DE2220792A1

DE2220792A1 - Handwerkzeug-Tiefenanschlag

Info

Publication number: DE2220792A1
Application number: DE19722220792
Authority: DE
Inventors: Lafferty Sen Gary S
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 1971-05-06
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1972-11-16
Also published as: DE2220792C3; CA938138A; DE2220792B2; JPS5434960B1; US3712352A

Description

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· 27. April 1972 .

MILWAUKEE ELECTRIC TOOL CORPORATION

13135 West Lisbon Road, Brookfield, Wisconsin, USA

Handwerkzeug-Tiefenanschlag

Die Erfindung betrifft einen Handwerkzeug-Tiefenanschlag, insbesondere zum Anbau an ein vorzugsweise elektrisch angetriebenes Handwerkzeug, das eine formschlüssige, durch Druck einschaltbare Kupplung mit einem Kupplungsfutter zur Aufnahme eines Werkzeugkopfes sowie ein Getriebegehäuse mit einem ein Außengewinde tragenden Ansatz hat.

Die Erfindung eignet sich vor allem für die Tiefeneinstellung elektrisch angetriebener Handwerkzeuge, die zum Anbringen von Befestigungselementen wie seIbstbohrenden und selbstschneidenden Schrauben an Putzwänden, Platten, Wandelementen u.dgl.. verwendet werden.

Es gibt bereits Tiefeneinsteller oder -anschlage für elektrisch angetriebene Handwerkzeuge mit formschlüssiger Kupplung zum Anbringen von Befestigungselementen. Derartige Tiefenein-

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: H Authüuior, Mjnrhi Poitldie'ikoito München 4&? 12

steller bestehen aus einem am Werkzeug anzubringenden Werkzeugkopfgehäuse, einem Verriegelungsring, einer am Werkzeugkopfgehäuse angeschraubten Positionierhülse und einer Verriegelungsring-Feder. Beispiele sind in der US-Patentschrift 2 940 488 sowie in der Service Parts List of Milwaukee Electric Tool Corp. (BuI. 54-42-5102 Catalog No. 6746-1 and BuI. 54-42-5454 Catalog Ho. 6796-1) dargestellt bzw. enthalten.

Bislang werden die Teile der üblichen Tiefeneinstelleinrichtungen aus Stahl mit verhältnismäßig hohen Kosten hergestellt. Es ist auch ein wesentlicher Nachteil, daß die Teile leicht auseinanderfallen und in diesem Fall Teile, insbesondere die Feder, verlorengehen können.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, eine verbesserte Tiefeneinstelleinrichtung für vorzugsweise elektrisch angetriebene Handwerkzeuge zu schaffen, die einfach in*ihrer Konstruktion, billig in der Herstellung und zuverlässig im Betrieb ist.

Bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art sieht die Erfindung insbesondere folgendes vor: die Verwendung von Spritzgußteilen, eine Positioniereinrichtung, die ohne Zerstörung nicht auseinandergenommen werden kann, ein ^vVielzweck-Werkzeugkopfgehäuse mit zugeordnetem Verriegelungsring und eine Verriegelungs-Feder. Mit diesen Teilen kann eine Vielzahl von Positionierhülsen für verschiedenartige Anwendungsfälle angeordnet werden, um für jeden besonderen Zweck eine passende Einstell- oder Begrenzungseinrichtung- zu schaffen.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ißt eine Tiefeneinstelleinrichtung der genannten Art gekennzeichnet durch ein auf einen Ansatz eines Werkzeugs aufschraubbares Werkzeugkopfgehäuse, das verteilt angeordnete Verriegelungselemente und ein Einstellgewinde aufweist, und durch eine dreiteilige Positioniereinrichtung, die einen Verriegelungsring mit verteilt angeordneten^ zum Eingriff mit den Verriegelungselementen auf dem Werkzeugkopfgehäuse bringbaren Verriegelungselementen aufweist, ferner eine mit dem Verriegelungsring in Eingriff stehende Positionierhülse für eine demgegenüber begrenzte axiale und nicht drehende Bewegung, wobei die Positionierhülse ein mit einem Einstellgewinde auf dem Werkzeugkopfgehäuse verschraubbares Einstellgewinde hat, und eine zwischen dem Verriegelungsring und der Positionierhülse wirksame Druckfeder, mittels welcher der Verriegelungsring an der äußeren Grenze seiner begrenzten axialen Bewegung gegenüber der Positionierhülse gehalten ist.

Insbesondere sieht die Erfindung eine Tiefeneinstelleinrichtung vor, die aus durch Spritzguß hergestellten Kunststoffteilen besteht, und einen Werkzeugkopf hat, der auf einen nach außen vorstehenden Gewindeansatz auf dem Getriebegehäuse eines elektrisch angetriebenen, mit einer formschlüssigen, druckbetätigten Kupplung eines z.B. elektrisch angetriebenen Handwerkzeuge aufgeschraubt ist. Der Werkzeugkopf hat eine Bohrung zum Aufnehmen des Kupplungsspannfutters und des Schafts einer Halterung für einen Schraubenkopf. Die Bohrung durchsetzt am Werkzeugkopf einen vorstehenden Ansatz, der mit einem Außengewinde und mit einer nach außen weisenden, mit Verriegelungsvorsprüngen versehenen stirnseitigen Schulter ausgestattet ist. Auf diesen Ansatz ist eine Positioniereinrichtung von einer für den Jeweiligen Anwendungsfall

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ausgelegten Art aufschraubbar. Diese Einrichtung besteht aus drei in ihrer Stellung verrastbaren Teilen, die auch beim Abbau vom Werkzeugkopf im zusammengebauten Zustand bleiben. Diese drei .Teile sind ein Verriegelungsring mit Verriegelungsnuten, die mit Verriegelungsvorsprüngen in Eingriff kommen,.eine Positionierhülse mit begrenzter, nicht-drehender Axialbewegung gegenüber dem Verriegelungsring und eine Druckfeder, die den Verriegelungsring axial nach hinten gegen die äußere Endlage seines Bewegungsspiels gegenüber der Positionierhülse drückt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Pig. 1 einen teilweise axialen Schnitt eines elektrisch angetriebenen Handwerkzeugs mit einer Tiefeneinstelleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergebogene Schrägansicht eines Werkzeugkopfgehäuses und einer Positioniereinrichtung, die Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Schrägansicht der die Positioniereinrichtung bildenden Anordnung von Fig. 2,

Fig. 4 einen Axialschnitt der Positioniereinrichtung von Fig. 2 und 3, .

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 mit den Teilen, die bei eingerückter Kupplung eine Schraube drehen,

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 5 mit den Teilen in einer Anschlagstellung, in welcher der Schraubenkopf bündig mit der Werkstückfläche ist,

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Fig. 7 einen Schnitt ähnlich Fig. 6 mit der die Tiefeneinstelleinrichtung in solcher Einstellung gezeigt ist, daß das Einschrauben vor dem vollständigen Setzen der Schraube angehalten wird, und

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 5 mit der die Tiefeneinstelleinrichtung und die Fositionierhülse in einer Einstellung zum versenkten Einschrauben einer Schraube in eine Werkstückfläche gezeigt sind.

In der Zeichnung ist zur Beschreibung der Erfindung eine elektrisch angetriebene Handbohrmaschine dargestellt, deren Ausführung sie besonders geeignet macht zum Eindrehen verschiedenartiger Schrauben. Diese Maschine hat einein ihr Getriebegehäuse 11 eingebaute Zahnkupplung 10, welche über ein Getriebe ein Motordrehmo^ment .erhält, und es auf die Kupplung sver zahnung überträgt. Innerhalb eines vorspringenden Ansatzes 30 des Getriebegehäuses ist ein in einem Wälzlager 14 gelagertes Kupplungsspannfutter 12 angeordnet. Dieses hat eine genormte, nicht kreisförmige Bohrung zum Aufnehmen des Schafts einer Werkzeughalterung. Die aufeinanderfolgenden Zähne und Lücken der Zahnkupplung 10 und des Kupplungsspannfutters 12 sind von üblicher Ausführung. Nicht dargestellt ist eine Feder, die das Kupplungsspannfutter 12 nach vorn in die Ruhestellung (Fig. 1) drückt» Wenn von der Werkzeugbedienungsperson auf die Maschine Druck ausgeübt wird, so zwingt der antreibende Werkzeugkopf das Kupplungsspannfutter 12 nach hinten in die in Fig. 5 gezeigte Antriebsstellung.

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Dieser Teil der Maschine und der formschlüssigen Kupplung, sind kein Bestandteil der Erfindung "und nur beschriebenj um die Art des Maschinenwerkzeuges zu verdeutlichen, an dem die erfindungsgemäße Tiefeneinstelleinrichtung anbringbar · ist.

Auf dem Ansatz 13 ist ein Werkzeugkopf 15 angeordnet, der als Spritzguß aus unter dem Handelsnamen Black Nylatron GS von der Firma The Polymer Corp. erhältlichem Kunststoff hergestellt ist. Letzterer ist ein mit Molybdändisulfid angefülltes Nylon, das bei 2% Wassergehalt feuchtigkeitsstabilisiert ist. Der Kopf hat eine Bohrung mit einem erweiterten, mit Innengewinde versehenen inneren Ende und mit einem äußeren vorstehenden Ansatz .18, der mit einem Außengewinde 19 zum Einstellen versehen ist. Ein in üblicher Weise gebauter Schraubeinsatz 20 ist in diesem Werkzeugkopf 16 angeordnet und steht in üblicher Weise mit dem Kupplungsspannfutter 12 in Eingriff. Eine später noch im einzelnen zu beschreibende Positioniereinrichtung wird auf dem Ansatz 18 getragen. Auf der Außenseite des erweiterten Endes sind winkelförmig verteilte Stegflächen 22 und Ausnehmungen 24· ausgebildet (Fig. 2). Auf bestimmten Stegflächen 22 können vier winkelförmig verteilte Bezugspfeile ausgebildet sein, um die relative Verdrehung zwischen dem Werkzeugkopf 16 und einem Verriegelungsring 30 anzuzeigen. Ein wichtiges Teil des Werkzeugkopfes 16 ist die nach vorn gerichtete Stirnfläche 26, von der Verriegelungsnocken 28 vorspringen, deren Verwendungszweck im folgenden beschrieben wird.

Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist die Positioniereinrichtung, die in auseinandergezogener Anordnung in Fig. 2 und 3 vor dem Zusammenbau ihrer Teile und in Fig.

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in zusammengebautem Zustand gezeichnet ist. Diese Anordnung besteht aus drei mechanischen Elementen, nämlich einem Verriegelungsring 30, einer Einstellhülse 32 und einei Druckfeder 34-· Wenn diese Elemente zusammengebaut sind (Fig. 4), können sie nicht mehr ohne Zerstörung der iia folgenden noch zu beschreibenden Verriegelung auseinandergenommen werden. Ein wesentlicher Vorteil hiervon ist, daß die Bedienungsperson beim Einstellen der Tiefenkontrolle die Teile nicht zufällig auseinandernehmen kann, wobei sonst die Feder aus ihrer Lage herausfliegen und verlorengehen konnte.

Der Verriegelungsring 30 ist auch im Spritzguß aus dem gleichen Material ausgebildet wie oben bei der Beschreibung des Werkzeugkopfes 16 dargelegt, Er hat eine innere Bohrung 36, in der die Druckfeder 34· aufgenommen wird. Wie aus Fig. 2 klar erkennbar, hat der Verriegelungsring 30 am inneren Ende der Bohrung einen nach innen gerichteten Flansch 38· Dieser hat winkelförmig verteilte Verriegelungsnuten 42, in die beim Fluchten mit diesen die auf dem Werkzeugkopf 16 angeordneten Verriegelungsvorsprünge 28 passen, wodurch während des normalen Betriebs des antreibenden Teils eine gegenseitige Verdrehung zwischen dem Werkzeugkopf 16 und dem Verriegelungsring 30 verhindert wird. Jedesmal, wenn die Verriegelungsvorsprünge 28 mit den Verriegelungsnuten 42 fluchten, treibt die zwischen dem inneren Ende der Positionierhülse 32 und dem Flansch 38 wirkende Druckfeder 34 die Verriegelungsnuten 42 in Richtung zu den VerriegelungsvorSprüngen 28 und in Eingriff mit ihnen.

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Der Verriegelungsring 30 ist vorzugsweise mit winkelförmig verteilten Stegflächen 44 und Vertiefungen 46 versehen. Es können auch Bezugszahlen, etwa von 1 bis 4 auf bestimmten verteilt angeordneten Stegflächen 44 ausgebildet sein, um die Bezugspfeile auf dem Werkζeugkopfgehäuse mit Bezugselementen auszufluchten, was für die Bedienungsperson beim noch zu beschreibenden Wechseln der Einstellung eine Hilfe ist.

Zusammen mit der in die Bohrung 36 hineingewundenen Feder 34-bildet der Verriegelüngsring 30 eine genormte Baueinheit, welche die gleiche Größe für"jede einzelne vollständige Anordnung hat, die eine für den jeweiligen Anwendungszweck ausgelegte Einstellhülse 32 aufweist. Da die mechanischen Eigenschaften der verschiedenartigen Positionierhülsen 32, die mit der aus Verriegelungsring 30 und Feder 34 bestehenden Baueinheit und dem Einstellgewinde 19 auf dem Werkzeugkopf zusammenarbeiten, die gleichen sind, wird im folgenden nur einesogenannte Standardpositionierhülse genauer beschrieben. Weitere mechanische Gestaltungen und Eigenschaften, die das Gerät an die speziellen Verwendungszwecke anpassen und auch als Scheibenkopf (washer head), Zwischenkopf (drywall head) und Spielsicherungskopf (limited clearance head) bezeichnet werden, hat es schon früher gegeben. Sie bilden einen Bestandteil der Erfindung insoweit, als die bis jetzt aus Metall hergestellten benötigten Teile im Druckguß in der gleichen Weise und aus dem gleichen Material hergestellt werden können, wie das für den Werkzeugkopf beschrieben wurde.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, hat ein am äußeren Ende der Bohrung 36 des Verriegelungsrings 30 befindlicher, nach innen

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gerichteter Flansch 40 winkelförmig verteilte. Nuten 48, in die in Längsrichtung sich erstreckende, winkelförmig verteilte Stegflächen 50 auf der Positionierhülse 32 mit Gleitsitz eingepaßt sind. Zwischen diesen Stegflächen weist die Positionierhülse nach hinten gerichtete biegsame Finger 52_r auf, deren Enden radial vorstehende Verriegelungszähne 54 tragen. Die vordere Stegfläche dieser Zähne ist entsprechend Fig. 4 abgeschrägt, so daß die Finger 52 während des Zusammenbaus durch die winkelförmig verteilten Abschnitte des Flansches 40 nach innen gedrückt werden. Wenn diese Zähne nach innen verschoben werden und sich über diese Abschnitte hinaus bewegen, springen sie nach außen in die in, Fig. 4 dargestellte Stellung und kommen in Eingriff mit der inneren Stirnfläche dieser Abschnitte, so daß sie ein Lösen der Positionierhülse vom Verriegelungsring verhindern.

Die Positionierhülse 32 hat die in Fig. 4 gezeichnete Standard-Gestalt mit einem kegelstumpfförmigen Vorsprung 56 und einer zentralen Bohrung 58- Am inneren Ende dieser Bohrung befindet sich zum Einstellen ein Innengewinde 60, das wie in Fig. "1 gezeigt mit dem Außengewinde 19 auf dem Ansatz 18 des Werkzeugkopfes 16 in Eingriff steht.

Das Einstellgewinde auf der Positionierhülse 32 und dem Werkzeugkopf 16 hat beispielsweise eine Gewindesteigung von sechzehn Gängen je Zoll » 25,4 mm (^ 1"). Somit ergibt beim Drehen der Positionierhülsenanordnung jede Umdrehung eine axiale Bewegung von 1,588 mm (= 1/16")· Die Anordnung kann in Stufen von 1/4-Umdrehung verriegelt werden, was eine Feinstellung in Stufen von 0,397 mm (« 1/64") ergibt. Als

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Erleichterung für den Benutzer können die Ziffern 1 bis 4-auf dem Verriegelungsring JO mit vier Pfeilen auf dem Werkzeugkopf zum Fluchten gebracht werden. Wünscht also die Bedienungsperson eine Änderung der Einstellung um 0,794 mmi (« 1/32")» so kann sie irgendeinen Pfeil als Bezugspunkt wählen und die' Positionierhülsenanordnung um zwei Ziffern drehen, wodurch sich entsprechend die Einstellung um 2 . 0,397 mm (= 2/64") ändert.

Da der Verriegelungsring 30 gegenüber der Positionierhülse axial bewegt und gedreht werden kann, wobei auch die Positionierhülse verdreht wird, kann die Bedienungsperson die Einstellung mit einer einzigenHand ausführen. Die zur Zeit üblichen Systeme benötigen dagegen zum Einstellen zwei Hände, wobei die eine den Verriegelungsring und die andere die Positionierhülse drehen muß.

Wie oben erwähnt, können die Positionierhülsen zum Schaffen verschiedenartiger Anordnungen mit unterschiedlichen Abmessungen bzw. Eigenschaften hergestellt werden. Es wurde.als vorteilhaft gefunden, die Positionieranordnungen (locator assemblies) vollständig von der Fabrik hergestellt und geprüft zu liefern, da dies die einwandfreie Passung zwischen der Positionierhülse und dem Schraubkopf über lange Zeiträume ohne weiteres gewährleistet. Die Schmierwirkung des bei diesen Anordnungen benutzten thermoplastischen Materials erhöht die Lebensdauer der verhältnismäßig teuren Schraubköpfe sowie die Dauerhaftigkeit der Passung, was mit den herkömmlichen aus Stahl hergestellten Anordnungen nicht möglich ist.

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Sämtliehe aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich; als auch in beliebiger Kombination erfindungsvreseiitlich sein.

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Claims

Patentansp rüche

rf/ Handwerkzeug-Tiefenanschlag, insbesondere zum Anbau an ein vorzugsweise elektrisch angetriebenes Handwerkzeug, das eine formschlüäsige, durch Druck einschaltbare Kupplung mit einem Kupplungsfutter zur Aufnahme eines Werkzeugkopfs sowie ein Getriebegehäuse mit einem ein Außengewinde tragenden Aasatz hat, gekennzeichnet durch ein auf einen Ansatz (13) eines Werkzeugs aufschraubbares, Werkzeugkopfgehäuse (16), das verteilt angeordnete Verriegelungselemente (28·) und ein Einstellgewinde (19) aufweist, und durch eine dreiteilige Positioniereinrichtung (30,32,34), die einen Verriegelungsring (30) mit verteilt angeordneten, zum Eingriff mit den Verriegelungselement en (28) auf dem Werkzeugkopfgehäuse (16) bringbare Verriegelungselemente (42) aufweist, ferner eine mit dem Verriegelungsring (30) in Eingriff stehende Positionierhülse (32) für eine demgegenüber begrenzte axiale und nicht drehende Bewegung, wobei die Positionierhülse (32) ein mit einem Einstellgewinde (19) auf dem Werkzeugkopfgehäuse (16) verschraubbares Einstellgewinde (60) hat, und eine zwischen dem Verriegelungsring (30) und der Positionierhülse (32) wirksame Druckfeder (34·) mittels welcher der Verriegelungsring (30) an der äußeren Grenze seiner begrenzten axialen Bewegung gegenüber der Positionierhülse (32) gehalten ist.
2. Anschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur begrenzten Axialbewegung des Verriegelungsrings (30) gegenüber der Position-ierhülse (32) eine Ver-

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bindungseinrichtung vorhanden ist, die aus einem auf einem der beiden Teile (30 oder 32) angeordneten federnden Glied (52) besteht, das in ein Widerlager auf dem jeweils anderen Teil (32 bzw. 30) einrastet.
3» Anschlag nach Anspruch 1 oder 2., dadurch gekennzeichnet , daß die die Axialbewegung begrenzende Einrichtung so ausgebildet ist, daß ein Auseinandernehmen der Positioniereinrichtung nur bei deren Zerstörung möglich ist.
4. Anschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch ge· kennzeichnet , daß der Werkzeugkopf (16), der Verriegelungsring (30) und die Positionierhülse (32) aus insbesondere im Spritzguß hergestellten Kunststoffteilen bestehen, beispielsweise aus mit Molybdändisulfid angefüllten Nylon.
5. Anschlag nach wenigstens einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungselemente aus VerriegelungsvorSprüngen (28) bestehen, die von einer nach vorn weisenden Stirnfläche des Werkzeugkopfes (16) vorstehen, welcher an einem Innenflansch (38) verteilte Verriegelungsnuten (42) aufweist, in die die zum Fluchten gebrachten Verriegelungsvorsprunge (28) passen, wodurch eine gegenseitige Verdrehung zwischen dem Werkzeugkopf (16) und dem Verriegelungsring (30) zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Tiefeneinstellung verhindert ist.
6. Anschlag nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Verriegelungsring (30) eine innere Bohrung (36) hat, in der

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«14- .

eine Druckfeder (34-) aufgenommen wird, sowie am äußeren Ende der Bohrung (36) einen nach innen gerichteten Flansch (40) mit winkelförmig verteilten Nuten (43), und daß die Positionierhülse (32) winkelförmig verteilte, in den Nuten (48) verschiebbare Stegflächen (50) hat, die eine gegenseitige axiale Bewegung zwischen dem Verriegelungsring (30) und der Positionierhülse (52) zulassen, jedoch eine gegenseitige Verdrehung verhindern.
7. Anschlag wenigstens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellgewinde (19) eine vorgegebene Steigung von beispielsweise sechzehn Gängen je Zoll= 25,4 mm (= 1") hat, daß der Werkzeugkopf (16) winkelförmig verteilte Stegflächen (22) mit einer darauf sichtbar angebrachten Einstellmarkierung hat, daß die Stegflächen (50) auf der Positionierhülse (32) eine sichtbar angebrachte Einstellmarkierung haben, daß die Vorsprünge (28) und die Nuten (42) winkelförmig in bezug auf diese Steigung verteilt sind, so daß die Tiefeneinstellung um ein vorgegebenen Maß, z.B. 2 . 0,397 mm ££/64"), durch Drehung der Positionierhülse (32) veränderbar ist, indem eine Einstellmarkierung auf der Positionierhülse (32) mit einer Einstellmarkierung auf dem Werkzeugkopf (16) zum Fluchten gebracht wird, und zwar in genannten Beispiel um zwei Stegflächen (50) gegenüber der Einstellmarkierung auf dem Werkzeugkopfgehäuse versetzt, mit dem die Einstelin arkierung auf derPositionierhülse (32) ursprünglich zum Fluchten gebracht war.

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