitere Abwärtsbewegung des Ventil elemente s öffnet dann die, Auslaßöffnung im unteren Ende der Ventilkamiiier« Dadurch kann die Druckluft oberhalb des Kolbens im Antriebszylinder in die Atmosphäre austreten und der Kolben und der Schlagbolzen können in ihre Ausgangslage durch beliebige geeignete Mittel zurückgeführt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist um den Antriebs zylinder herum ein Luftreservoir vorgesehen und es werden wiederum Druckdifferenzen verwendet, um die Rückführung des Antriebskolbens durchzuführen.

Es sei "bemerkt, daß die vorstehende kurze Beschreibung die Hauptziele "bzw. wesentlichen-Merkmale der Erfindung klarlegt. Zuerst ist festzustellen, daß überhaupt keine 'Federn verwendet- werden, und zwar weder "beim entfernt angeordneten Steuerschieber noch beim Schlagsteuerungsventil. Sowohl das Schlagsteuerungsventil, welches Gegenstand der Erfindung ist als auch der Antriebskolben werden vollständig durch Kraftdifferenzen und Druckdifferenzen betätigt. Der entfernt angeordnete Steuerschieber wird manuell betätigt und durch Druckluft zurückgeführt. Ein sehr wichtiges Merkmal ist weiterhin die Einstellung oder Regelung der Vorrichtung, welche si--■ ■ehersteilt,.- daß zu keiner Zeit während- des Arbeitszyklus weder das Schlagsteuerungsventil noch der entfernt angeordnete Steuerschieber sowohl eine Auslaßöffnung als auch eine Einlaßöffnung gleichzeitig oder zusammen offen haben. Bo schließt beispielsweise im Bereich der Ventilkammer oberhalb des Ventilelementes die erste Bewegung des Auslösers und des entfernt angeordneten Steuerschiebers den Lufteinlaß. Eine weitere Bewegung öffnet dann die Auslaßöffnung. Beim umgekehrten Vorgang wird die Auslaßöffnung geschlossen, ehe sich die Lufteinlaß-Öffnung wieder öffnet. Im Bereich der Ventilkammer unterhalb des Ventilelementes wird die Auslaßöffnung geschlossen, ehe sich die Zuführungsöffnung öffnet, um

Druckluft

Druckluft in den Antriebszylinder einzuführen. Beim umgekehrten Betrieb.sablauf wird der Lufteinlaß geschlossen, ehe die Austrittsöffnungen geöffnet werden.

Es ist ersichtlich, daß dieser .Aufbau zu einer sehr einfachen und sehr wirtschaftlichen Betriebsweise führt.

In Pig. 1 ist eine pneumatische Nagel- oder Heftvorrichtung dargestellt. Eine übliche pneumatische Nagel- oder Heftvorrichtung weist ein Gehäuse auf, Y^elches einen Handgrifft eil hat,, der allgemein mit 10 bezeichnet ist.Weiterhin ist ein Hauptkörperteil 11 und ein lasenteil 12 vorgesehen. Bs ist selbstverständlich, daß die Wägevorrichtung oder die Uagelpistole Mittel zur Speicherung und Zuführung, von Hageln, Krampen, Klammern od.dgl. in dem, Easenteil 12 aufweist. Viele für diesen Zweck geeignete Vorrichtungen können vorgesehen sein. Da diese Vorrichtungajnicht G-egenstand der vorliegenden Erfindung sind, werden diese Einzelheiten, insbesondere die Speicher- und Zuführungsvorrichtung in den figuren nicht dargestellt.

Die .int rieb skr aft für die Vorrichtung wird von irgendeiner geeigneten Druckluftquelle entnommen. An und für

übliche

übliche und^; bekannte Druckluftleitungen füiiren Druckluft mit einem Druck von etwa 6 "bis 7 kg/cm (85 bis 100 pxmds, per square inch) der Yorriehtung zu. Es sei bemerkt, daß es möglich ist, mit dem erfindungsgemäßen Tentil einen Betrieb über einen weiten Bereich von Drucken durchzuführen. Der Handgriff 10 der Bagelpistole ist mit einer hohlen Kammer 13 versehen, die mit der Iiuftzuleitung verbunden ist. Die Kammer 13 weist zwei Öffnungen 14 und 15 auf. Die Öffnungen 14 und 15 sind ■ mit dem oberen, bzw. dem unteren Ende der Ventilkammer verbunden. Die Öffnung 15 ist immer geöffnet und bildet eine Erweiterung der Kammer 1.3. Die Strömung der Luft durch die Öffnung 14 wird mittels des entfernt angeordneten Steuerschiebers gesteuert. Dieser Steuerschieber weist einen Ventilkörper oder eine Hülse 16 auf. Diese Hülse ist in den Handgriff TO der Hagelpistole eingeschraubt. Bin Gummi-0-Eing 17 oder andere geeignete Dichtungsmittel sichern einen luftdichten Sitz zwischen der Ventilhülse und dem lagelpistolengehäuse. im oberen 3Snde ist die Ventilhülse 16 mit einer Öffnung 19 versehen, welche über.die Öffnung 14 mit der zugeführten Druckluft in der Kammer 13 in Verbindung steht. Der Ventilkörper oder die Ventilhülse ist weiterhin mit einer Anzahl von Öffnungen 20 versehen, die ringförmig um die Ventilhülse herum voneinander getrennt angeord

net

net sind und die mit einem Kanal 21 in Verbindung stehen, der im Bagelpistolengehäuse ausgebildet-ist. Innerhalb der Yentilhülse 16 ist ein beweglicher Kolben 22 angeordnet, der Dichtungsmittel 23 mit einer verhältnismäßig flachen Oberfläche auffielst, die breiter ist als die Öffnungen 20. Dieser Kolben 22 kann innerhalb des Ventilkörpers 16 hin- und herbewegt werden, und zwar durch eine Handbetätigung mittels des Auslösers 24 in der einen Richtung und durch die Einwirkung der Druckluft in der entgegengesetzten Richtung. Eine Kappe 18 ist in das Hagelpistolengehäuse eingeschraubt und dient zur Halterung des Kolbens 22 gegen den Druck der Druckluft, die durch die Öffnungen 14 und 19 eintritt. Im Anfang befinden sich die Teile in der Lage, die in J?dg. 1 gezeigt ist. D.h. der Schieber 22 befindet sich in seiner unterstenStellung, in welcher der !Plansch 25 gegen die Kappe oder den Einsatz 18 anliegt. Es ist zu erkennen, daß in dieser Stellung sich der Schieberteil 23 unterhalb der Öffnungen 20 in der Ventilhülse befindet. Dies bedeutet, daß die Druckluft in der Kammer 13 durch die Öffnungen 14 und 19 in die Hülse strömt und dann durch die öffnungen--20 in den Kanal 21. Sin kleines Rohr 26 dient zur Verbindung des Kanals 21 mit dem Kanal 27, der ebenfalls im Nagelpistolengehäuse ausgebildet ist. Der Kanal 27 führt seinerseits zum oberen Ende des Schlagsteuerungsventils und ist mit diesem

durch

durch, die Öffnung 28 "verbunden.

Anhand der Fig. 1 sollen nun die verschiedenen Teile des Schlagsteuerungsventiles beschrieben v/erden. Die Ventilkammer ist im oberen Teil des Gehäuseteiles 11 der Bagelpistole ausgebildet» Die Ventilkammer weist an ihrem unteren Snde einen Ventilsitz 29 auf. Das obere 'Ende ist von einer Kappe 30 verschlossen. Wie aus den i'iguren der Zeichnung deutlich zu entnehmen ist_? ist die Kappe 30 mit einer ringförmigen Wandung' 31 versehen, welche sich nach, abwärts in das Nagelpistolengehäuse hinein erstreckt. Dichtungsringe 32 oder-andere geeignete Dichtungsmittel sichern einen luftdichten Sitz, Die Kappe 30 kann in ihrer Lage durch irgendwelche geeignete Mittel, die nicht dargestellt sind, im Hauptkörperteil 11 gehalten werden. Hh.der Mitte der Kappe 30 ist ein zylindrischer hohler Zapfen 33 befestigt. Der Zapfen endet in einem Austrittsventil 34 _? welches mittels eines Schraubenbolzens 35 .fe-seiner lage gehalten wird. Der Abstandhalter 36 erstreckt sich vom unteren Ende der ITandung 31 zum Ventilsitz 29 und dient zur Halterung des Ventilsitzes in seiner Stellung.

Das bewegliche Ventilelement ist in Jig.1 allgemein mit 37 bezeichnet. Am besten ist dieses bewegliche Ventilelement

element in seinen Einzelheiten in Fig.6 zu erkennen. Es ist zu sehen, daß das Yentilglied 37 dicht innerhalb der Kappenwandung 31 sitzt. Ein federnder O-Eing 38 oder andere geeignete Dichtungsmittel sichern eine ausreichende Dichtung. Das Yentilglied 37 ist mit einer Ausnehmung oder Bohrung 37a im oberen Ende versehen. '.Diese Bohrung oder Ausnehmung 37a steht in gleitendem Eingriff mit dem Zapfen 33· Zur Abdichtung ist ein 0-Ring 39 oder sind andere geeignete Dichtungsmittel -vorgesehen. Das untere Ende des Ventilgliedes 37 ist mit einer Bohrung oder Öffnung 37h versehen,welche einen etwas größeren Durchmesser hat als die Öffnung 37a im oberen Ende des Yentilgliedes, Das Auslaßventil 34 ist derart eingerichtet, daß dieses innerhalb dieser Öffnung oder Bohrung sitzt. Der O-Ring 40 oder andere geeignete Dichtungsmittel bilden einen Ventilsitz.. Das untere lande des Ventilkörpers 37 ist mit einem ringförmigen G-ummi einsät ζ 41 versehen. Es ist aus den Fig. 1 und 6 zu erkennen, daß der G-ummieinsatz 41 den Yentilkörper dicht umgibt. Dieser Gummieinsatz ist jedoch gegenüber dem Yentilkörper in Längsrichtung umeine sehr kurze Strecke verschieblieh.Die Wichtigkeit dieser Maßnahme soll noch beschrieben werden.

Bezüglich der in Fig.1 dargestellten Betriebsphase wurde dargelegt, daß die Luftkamiaer 13 eine Öffnung 15 auf«

weist.

~ C.C.

weist. Es ist zu erkennen, daß diese Öffnung 15 in . dauernder Verbindung mit dein unteren Teil der Ventilkammer und dem Ventilelement 37 steht. Es sei "bemerkt, daß die Druckluft auf lediglich eine sehr kleine Oberfläche einwirkt. Die verschiedenen Teile sind derart ausgelegt und aufgebaut," daß, wie aus I¹Ig.7 zu erkennen, der Durchmesser des Ventilelementes 37 am Punkt 42a der Schulter 42 ein ganz klein wenig größer ist als der Durchmesser des Gummi einsatzes 41 am "breitesten Teil 41a. Während ein Teil des Luftdruckes wirkt, um den G-ummieinsatz 41 nach unten in dichtenden Sitz gegen den Ventilsitz 29 zu drücken, ergibt sich deshalb eine resultierende"Kraft, die nach oben gerichtet ist. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß lediglich der Druck aus der Öffnung 15 auf den Einsatz 41 und auf die Schulter 42 einwirkt. Jedoch gleichzeitig strömt Druckluft durch die Öffnungen 14, 19 und 20, die Kanäle 21, 26 und 27 und durch die Öffnung. 28 in die Ventilkammer ein. Diese Druckluft wirkt auf eine beträchtlich größere Oberfläche des Ventilelementes 37 ein. Wie bereits aus~ geführt, ergibt dies eine Druckbeaufschlagung des Ventilkörpers 37 nach abwärts, welche zu einem dichten Sitz zwischen dem Ventilsitz 29 und dem Gummieinsatz 41 führt. Wie deutlich der Pig,1 zu entnehmen ist, steht der hohle-Mittelteil des Ventilelementes 37 über

die

die Öffnungen 43 mit der Atmosphäre in Verbindung, Wie später nooh ausgeführt werden soll, dient dies zum Auslaß der Luft aus dem Äntriebszylinder "bei der Rückführung des Kolbens in die Atmosphäre, Die Haube 44 dient lediglieh zur Umlenkung der ausgeblasenen Luft nach vorn.

Innerhalb des Körperteiles 11 der Hagelpistole ist eine Hülse 45 fest angeordnet. Die Hülse 45 bildet die Wandung des Antriebszylinders. Innerhalb.der unteren Wandung dieser Hülse ist ein federnder Stoßfänger 46 angeordnet, welcher um seinen Umfang, wie bei 47 gezeigt, eingeschnitten ist und welcher als Kolbenanschlag dient.

Innerhalb, der Zylinderhülse 45 ist ein Kolben 48 gleitbar gelagert, an welchem ein Hagelschlagbolzen 49 fest angeordnet ist. ."Vorzugsweise ist der Schlagbolzen 49 am Kolben 48 mittels eines Zapfens 50 befestigt.

Der Antriebszylinder wird von einer Luftvorratskammer umgeben, die durch die Zylinderhülse 45 und den Hauptkörperabschnitt 11 begrenzt wird. Die Hülse 45 ist mit einer oder mehreren Öffnungen 52 versehen, welche, wie 'U¹Ig-. 1 zeigt, unmittelbar oberhalb des Kolbenanschlages 46 liegen. Diese Durchgänge oder Duidalässe 52 sind immer geöffnet. In der Hülse 45 sind etwas oberhalb der

Durchlässe

Durchlässe52 ein oder mehrere .andere Durchlässe 53 angeordnet. Diese Durchlässe sind normalerweise mittels eines leder blatt es 54 und eines Ventiles. 55.. verschlossen.

Der Fachmann kann feststellen/ daß die Betriebsweise einer derartigen Vorrichtung außerordentlich schnell ist» Die Betriebsweise ist derart schnell_?.daß der Begrenzungsfaktor der Betriebsgeschwindigkeit der Arbeiter selbst ist und nicht die Eapazität des Werkzeuges, G-erade. wegen dieser hohen Geschwindigkeit des Betriebes ist die Einstellung oder Regelung der Vorrichtung kritisch. Die Wirkungsweise der Vorrichtung soll nun schrittweise beschrieben werden. Es muß nochmals daran erinnert werden, daß die Beschreibung schrittweise erfolgt und daß deshalb vielleicht die Betriebsweise langsam erscheinen -könnte. Die tatsächliche Betriebsgeschwindigkeit ist aber außerordentlich hoch. Wie bereits in Verbindung mit der lig. 1 dargelegt, kann die Luft längs Wegen strömen, die in !ig. 1 mit Pfeilen markiert sind, d.h. Luft kann durch die Öffnungen 14 _? 19? und 20, durch die Kanäle 21, 26 und 27 _s durch den Einlaß 28 in die Ventilkammer oberhalb des Ventilelementes 37 strömen. Gleichzeitig kann Luft durch die Öffnung 15 in die Ventilkammer einströmen, und zwar in den Teil der Ventilkanmier, der dem unteren Teil des Ventilelementes 37 zugeordnet

geordnet ist. Wie bereits ausgeführt, ergibt die größere dem Druck ausgesetzte Oberfläche am oberen Ende des Ventilelementes 37 eine abwärts gerichtete Kraftkomponente, welche einen Dichtungssitz zwischen dem Gummieinsatz 41 und dem Ventilsitz 29 bewirkt. Wewa, der Arbeiter den Auslöser 24 drückt, wird der Schieber 22 im entfernt angeordneten Steuerschieber angehoben. Beim Anheben dieses Steuerschiebers verschließt das Glied zuerst die Öffnungen 20 und dichtet diese gegen die Druckluft ab. Wenn der Auslöser weiter gedruckt wird, gleitet das Glied 23 an den Öffnungen 20 vorbei und verschiebt, sich nach oben, so daß die Luft, die oberhalb des Ventilelementes 37 unter Druck stand, nunmehr durch die Kanäle 27, 26 und 21 und durch die Öffnungen ausströmen kann. Diese Luft kann um den Schieber 22 herumströmen und durch Ausströmnuten 56 und 57 in der Ventilhülse (j?ig. 3) nach außen strömen. Die vorher auf das obere Ende des Ventilkörpers 37 einwirkende Druckluft ist nun in die Atmosphäre ausgeströmt. Der resultierende aufwärts,gerichtete Druck der Luft, der auf die Schulter 42 einwirkt, die, wie bereits beschrieben, einen größeren Durchmesser hat als das Glied 41, bewegt nun das Ventilelement· 37 nach oben. Wie deutlich Pig. 2 zeigt, verbleibt der Gummieinsatz 41, während das Ventilglied 37 um ein kurzes Stück nach oben geschoben

wird,

wird,, an seinem Platz. Da das Austrittsventil 34 stationär angeordnet ist, bewirkt diese, erste Aufwärtsbewegung des Ventilgliedes 37 eine Abdichtung der Austritt söffnungen 43 dadurch, daß der O-Bing 40 in dichten Eontakt oder dichten Sitz mit dem Ventil 34 gebracht wird. Eine fortschreitende Aufwärtsbewegung des Ventil element es .37 hebt das Glied 41 "vom Ventilsitz 29 ab. Dadurch wird diese Öffnung freigegeben und Druckluft kann in den Antriebszylinder eintreten. Dadurch, daß der Einsatz 41 vom Siibz 29 abgehoben ist, wird die wirksame Oberfläche des unteren Teiles des Ventilsitzes 37? auf die die nach oben gerichtete Kraft der Druckluft einwirkt, wesentlich erhöht. Dies führt zu einem explosionsartigenAufwärtsstoß des Ventilkörpers 37. Kit anderen T/orten, der Ventilkörper 37 wird nach oben nicht durch die kontinuierliche Kraft der Druckluft getrieben, sondern durch einenStoß₃ der auftritt, wenn die wirksame Oberfläche, auf welche die Druckluft einwirkt, plötzlich vergrößert wird. Dies ermöglicht,- daß die volle Kraft der bei 15 eintretenden Druckluft auf den Kolben 48 einwirken kann und diesen nach abwärts treiben kann. Fig.3 zeigt die relativen Lagen der verschiedenen Teile in dem Moment, in dem der Gummieinsatz 41 vom Sitz 29 abgehoben ist.

Wenn

Wenn sich der Kolben 48 nach abwärts bewegt, wird die luft unter diesem durch die läse der Magelpistole längs des Schlagbolzens 49 ausgetrieben.

Ii¹Ig^ zeigt die Teile in den Stellungen, die diese annehmen, wenn der Kolben 48 den unteren Totpunkt des Antriebshubes erreicht hat und gegen den Anschlag 46 stößt,- In dieser Lage befinden sich die Öffnungen 53 oberhalb der Oberkante des Kolbens 48 und unter dem Einwirken der Druckluft wird das Yentil 55 geöffnet und Luft strömt in die Kammer 51 ein. Das Strömen der Luft durch die Öffnung 53 gegen den Widerstand der Blattfeder 54 findet so lange statt, bis der Druck in der Kammer 51 im wesentlichen gleich dem Druck im In-" triebszylinder selbst ist. Danach schließt die Blattfeder 54 das Yentil 55. -. '

Zur Tervollständigung des Arbeitszyklus müssen die oben beschriebenen Schritte im wesentlichen umgekehrt werden. Dies wird durch ein Loslassen des Auslösers 24 durch die Bedienungsperson bewirkt. Wenn sich der Auslöser 24 nach unten bewegt, - bewegt sich der Schieber 22 ebenfalls nach unten, und. zwar unter der Einwirkung der Druckluft, die durch die öffnungen 14 und 19 strömt, · wie es J?ig. 5 zeigt. Bei der Abwärtsbewegung des Schie-

. .. . ■ bers 22

- 28 - - ■ U

Toers 22. verschließt das Glied 23 zuerst die Öffnungen 20 und dichtet diese ab. Dadurch wird eine weitere Entleerung der Luft aus dem Räum oberhalb des Ventilelementes 37 verhindert. Eine weitere kontinuierliche fortgesetzte Abwärtsbewegung- des Auslösers 24- führt dazu, daß der Schieber 22 und das Schieberglied 23 die Durchlaßkanäle 20 für eine Zuführung von Preßluft- öffnet. Wie durch die Pfeile in Hg. 5 dargestellt, kann nun die Preßluft wieder in die Ventilkaminer oberhalb des Ventilelementes 37 einströmen. Wie bereits früher erläutert, bewirkt die größere effektive Oberfläche des oberen Teils des Ventilgliedes 37 eine Abwärtsbewegung» Diese größere Oberfläche wird durch die relativen Grossen der Öffnungen 37a und 37b in.Zusammenwirkung mit dem festen Mittelzapfen 3-3 und dem Austrittsventil bestimmt. Die Abwärtsbewegung des Ventil element es 37 ruft wiederum einen Dichtungssifcz zwischen dem Gummieinsatz 41 und dem Ventilsitz 29 hervor. In dieser Betriebsphase bleibt der Gummieinsätζ stationär. Das Ven— tilelement -37 selbst kann gedoch die Abwärtsbewegung um4in kurzes Stück fortsetzen. Dieser letzte kurze Abwärtshub des Ventilelementes 37 löst die Dichtung zwischen dem O-Eing 40 und dem Auslaßventil 34. ¥em.die.s geschehen ist, kann die Luft im Antriebszylinder oberhalb des Kolbens 48 frei um das Ventil 34 und durch

die

die Öffnungen 43 in die Atmosphäre austreten. Die Abwärtsbewegung des Elementes 37 ist beendet, γ^βΏΐ/ά±Θ Schulter 37c des Elementes in Eingriff mit der Oberfläche des Gummieinsätzes 41 steht.

Wie-im Pail des Schlagsteuerelementes bewirkt eine Kraftdifferenz die Rückführung des Antriebskolbens. Is vrarde bereits ausgeführt, daß der federnde Kolbenanschlag 46- bei 47 eingeschnitten ist. Es sei ebenfalls bemerkt, daß die Öffnungen 52 genau an der oberen Kante des Kolbenanschlags angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die luft, die in den Kaum J51 eingepreßt wurde, nun auf die Unterseite des Kolbens 48, und zwar auf die ELache einwirken kann, die durch den eingeschnittenen Teil 47 des Kolbenanschlages freigegeben ist. Wenn die gesamte, auf diese kleine Oberfläche'einwirkende Kraft die Kraft überwiegt, die auf die Oberseite des Kolbens einwirkt und- die nach abwärts gerichtet ist, d.h. wenn die Luft oberhalb des Kolbens in die Atmosphäre ausgetreten ist, wird der Kolben vom Anschlag 46 abgehoben. I>ie wirksame Oberfläche, auf welche die Druckluft ein- ?/irken kann, wird plötzlich und ganz erheblich vergrö'ssert. Dadurch wird einStoßeffekt ausgeübt, der den Kolben 48 und den Schlagbolzen 49 schlagartig in die in Fig.1 dargestellte Ausgangsläge zurückbringt. Sobald der

Kolben

Kolben 48 durch diesenStoß in seine Anfangslage- "bewegt -wird j kann die Druckluft aus dem Reservoir 51 durch die Öffnungen 52 ausströmen und dann durch die läse der Hagelpistole geleitet Yirerden« Diese Luftaustrittsmögliohkeit verhindert die Einwirkung der vollen Kraft der Druckluft auf den Kolben bei dessehRückhub und dadurch wird die Rückbewegung des Kolbens weich.

In handelsüblichen Vorrichtungen dieser Art ist es im allgemeinen wünschenswert, Mittel zur Halterung des Antriebskolbens in seiner obersten Stellung vorzusehen. Diese Halterung kann entweder durch einen 3?ederanschlag erfolgen, der in der Hase der Hagelpistole angeordnet ist oder es kann ein Magnet unterhalb des Ventilsitzes 29 vorgesehen sein oder es können auch andere an sich bekannte Mittel zu diesem Zweck vorgesehen sein. Da diese Mittel an sich bekannt sind, sind sie in den Figuren der Zeichnung nicht dargestellt..

Im vorstehenden wurde die f/irkungsweise der Erfindung vollständig beschrieben. Im weitesten Sinne ist die Erfindung in der Schaffung eines federlosen Ventils zu sehen, welches lediglich durch Slüssigkeitsdruckdifferenzen und Kraftdi£fererrz-en~ betätigt wird. Dadurch wird eine hohe Betätigungsgeschwindigkeit sichergestellt

und

und weiterhin wird ein wirksamer Betrieb des Yentils unabhängig vom verwendeten Flüssigkeitsdruck ermöglicht. Im Hinblick auf pneumatische Bagelpistolen wird durch die Erfindung ein außerordentlich wirkungsvolles und wirtschaftliches Iferkzeug geschaffen. Dieses Werkzeug " hat den !»/eiteren Vorteil, daß, falls ein Fehler auftreten sollte, das Werkzeug leicht und schnell repariert werden kann. Sollte beispielsweise ein Fehler im Schlagsteuerungsventil auftreten, so kann die gesamte Anordnung, die die Kappe 30, den Zapfen 33, das Ventil 37 und den Einsatz 41 aufweist, als Einheit aus dem Werkzeug herausgenom-... men und ausgetauscht werden.

B chut ζ ans prü ehe

Claims

**· 069 440*31 Ui, S c hu tz a n s ρ r ii e i. e

1. Federloses Druckventil mit einer Ventilkammer, die an einem Ende einen Kopf und am anderen Ende einen Ventilsitz aufweist, in welcher ein Ventilkörper zwischen dem Kopf und dan.Sitz hin- und herbeweglich angeordnet ist, der eine in den Ventilsitz passende Dichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer ein Ventilzapfen (33) angeordnet ist, daß. der Ventilkörper (37) an einem Ende eine den Ventilzapfen (33) aufnehmende Bohrung (37a) hat, daß ein Steuerkörper (34) am Ventilzapfen (33) angeordnet ist, der einen größereaDurchmesser hat als der Ventilzapfen (33)? daß der Ventilkörper (37) am anderen Ende zur Aufnahme des Steuerkörpers (34) eine weitere Bohrung■. (.37b) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der der erstai.Bohrung (37a), daß der wirksame Außendurchmesser des Ventilkörpers an beiden Bilden der gleiche ist, so daß "bei gleichzeitiger Anlegung gleicher Drucke an beiden Enden des Ventilkörpers der Ventilkörper (37) unter Einwirkung des Druckes an einem Ende beweglich ist,

2, Ventil nach Anspruch 1 mit zwei mit der Kammer verbundenen Zuleitungen zur Zuführung eines Druckmediums zu d.en Enden des Ventilkörpers und mit Einrichtungen zur

Steuerung

Steuerung der Zuführung und Ableitung von Druckmedium zu einer der Zuleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (34) und der Ventilzapfen (33) als Auslaßventil für den Raum vor dem Ventilsitz (29) und der Dichtung (41) vorgesehen sind, daß eine Zuleitung (28) über einen Steuerschieber (23) mit einer Druckquelle und mit der freien Atmosphäre verbunden ist, und daß die zweite Zuleitung (15) dauernd mit der Druckleitung verbunden ist»

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (37) eine in den Steuerkörper (34) eingreifende Dichtung (40) angeordnet ist..

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (41) an einem Ende des Ventilkörpers (37) axial gegenüber dem Ventilkörper (37) gleitbar gelagert ist.

5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (37) einen 11ansch (42) aufweist, daß die Zuleitung (15) in den Raum zwischen den Plansch (42) und der Dichtung (41) mündet, daß die wirksame Fläche des Flansches (42) etwas größer ist als die wirksame Fläche der Dichtung (4I)₉ jedoch wesentlich kleiner als die wirksame Fläche des anderen Endes des Ventilelementes (37).

6.

6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Yentilzapfen (33) hohl ist und mit Öffnungen (4-3) versehen ist, die in die "Fentilkammer oberhalb des Steuerkörpers (34) münden*