DE1603786A1

DE1603786A1 - Pneumatische Eintreibvorrichtung fuer Naegel,Klammern od.dgl.

Info

Publication number: DE1603786A1
Application number: DE1967F0054349
Authority: DE
Inventors: Doyle Richard H
Original assignee: Duo Fast Corp
Current assignee: Duo Fast Corp
Priority date: 1966-12-19
Filing date: 1967-12-19
Publication date: 1971-03-18
Also published as: US3673922A; GB1201476A; DE1603786B2

Description

fastener Corporation, !Franklin Park, Illinois., TT.St.A·

Pneumatische Eint reib vorrichtung für Hagel, Klammern ocLdgl<

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Eintreibvorrichtung (Nagelmaschine) für Hagel, Klammern ododgl« mit einem Gehäuse, einem darin angeordneten Zylinder, einem in diesem verschieblichen Arbeitskolben, einem Hauptventil, welches das obere Ende des Zylinders wahlweise mit einem im Gehäuse angeordneten Windkessel und der Aussenluft verbindet, und einer Rückführkammer, die mit dem unteren Ende des Zylinders verbunden ist.

Derartige Eintreibvorrichtungen sind bekannte Beim Drücken eines Auslösehebels wird ein Auslöseventil betätigt, welcheβ das Hauptventil öffnet und Druckluft in den oberen Seil dee Zylinders einströmen lässt. Diese Druckluft treibt

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den Arbeitskolben in einem Arbeitshub nach unten, wobei ein Nagel od. dgl β in das Werkstück eingeschlagen wird« Der Arbeitskolben verbleibt am Ende des Arbeitshubes normalerweise in der untersten Stellung, bis der Auslösehebel losgelassen und der Raum über dem Kolben mit der Aussenluft ^ verbunden wirdo Bs sind jedoch auch Bintr eib vor richtungen mit selbsttätiger Rückführung des Arbeitskolbens bekannt, bei denen der Kolben in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, ohne dass der Auslösehebel losgelassen wirdo In beiden Fällen erfolgt die Rückführung des Kolbens durch in dem Raum unterhalb des Kolbens befindliche Druckluft, wenn der Raum über dem Kolben mit der Aussenluft verbunden wird» Nach der Rückführung muss der Kolben in seiner Ruhestellung verbleiben, bis der nächste Arbeitshub erfolgt»

Die bekannten pneumatischen Rückführ einrichtungen haben im allgemeinen den Nachteil, dass bereits vor der vollen Beendigung des Arbeitshubes Druckluft in die Rückführkammer und den Raum unter dem Kolben einströmt, was eine Verringerung der Einschlagkraft in der entscheidenden letzten Phase des Arbeitshubes zur Folge hat. Darüber hinaus ergeben sich hierdurch Schwierigkeiten bei Eintreibvorrichtungen mit automatischer Kolbenrückführung, bei denen der Druokanatieg in der Eückführkammer ein Druckluft signal für die Umsteuerung dee ArbeitskoXbens liexert«

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten"zu vermeiden und eine verbesserte pneumatische Eintreibvorrichtung zu schaffen, bei der der Rückführkammer erst nach voller Beendigung des Arbeitshubes Druckluft zugeführt wird, s,o dass keine Schwächung der Eintreibkraft am Ende des Hubes eintreten und bei Geräten mit selbsttätiger Kolbenrückführung keine vorzeitige Um- Ii steuerung erfolgen kann.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Arbeitskolben an seiner Umfangsflache zwei im Abstand voneinander angeordnete Hüten enthält, von denen die erste einen Dichtungsring zur Abdichtung gegenüber der Zylinderwandung enthält, während die zweite durch Bohrungen mit dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens in Verbindung steht und einen elastischen Ring enthält, der sich mit einer solchen Kraft gegen den Grund der Nut legt, dass er sich erst beim Auf- ä treten eines vorherbestimmten Druckunterschiedes vom Grund der Nut abhebt und die Luft in den Raum unter dem Kolben eintreten lässt.

Die pneumatische Eintreibvorrichtung nach der Erfindung hat ein Gehäuse mit einem Griffteil, dessen Höhlung einen Windkessel bildet, und einem Kopfteil, das einen Arbeitszylinder enthält. In dem Zylinder ist der Arbeitskolben angeordnet» Ein Hauptventil steuert die Verbindung des

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oberen Zylinderteile mit dem Windkessel bzw· der Aussenlufto Das Hauptventil wird durch ein Auslöseventil gesteuert, das durch einen Auslösehebel betätigt wird» Die Eintreib vorrichtung kann auch eine automatische Kolbenrückführung haben. (Nähere Einzelheiten hierüber sind in den gleichzeitig eingereichten Anmeldungen Obergfell Oase und 76 der Anmelderin enthalten.) Das Kopfteil des Gehäuses enthält eine Rückführkammer, die durch am unteren Teil dee Zylinders angeordnete Offnungen mit diesem verbunden ist. Der Kolben enthält zwei im Abstand voneinander angeordnete, umlaufende Nuten an seinem Umfang. Die erste Nut trägt einen Dichtungsring, der den Kolben gegenüber der Innenseite des Zylinders abdichtet» Die zweite Nut enthält.einen elastischen Hing, vorzugsweise von kreisförmigem Querschnitt. Der Arbeitskolben enthält Bohrungen, die den Grund der zweiten Nut mit dem Baum oberhalb des Kolbens verbinden. Der elastische Ring legt sich mit einer solchen Kraft gegen den Grund der Nut, dass er erst bei Auftreten eines vorherbestimmten Druckunterschiedes zwischen dem Raum über und dem Raum unter dem Kolben vom Grund der Nut abgehoben wird, so dass Druckluft aus dem Raum über dem Kolben in den Raum unter dem Kolben und in die Rückführkammer strömen kann.

Während des Arbeitshubes des Kolbens steigt der Druck im Raum über dem Kolben zunächst nicht soweit an, dass der

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elastische Eing vom Grund seiner Hut abgehoben wird. Sobald der Arbeitskorben jedoch das Ende seines Hubes erreicht hat, steigt der Druck im Baum über dem Kolben an, bis er sich dem Druck des Windkessels nähert. Dies hat zur PoIge, dass das Rückschlagventil öffnet, so dass Druckluft in den Raum unter dem Kolben und die Rüokführkammer strömt. Der elastische Ring legt sich danach wieder gegen den Grund der Nut, so dass das Rückschlagventil schliesst und der Kolben nach Verbindung des oberen Zylinderteils mit der Aussenluft in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird« Das obere Ende des Zylinders hat einen vergrösserten Durchmesser, wodurch ein Absatz entsteht, gegen den sich der Dichtungsring der ersten Nut legt, wenn der Kolben sich in seiner obersten Stellung befindet, um ein unerwünschtes Herabsinken des Kolbens zu verhindern«,

Weitere Einzelheiten der pneumatischen Eintreibvorrioh- ( tüng nach der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung hervor.

Pig. 1 ist ein Teilschnitt durch eine pneumatische Eintreibvorrichtung nach der Erfindungf die Teile sind in ihrer Ruhestellung dargestellt»

Pig. 2 ist ein Schnitt wie Pig» 1, der die Stellung der Seile am Ende des Arbeitshubeε zeigte

Figo 3 ist ein Teilschnitt nach 3-3 der Pig. To

Pig* 4 ist ein vergrösserter Teilschnitt nach 4-4 der Figo 3o

Die pneumatische Einseifvorrichtung ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet. Sie enthält ein Gehäuse 12 mit einem im wesentlichen vertikal angeordneten) vorderen Kopfteil 12a und einem hinteren Griffteil 12b_# dessen Hohlraum einen Windkessel 16 bildet» Ein Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, wird dem Windkessel durch eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) biegsame Leitung zugeführt ο Die Antriebseinrichtung für die Eintreibvorrichtung 10 enthält einen Arbeitszylinder 18, der in einem Hohlraum 12c des Kopfteils 12a angeordnet ist, und dessen oberes Ende 18a durch ein Hauptventil 20 wahlweise mit dem Windkessel und der Aussenluft verbunden werden kann» Das obere, offene Ende des Zylinders 18 steht normalerweise mit einer Membran 40 des Hauptventils 20 in Eingriff. Die Steuerung des Hauptventils erfolgt durch ein Auslöseventil 24· In dem Zylinder 18 ist ein Arbeitskolben 26 gleitbar angeordnet, der mit einem Stössel 28 verbunden ist. Ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 32 bezeichnetes Auslassventil steuert die Verbindung des oberen Endes des Zylinders 18 mit der Aussenluft.

Wenn ein Artest* ir^ r^^iget werden soll, wird das Auslöseventil 24 betätigt, e& dass Druckluft aus dem Wind-

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kessel 16 in das obere Ende des Zylind.ers 18 eintritt und den Arbeitskolben 26 nach unten treibt, wobei der Stö'ssel einen in das Mundstück 36 vorgeschobenen Hagel od.dglo ergreift, um ihn in das Werkstück einzuschlagen« Der Zutritt von Druckluft in das obere Ende des Zylinders 18 wird durch das Hauptventil 20 gesteuert, welches die Membran 40 enthält. Der aussere Band der Membran ist zwischen einem Deckel 4-2 und dem Kopfteil 12a des Gehäuses 12 eingeklemmt. Die Membran legt sich normalerweise gegen die Stirnfläche des oberen Endes 18a des Zylinders 18. Die Membran 40 wird durch eine Feder 44, die zwischen dem Deckel 42 und der Membran 40 angeordnet ist, gegen das obere Ende des Zylinders 18 gedrückt. Die Unterseite der Membran steht über einen weiten Kanal 46 und einen Eingraum 47 ständig in Eingriff mit der Druckluft, so dass diese auf die Unterseite der Membran einwirkt und die letztere von der Stirnfläche des Zylinders 18 abzuheben sucht. Druckluft gelangt jedoch über einen Kanal 48 auch in den Raum oberhalb der Membran, wenn die Eintreibvorrichtung sich in der Ruhestellung befindet. Da die auf die Oberseite der Membran 40 ausgeübte Kraft grosser ist als die auf ihre Unterseite ausgeübte Kraft, wird die Membran 40 normalerweise in der Stellung der Pig. gehalten. Wird jedoch der Raum oberhalb der Membran entlüftet, so hebt die durch den weiten Kanal 46 eintretende

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Druckluft die Membran 40 von der Oberkante des Zylinders ab, so dass Druckluft über einen weiten Querschnitt in das obere Ende des Zylinders 18 eintritt und den Arbeitskolben 26 in einein Arbeitshub nach unten treibt.

'denn die Eintreibvorrichtung 10 sich in der Ruhestelfc lung befindet sowie während der Rückführung des Arbeitskolbens in seine Ausgangsstellung ist das obere Ende des Zylinders 18 über das Auslassventil 32 mit der Aussenluft verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Auslassventil 32 einen hohlen Ventilschaft 50, der mit der Membran verbunden ist, und der das obere Ende des Zylinders 18 über einen geeigneten Auslasskanal 52 mit der Aussenluft verbindet,, Wenn ein Arbeitshub ausgelöst werden soll, ist es jedoch erforderlich, das obere Ende des Zylinders 18 von der Aussenluft abzuschliessen. Zu diesem Zweck ist ein elastischer Ventilsitz 54 am Deckel 42 gegenüber dem oberen Ende des Ventilschaftes 50 angeordnet, der mit dem Ventilschaft in Eingriff kommt, wenn die Membran zu Beginn eines Arbeitshubes angehoben wird, wodurch die Verbindung des oberen Endes des Zylinders 18 mit der Aussenluft unterbrochen wird (Stellung der Fig» 2). Da der Ventilsitz 54 hierbei einen kräftigen Stoss erfährt, besteht der Deckel vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Hierdurch wird auch eine Beschädigung des Deckels 42 verhindert, wenn er versehentlich

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mit einer harten. Fläche in Eingriff kommt«

Das Auslöseventil 24, durch welches der Arbeitshub eingeleitet wird, kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält es eine Tentilkammer 58 mit zwei einander gegenüber angeordneten Öffnungen 60 und 62, welche Ventilsitze bilden, die wechselweise mit einem Ventilglied 63 in Eingriff kommen₀

qli'e-d.

Das 'Ventil 63 kann beispielsweise als eine Yentilkugel 64 mit einem nach unten gerichteten Stift 66 ausgebildet sein. Die Öffnung 60 steht normalerweise in Verbindung mit dem Windkessel 16, während die Öffnung 62 eine Auslassöffnung darstellt, durch die die Ventilkammer 58 entlüftet wird, wenn die Ventilkugel 64 von ihr abgehoben ist, (Stellung der Fig« 2). Der Stift 66 wird durch einen Auslösehebel 68 betätigt. "Heim, die Eintreibvorrichtung sich in der Ruhestellung befindet, legt die Ventilkugel 64· sich gegen die Öffnung 62. Wird der Auslösehebel gedruckt, so wird die Öffnung 62 freigegeben, wobei die Ventilkugel 64 gleichzeitig die öffnung 60 verschliessto Darüber hinaus hat die Ventilkammer 68 eine Öffnung 70, die über einen Kanal 48 mit dem Raum oberhalb der Membran 40 verbunden ist. Wird der Auslösehebel 68 losgelassen, so steht die Öffnung 70 über die Öffnung 60 in Verbindung mit dem Windkessel 16. Wird der Auslösehebel 68 gedrückt und die Ventilkugel 64 angehoben, so dasB

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die Öffnung 60 verschlossen wird, so steht die Öffnung 70 in Verbindung mit der Aussenluft.

Zum Zwecke der Rückführung des Arbeitskolbens 26 in die Ruhestellung ist eine Rückführkammer 76 vorgesehen, die mit dem unteren Ende des Zylinders 18 über eine Mehr-

P zahl von Öffnungen 78 in Verbindung steht» Der Arbeitskolben 26 ist glockenförmig ausgebildet und hat eine mittlere Höhlung 26a, die nach oben hin offen ist. Die Umfangsfläche des Arbeitskolbens 26 hat zwei im Abstand voneinander angeordnete, umlaufende iJuten 82 und 84· Die obere Nut 82 dient zur Abdichtung gegenüber dem Zylinder, während die untere Wut 84 einen Seil eines Rückschlagventils bildet, welches die Rückführkammer 76 mit Druckluft versorgt. In der oberen Hut 82 ist ein Dichtungsring 86 angeordnet, der den Kolben gegenüber der Innenwand des Zylinders 18 abdichtet» Um diese Dichtung zu umgehen, ist im Kolben eine Mehrzahl von Bohrungen 90 vorgesehen, welche die untere Nut 84 mit der Höhlung 26a des Kolbens verbinden (vgl. Fig» 4)· Ein elastischer Ring 92, der das bewegliche Ventilglied bildet, ist in der NUt 84 angeordnet. Der elastische Ring 82 legt sich normalerweise gegen die Öffnungen der Bohrungen 90« Der Innendurchmesser "d" (Fig. 3) des elastischen Ringes ist in entspanntem Zustand kleiner als der Innendurchmesser "D^H der Nut 84. Der elastische Ring 92 hat im Querschnitt

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einen Durchmesser oder eine Breite "t" (Mg. 4) ι die geringer ist als die Breite "T" der Hut 84. Beim Auftreten eines vorherbestimmten Druckunterschiedes zwischen dem Raum über und dem Raum unter dem Arbeitskolben 26 wird der elastische Ring 92 von den öffnungen der Bohrungen 90 abgehoben, so dass Druckluft aus dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens an g dem elastischen Ring 92 vorbeiströmen und in die Rückführkammer 76 eintreten kann.

Es ist natürlich erforderlich, den StÖssel 28 ausreichend abzudichten, um ein vorzeitiges Entweichen der für die Kolbenrückführung erforderlichen Luft zu verhindern» Zu diesem Zweck ist eine Dichtungsscheibe 77 am unteren Ende des Kopfteils 12a vorgesehen, deren Öffnung 77a den Stössel 28 umgibt. Es ist erforderlich, genügend Luft für die Rückführung des Arbeitskolbens bereitzustellen; die Lienge der Rückführluft soll jedoch nicht so gross sein, dass ein übermässig grosser Luftverbrauch entsteht oder dass nach Rückführung des Arbeitskolbens ein rascher Abbau des Druckes in der Rückführkammer durch die an der Öffnung 77a hindurchsickernde Luft verhindert wird«. Es wurde gefunden, dass ein Verhältnis des Volumens der Rückführluft zum Volumen der Kolbenverschiebung von 2 zu 3 ausreichend ist.

Um den Arbeitshub des Kolbens 26 abzufangen und eine weitere Abdichtung des Stössels zu erzielen, wenn der Arbeits-

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kolben sich in seiner untersten Stellung befindet, ist ein elastischer, ringförmiger Puffer 96 am unteren Ende des Zylinders 18 angeordnet, mit dem der Kolben, wie in Figo 2 dargestellt, in seiner untersten Stellung in Eingriff kommt_o

Vorzugsweise wird der Zylinder 18 in dem Hohlraum 12c nur durch den auf ihn einwirkenden Druck in seiner Stellung gehalten, wodurch eine rasche Demontage zum Zwecke der Reparatur oder des Ersatzes ermöglicht wird. Der Zylinder 18 enthält einen nach aussen gerichteten Plansch 18b, der in Eingriff mit einem nach innen gerichteten Vorsprung 12d des Hohlraumes 12c steht. Die Abdichtung erfolgt durch einen Dichtungsring 98, der den Zwischenraum zwisehen der inneren Wand des Kopfteils 12a und dem Zylinder 18 in den Ringraum 47 und die Rückführkammer 76 unterteilt. Das untere Ende des Zylinders 18 hat einen nach aussen gerichteten Plansch 18c, der mit der Innenwand des Hohlraumes 12c in Eingriff kommt, um das untere Ende des'Zylinders 18 zu zentrieren. Der Luftdruck im Ringraum 47 drückt auf den Flansch 18b, um den Zylinder 18 in der gewünschten Stellung zu halten. Der Abstand des Zylinders 18 von der Wand des Kopfteils 12a schützt den Zylinder 18 gegen Beschädigung durch Stösse gegen das Kopfteil 12a der Eintreibvorrichtung.

Um den Arbeitskolben 26 der Eintreibvorrichtung zwischen den Arbeitshüben in seiner Ruhestellung zu halten und ein

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unbeabsichtigtes Herabsinken des Kolbens au verhindern, legt der obere Dichtungsring 86 sich in der Ruhestellung des Kolbens gegen eine Stufe oder einen Absatz 18d (Figo 2) am unteren Ende des vergrb'sserten Zjrlinderteils 18e des Zylinders 18» Der Absatz 18d ist vorzugsweise abgeschrägt, wie am besten aus Figo 2 zu ersehen= '^:

Obwohl die v7irkungsweise der pneumatischen Sintreibvorrichtung bereits aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, soll sie des leichteren Verständnisses halber noch einmal kurz zusammengefasst werden= Der Arbeitskolben 26 mit dem Stössel 28 vollführt einen Arbeitshub, wenn das obere Ende des Zylinders 18 mit dem Windkessel 16 verbunden wird. Da der Arbeitskolben bei seiner Abwärtsbewegung zunächst keinen nennenswerten Widerstand findet, steigt der Druck oberhalb des Arbeitskolbens erst dann so weit an, dass der elastische Ring 92 vom Grunde der Hut 84 abgehoben wird, |

wenn der Kolben 26, wie in Figo 2 dargestellt, seine unterste Stellung erreicht hat_o In dieser Stellung steigt der Druck oberhalb des Arbeitskolbens 26 an, bis er sich dem Druck des Windkessels 16 nähert. Der als Ventilglied wirkende Dichtungsring 92 hebt sich daher von den öffnungen der Bohrungen ab , so dass Druckluft durch die öffnungen 78 des Zylinders in die Hückführkammer 76 strömt. Während der kurzen Zeit der Rückführung des Arbeitskolbens erfolgt kein nennenswerter

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Yerlust der unter dem Kolben 26 eingeschlossenen Luft. Nach dem loslassen des Auslösehebels 68 schliesst das Hauptventil das obere Ende des Zylinders 18 ab und verbindet es über das Auslassventil 32 mit der Aussenluft« Die in der Rückführkammer" 76 enthaltene Druckluft strömt durch die ^ Öffnungen 78 in den Raum unterhalb des Arbeitskolbens und führt diesen mit dem Stössel in seine Ausgangsstellung zurück. Die restliche Rückführluft entweicht am Stössel vorbei durch die öffnung 77a, um die Eintreibvorrichtung für einen weiteren Arbeitshub vorzubereiten«

Es versteht sich, dass eine Reihe konstruktiver Abänderungen möglich ist, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankene zu überschreiten

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Claims

Patentansprüche

1./ Pneumatische Eintreibvorrichtung für Hagel, Klammern od.dglο mit einem Gehäuse, einem darin angeordneten Zylinder, einem in diesem verschiebliehen Arbeitskolben, einem Hauptventil, welches das obere Ende des Zylinders wahlweise mit einem im Gehäuse angeordneten Windkessel und der Aussenluft verbindet, und einer Rückführkammer, die mit dem unteren Ende des Zylinders durch Öffnungen verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination, dass der Arbeitskolben (26) an seinem Umfang zwei im Abstand voneinander angeordnete Hüten (82, 84) enthält, von denen die erste einen lachtungsring (86) zur Abdichtung gegenüber der Zylinderwandung enthält, während die zweite (84) durch Bohrungen (90) mit dem Saum oberhalb des Arbeitskolbens in Verbindung steht und einen elastischen Ring (92) enthält, der sich mit einer solchen Kraft gegen den Grund der Hut (84) legt, dass er erst beim

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Auftreten eines vorherbestimmten Druckunterschiedes vom Grund der Hut (84) abgehoben wird und die Luft in den Raun uiitor der. .

Arbeitskolben und in die Rückführkammer eintreten lässt.

2ο Eintreibvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (92) einen kreisförmigen Querschnitt hat.

ο Eintreibvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (d) des elastischen Ringes (92) in entspanntem Zustand kleiner ist als der Durchmesser (D) am Grunde der Hut (84), und dass sein Querschnittsdurchmesser (t) kleiner ist als die Breite (T) der Hut (84)ο

Eintreibvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daxlurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben glockenförmig ausgebildet ist und eine obere Höhlung (26a) hat, die durch Bohrungen (90) mit dem Grund der zweiten Hut (84) in Verbindung steht»

5· Eintreibvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Zylinders (18) ein elastischer, ringförmiger Puffer (96) angeordnet ist, der in der unteren Stellung des Kolbens (26) mit diesem dichtend in Eingriff kommt.

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6_β Eintreibvorrichtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende (18a) des Zylinders (18) einen vergrösserten Durchmesser mit einem Absatz (I8d) hat, gegen den sich der erste Dichtungsring (82) legt, wenn der Kolben (26) sich in seiner obersten Stellung befindet» -

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