DE2039178C3 - Pufferausfallsicherung an einem Druckluftnagler - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Pufferausfallsicherung an einem Druckluftnagler, bestehend aus einem Doppelkolben mit zwei im Abstand zueinander fest angeordneten Kolbenscheiben größeren und kleineren Durchmessers, einem nachgiebigen Puffer zum Abfangen des Doppelkolbens am Ende seines Arbeitshubes und mit mindestens einer Einströmöffnung, die im Betriebszuitand — d. h. bei nicht .'.erstörtem Puffer — einen Druckluftvorratsraum mit einem zwischen den Kolbenicheiben liegenden Teil des Zylinderraumes verbindet.

Bei einer bekannten Pufferausfallsicherung (US-PS 051 135) dieser Art ist ein Eintreibkolben und ein kleiner Rückführkolben vorgesehen, wobei letzlerer in einer Büchse verschiebbar ist. Durch diesen kleineren Rückführkolben werden bei zerstörtem Puffer die Luftzufuhröffnungen abgesperrt. Bei dieser bekannten Pufferausfallsicherung wird ein Nachteil darin gesehen, daß bei gesperrten Luftzufuhröffnungen, d. h. wenn der Eintreibkolben in seiner unteren Endlage verbleibt. Druckluft aus der Druckkammer über den Zylinderraum sowie eine Bohrung im Zylinderschafl und ins Freie führende Kammern ausströmen kön&en. Dieses Ausströmen der Druckluft hält so fange an. b.sd.e Zufuhr der Druckluft über einen Druckschlauch abgesperrt wird. , „ r Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine PuffcrausfaUsicherung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der beim Ansprechen dieser Sicherung keine Druckverluste vom Vorratsraum her auftreten

^kODiese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß dieser Teil des Zylinderraumes in Längsrichtung unmittelbar von den beiden Kolbenscheiben begrenzt und die Kolbenscheibe größeren Durchmessers dem oberen Totpunkt zugewandt ist, wobei bei übermäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer gegen Ende des Arbeitshubes durch die Kolbenscheibe kleine ren Durchmessers mindestens eine Entlüftungsleitung für den Zylinderraum zwischen den Kolbenscheiben freilegbar ist

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprachen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand von Ausfuhrungsbci spielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Seilenansicht eines pneumatischen Im treibwerk.'<uigs mit einer Pufferausfallsicherung.

I- i g 2 eine vergrößerte Teilansicht des Eintreib wcrk/cugs gemäß F i g. 1 im Schnitt, der den Eintreib kolben in der Ausgangsposition zeigt,

F 1 g i 4 und S schematische Teilansichten der Put ferausfalisicherung gemäß F 1 g. 2 im Schnitt, die den Fintrcibkolben in drei verschiedenen Positionen zeigen.

F 1 g. 6. 7 und 8 eine weitere Ausführungsform der PuKerausfallsicherung in einer schematischen Schnitt darstellung entsprechend den F i g. 3 bis 5,

Fig. 9. 10 und Il eine dritte Ausführungsform der Pufferau fallsicherung in einer Schnimlarstellung ent sprechend der Darstellung gemäß den F i g. 3 bis 5.

F ig. 12. 13 und 14 eine vierte Ausführungsform der Pufferausfallsicherung in einer Scnnittdarstellung ent sprechend den F i g. 3 bis 5.

Gemäß den F i g. 1 und 2 umfaßt ein pneumatische« Eintreibwerkzeug 20 eine Pufferausfallsicherung 21. die in einem an einem hohlen Handgriff 22 angeordneter Gehäuse 23 untergebracht ist. das sich am vorderer Ende des Eintreibwerkzeugs befindet. Am unteren Tei des Handgriffes befindet sich ein Magazin 24 für die Befestigungselemente, das am vorderen Ende in einer Zuführungsteil 25 übergeht, der sich unterhalb des Ge häuses 23 befindet und aus welchem die Befestigungs elemente in rascher Folge ausgestoßen werden können

Am hinteren Ende des Handgriffes 22 ist ein Nippe 27 zum Anschluß einer Druckluftleitung vorgesehen und ferner befindet sich am Handgriff 22 ein Abzugshe bei 28 zur Betätigung des Werkzeuges.

Die vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Fig.; zeigt den Mechanismus der Pufferausfallsicherung 21 innerhalb des Gehäuses 23, das aus einer Ummantelung 23a, einem abnehmbaren Deckel 23b am oberen End« und einem am unteren Ende abnehmbar befestigte! Boden 23c besteht.

Innerhalb der Ummantelung 23a ist ein langgestreck ter Zylinder 30 angeordnet, der sich oben bis zum Dek kcl 23b erstreckt. In einer Ausnehmung des Deckel 23b ist ein Tellerventil 31 angeordnet, das nachgiebi) am oberen Ende des Zylinders 30 anliegt. Mit Hilfi eines auf dem Tellerventil 31 angeordneten Dichtringe 32 wird in der Schließposition des Ventils der Zylinde 30 nach oben abgedichtet. Das Tellerventil 31 wird mi

Hilfe einer Schraubenfeder 33 in Schließposition gehal- ^_n. Das obere Ende der Schraubenfeder 33 liegt am Deckel 236 und das untere Ende auf der Oberseite des Ventilteller* an.

Der Ventilteller des Tellerventils 31 ist im Zentrumsbereich mit einem hohlzylindrisch ausgebildeten Ansatz 34 versehen, der teleskopartig in einer entsprecherden Ausnehmung 35 im Deckel 236 gehalten ist. Der Ansät/ 34 und ^^e Ausnehmung 35 sind von der Schraubenfeder 33 umgeben. Ferner sitzt der Ansatz 34 in der xo Ausnehmung 35 mit Gleitsitz, wobei ein Dichtring 36 den Ansatz 34 umgibt

Nach oben ist die Ausnehmung 35 mit einer Dichtscheibe 37 versehen, die am oberen Ende des Ansatzes 34 anliegt, wenn das Tellerventil in seine oberste Position und damit in eine völlig geöffnete Lage verschoben ist. in dieser Position wird die zentrale Bohrung 34;» im Ansatz 34 verschlossen.

Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist. steht der Rand JIa des Tellerventils 31 über den äußeren Umfangsbereich des Zylinders 30 hinaus und endet in einem Hohlraum 38 Dieser Hohlraum 38 umgibt das obere Ende des Zvlmders und mündet in einen /weiten Hohlraum 40, der im Handgriff 22 ausgebildet ist und in welchem sich der Luftdruck aufbaut.

Das Tellerventil 31 tragt einen weiteren Dichtring 41 entlang dem Rand 31a. der an der Wand einer im Dek kel 23b ausgebildeten Ringkammer 42 anliegt. In die Ringkammer 42 mündet eine Leitung 43. die /um Teil im Deckel 236 und im übrigen im Gehäuse 23 verläuft. Diese Leitung 43 verbindet den Hohlraum 40 mit der Ringkaminer 42 Zwischen den Hohlraum 40 und die Leitung 43 ist der Betätigungsmechanismus -nil dem Ab/ugshcbel 28 geschaltet. Dieser Betätigungsmech;<nisnuis umfaßt einen hohlen Stift 44. der innerhalb einer Hülse 45 dicht gleitend angeordnet ist. Die Hülse 45 ist mit dem Handgriff 22 fest verbunden und besitzt eine querverlaufendc Bohrung 45a. über welche eine Kommunikation zwischen dem unteren Ausgang 43a der Leitung 43 und der Zentrumsbohrung 45b nur dann hergestellt werden kann, wenn der Stift 44 sich in seiner in F i g. 2 dargestellten unteren Ruhelage befindet. Das obere Ende der Zentrumsbohrung 45b ist mit einem eingezogenen Rand 45c versehen, an dem eine Schraubenfeder 46 anliegt, welche den Stift 44 in die Ruhelage nach unten drückt.

Der Stift 44 ist mit einer Zentrumsbohrung 44b versehen, die am unteren Ende 44a in die Außenatmosphäre mündet. Das entgegengesetzte Ende der Zentrumsbohrung 44b mündet in eine querverlauiende Bohrung 44c. die im oberen Teil des Stiftes 44 angebracht ist. Wenn der Stift 44 mit Hilfe des handbetätigten, um einen Drehpunkt 48 schwenkbaren Hebels 47 nach oben verschoben wird, kommt die querverlaufcnde Bohrung 44c in Kommunikation mit dem Ausgang 43a der Leitung 43. Der Stift 44 ist oberhalb und unterhalb der querverlaufenden Bohrung 44c mit Dichtringen 50a und 506 versehen, welche dafür sorgen, daß während der gleitenden Verschiebung des Stiftes innerhalb der Hülse 45 kein Luftverlust auftritt.

In Ruhelage wirkt der Luftdruck sowohl auf die untere als auch auf die obere Fläche des Tellerventils 31 und hält dieses in Anlage am oberen Ende des Zylinders 30, da die Oberfläche des Tellerventils 31 flächenmäßig größer ist als die unlere Fläche. Die Schraubenfeder 33 sorgt überdies dafür, daß das Tellerventil in dieser Lage auch dann verbleibt, wenn das Werkzeug nicht an Druckluft angeschlossen ist. Wenn der Stift 44 mit Hilfe des Hebels 47 nach oben verschoben wird, übersteigt der auf die untere Fläche des Ventiltellers wirksame Druck die Federkraft der Schraubenfeder 33, da nunmehr die Ringkaramer 42 über die Leitung 43, die Bohrung 44c und die Zentrumsbohrung 44b mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht

Das obere Ende des Zylinders 30 ist ebenfalls mit einer nach innen verlaufenden Ringschulter 30a versehen, deren Unterseite geringfügig abgeschrägt ist. Die Funktion dieser Ringschulter 30a wird nachfolgend ausführlich erläutert.

Innerhalb des Zylinders 30 ist ein spulenförmig gestalteter Doppelkolben 51 angeordnet, der aus einer oberen und einer unteren Kolbenscheibe 52 bzw. 54 besteht. Der Durchmesser der oberen Kolbenscheibe 52 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Ringschulter 30a. Entlang dem Rand ist die Kolbenscheibe 52 mit einer Ausnehmung 52a versehen, in welcher ein Dichtring 53 angeordnet ist. Im nicht zusammengedrückten Zustand ist der Außendurchmesser des Dichtringes etwas größer als der Innendurchmesser der Ringschulter 30;). so daß in der obersten l*age und damit in der in den F i g 2 und 3 dargestellten Ausgangsposition I der Kolbenscheibe 52 der Dichtring 53 geringfügig /usammengequetscht an der abgeschrägten Oberfläche der Ringschulter anliegt. Auf Grund dieses Zusammendrücken* des Dichtringes ergibt sich nach dem Öffnen des Tellerventils 31 eine geringfügige Verzögerung, bevor der auf der Oberseite der Kolbenscheibe 52 druckbeaufschlagte Doppelkolben seine abwärts gerichtete Bewegung im Zylinder 30 beginnt. Diese Verzögerung bewirkt, daß die von der Druckluft auf den Doppelkolben ausgeübte Kraft wirkungsvoller und kraftintensiver einwirkt. Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem Zusammendrücken des Dichtringes zwischen der oberen Kolbenscheibc und der Ringschulter 30 ergibt, besteht darin, daß der Kolben nicht zufällig in die Position Il fällt und damit möglicherweise ein Befestigungselement in dem Eintreibwerkzeug verklemmt.

In einem gewissen Abstand unterhalb der Kolbenscheibe 52 befindet sich die zweite Kolbenscheibe 54. die mit der ersten Kolbenscheibe über einen Schaft 55 verbunden ist. Der Durchmesser der Kolbenscheibe 54 ist kleiner als der Durchmesser der Kolbenscheibe 52, jedoch befindet sich auch entlang dem Rand der zweiten Kolbenscheibe 54 eine Ausnehmung 54a, in welcher ein Dichtring 56 liegt. Dieser Dichtring liegt an der Innenwand des unteren Teils des Zylinders 30 an und bewirkt eine Abdichtung. Der untere Teil des Zylinders besitzt ebenfaiis einen gegenüber dem oberen Teil kleineren Durchmesser.

Im Bereich des Zylinders, in welchem die Durchmesserverkleinerung erfolgt, befinden sich eine Vielzahl kleiner öffnungen 57, die sich über den Zylinderumfang erstrecken. Über diese öffnungen 57 steht das Zylinderinnere mit einem Teil des Hohlraumes 38 in Verbin dung, der den Außenraum des Zylinders im wesentli chen umgibt. Wenn sich der Doppelkolben 51 in dei Ausgangsposition I befindet, liegt die obere Fläche dei Kolbenscheibe 54 gerade unterhalb der Vielzahl de Öffnungen 57. Wenn sich somit im Hohlraum 38 eil Luftdruck aufbaut, dringt ein Teil der Druckluft in da Innere des Zylinders zwischen die beiden Kolbenschei ben 52 und 54. Diese abgezweigte Druckluft dient wäh rend des Normalbetriebes des Kolbens 51 einem dop pellen Zweck und bewirkt a) eine zusätzliche Kraft fü den Eintreibhub des Zylinders und unterstützt b) dl rasche Zurückverschiebung des Kolbens in die Aus

gangsposition, nachdem dieser die untere Position Il des Eintreibhubes gemäß F i g. 4 erreicht hat.

Zur Dämpfung der Aufschlagkraft des Doppelkolbens 51 am Ende des Eintreibhubes ist unterhalb des Zylinders 30 ein Puffer 58 vorgesehen. Dieser Stoßdämpfer kann üblicherweise ringförmig aufgebaut sein un*1 aus Gummi oder einem sonstigen nachgiebigen synthetischen Material bestehen. Der Stoßdämpfer ist in einer Ausnehmung 60 im Boden des Gehäuses 23 angeordnet und befinde! sich in einem gewissen Abstand vom unteren Ende des Zylinders 30. Eine Bohrung 58a durchsetzt den Puffer 58 in axialer Richtung und bietet eine Öffnung, durch welche der Eintreibstift 61 verläuft. Der Eintreibstift 61 ist an der Unterseite der Kolbenscheibe 54 befestigt. Mit seinem untersten Ende gleitet der Eintreibstift 61 innerhalb einer stationären Führung 25a. die ein Teil des Zuführungsteiles 25 ist.

Das untere Ende des Zylinders 30 liegt auf einer ,Schulter 62 an der Innenwand des Gehäuses 23 auf. Wie aus F i g. 2 erkennbar, ist der Abstand zwischen dem unteren Rand des Zylinders und dem Gehäuseboden 23c von einer solchen Größe, daß sich eine ringför mige Kammer 63 ausbildet, die das obere Ende des Puffers 58 umgibt. Die Kammer 63 steht mit der Außenat- «5 mosphäre über Öffnungen 64 und 65 in Verbindung. wobei die letztere Öffnung 65 sich in der Verlängerung der Bohrung 58a des Puffers befindet.

Wenn der Puffer 58 richtig arbeitet, wird der Dop pelkolben 51 am Ende des unteren Eintreibhubes derart gedämpft, daß der Dichtring 56 an der Kolbenscheibe 54 in Anlage an der inneren Oberfläche des 7yünders 30 bleibt und damit den Zylinder nach unten abdichtet. Dadurch wird verhindert, daß komprimierte Luft an der Kolbenscheibe 54 vorbei in die Kammer 63 und von da durch die Öffnung 64 zur Außenatmosphäre ausströmt. Wenn der Puffer durch Kavitation oder durch Wärmebeanspruchung auf Grund einer großen Schlagfolge des Doppelkolbens abgenutzt wird, wird der Doppelkolben nicht mehr länger in der unteren Endposition Il gedämpft, sondern verschiebt sich bis in die Fehlposition IU gemäß F i g. 5. Sobald die Fehlposition III eingenommen wird, geht die Abdichtung durch den Dichtring 56 auf der Kolbenscheibe 54 verloren, da dieser über die untere Begrenzung des Zylinders 30 in die Kammer 63 verschoben wird. Sobald der Dichtring 56 eine Lage innerhalb der Kammer 63 einnimmt, tritt Druckluft in die Kammer 63 ein und über die Öffnungen 64 zur Außenatmosphäre aus. Mit dem Abbau der Druckluft bleibt der Doppelkolben in der Fehlposition 5* Hl infolge der durch die Öffnungen 57 auf die obere Kolbenscheibe 52 gemäß F i g. 5 wirkenden Druckluft liegen. Somit wird, sobald der Doppelkolben die Fehlposiiion III einnimmt, das Werkzeug in einer Betriebv stellung festgehaltea in der es nichl mehr weiterbenutzt werden kann und in der keine Gefahr für eine Beschädigung des Kolbens, des Zylinders oder des Gehäuses besteht in dieser Fehlposition des Kolbens weiß die Bedienungsperson sofort, daß lediglich der Puffer unbrauchbar geworden ist und daß dieser erneuert werden muß.

In den F i g. 6 bis 8 ist ein weiteres Eintreibwerkzeug 120 dargestellt, bei weichem der Puffer 158 mit einer Vielzahl radial verlaufender Ausnehmungen 1586 auf seiner Oberseite versehen ist, über welche die Kammer 163 mit der Zentrumsbohrung 158 kommuniziert. Wenn somit der Kolben 151 des Eintreibwerkzeugs 120 die Fchlposition III erreicht tritt die zwischen den Kolbenscheiben 152 und 154 komprimierte Luft über die Kammer 163, die Ausnehmungen 1586 und die Zentrumsbohrung 158/1 zur Außenatmosphäre aus. Unabhängig von der Abnutzung des Puffers 159 bleiben die auf seiner Oberfläche ausgebildeten Ausnehmungen 158 ausreichend groß, um die notwendige Verbindung zwischen der Kammer 163 über die Zentrunisbohrung 158.7 zur Außenatmosphäre herzustellen. Das Eintreibwerkzeug 120 kann von der abweichenden Gestaltung f der vorausstehend beschriebenen Teile abgesehen in ' derselben Weise aufgebaut sein wie das Eintreibwerk- f zeug 20. J

In den ( i g. 9 bis 11 ist eine weitere Ausführungs- i form eines Eintreibwerkzeugs 220 dargestellt, bei dem I lediglich der Puffer 258 und der dazu gehörige Gehäuseteil gegenüber dem Eintreibwerkzeug 120 abgeändert ist. Der Puffer ist auf seiner Oberseile mit einem kugelsegmenlförrnigen Teil versehen, welcher eine oder mehrere radial verlaufende Ausnehmungen 2586 aufweist. Das Gehäuse, in welchem der Doppelkolben und der Puffer angeordnet sind, unterscheidet sich ebenfalls geringfügig von dein Gehäuse des Eintreibwerkzeugs 120. Jedoch ist die Ausfallsicherung im wesentlichen in derselben Weise ausgebildet und wirksam.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt das Eintreibwerkzeug gemäß den Fi g. 12 bis 14 einen anderen konstruktiven Aufbau und unterscheidet sich gegenüber den vorausstehend beschriebenen Werkzeugen in der Weise, daß keine Öffnungen in der Zylinderwand vorgesehen sind, durch welche die Druckluft einerseits in den Zylinder einströmt und andererseits zwischen den Kolbenscheiben 352 und 354 des Kolbens 351 ausströmt. An Stelle der Öffnungen in der Zylinderwand ist der Kolbenschaft hohl ausgebildet und besitzt eine Öffnung auf der Oberseite der Kolbenscheibe 152. Weitere querverlaufende Bohrungen 355a sind zwischen den Kolbenschctben vorgesehen und verbinden die Zentrumsbohrung 3556 mit dem Raum zwischen den beiden Kolbenscheiben. Mit den Bohrungen 355a wirkt ein Einwegventil 355c zusammen, das lediglich ein Einströmen der Luft in den Zwischenraum zwischen den Kolbenscheiben durch die Bohrungen 355a zuläßt.

Im Normalbetrieb des Kolbens 351 zwischen der Ausgangsposition 1 und der Eintreibposition Il fließt Druckluft über die Zentrumsbohrung 3556 und die Bohrungen 355a in den Zwischenraum zwischen den Kolbenscheiben und wird darin festgehalten. Durch den Druckaufbau im Raum zwischen den Kolbenscheiben erfolgt die Zurück verschiebung des Kolbens in die Ausgangsposition I. Wie das Eintreibwerkzeug 20 ist die abgeänderte Ausführungsform mit einer Kammer 363 versehen, in welche die gespannte Druckluft ausströmt, sobald der Kolben 251 eine Fehlposition III auf Grund einer Abnützung des Puffers 358 einnimmt Im Gehäuse 323 ist eine Öffnung 364 vorgesehen, die ihrerseits wieder ein Ausströmen der Luft aus der Kammer 363 in die Außenatmosphäre zuläßt

Aus der vorausgehenden Beschreibung geht hervor, daß die Pufferausfatlsicherung gemäß der Erfindung für alle Eintreibwerkzeuge 20.120.220 und 320 im Prinzip gleich aufgebaut ist und einen wirksamen Schutz for wesentliche Konstruktionsteile des Werkzeugs dadurch bietet daß der Bedienungsperson sofort auffällt daß eine vom Normalbetrieb abweichende Betriebsbedingung herrscht. Die PufferausfaBsicherung bietet ferner den Vorteil, daß man sofort und ohne das Werkzeug auseinanderzunehmen, feststellen kann, daß der Puffer

beschädigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Beschädigung des Puffers einwandfrei festzustellen, so daß ein Auswechseln nur dann erfolgen muß, wenn dies durch die Ausfallsicherung der Bedienungsperson erkennbar gemacht wird. Die spezielle Gestaltung des Eintreibwerkzeugs ermöglicht zusammen mit der erfindungsgemäßen Ausfallsicherung, die Betriebszei.ten, während welcher das Eintreibwerkzeug nicht in Benutzung sein kann, erheblich zu verkürzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L PufferausfaHsicherung an einem Druckiuftnagler, bestehend aus einem Doppelkolben mit zwei im Abstand zueinander fest angeordneten Kolbenscheiben größeren und kleineren Durchmessers, einem nachgiebigen Puffer zum Abfangen des Doppelkolbens am Ende seines Arbeitshubes und mit mindestens einer Einströmöffnung, die im Betriebszustand — d. h. bei nicht zerstörtem Puffer — einen Druckluftvorratsraum mit einem zwischen den Kolbenscheiben liegenden Teil des Zylinderraumes ver bindet, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Teil des Zylinderraumes in Längsrichtung unmittelbar von den beiden Kolbenscheiben begrenzt und die Kolbenscheibe größeren Durchmessers (52: 152; 252; 352) dem oberen Totpunkt zugewandt ist. wobei bei übermäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer (58; 158:258; 358) gegen Ende des Arbeitshubes durch die Kolbenscheibe kleineren Durchmessers (54; 154; 254; 354) mindestens eine Entlüftungsleitung (64; 158a. b: 25Sa, b: 364) für den Zylinderraum zwischen den Kolbenscheiben freilegbar ist.
2. 2. Pufferausfallsicherung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungslcitung durch eine ringförmige Kammer (63: 163; 263; 363) und mindestens einen von ihr ausgehenden, ins Freie führenden Kanal (64; 158a; 258a; 364) dadurch gebildet wird, daß die Kolbenscheibe kleineren Durchmessers bei übermäßig abgenutztem oder zerstörtem Puffer mit Spiel zwischen Kammerwand und Kolbenscheibe in die ringförmige Kammer eintaucht.
3. 3. Pufferausfallsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (63; 363) über eine Bohrung (64; 364) in der Gehäusewand mit dem Freien in Verbindung steht.
4. 4. Pufferausfallsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (163; 263) über Ausnehmungen (1586; 258b) und die Zenti umsbohrung (158a; 258a) des Puffers mit dem Freien in Verbindung stehen.