DE2548014A1

DE2548014A1 - Pulverkraftbetriebenes setzgeraet mit leistungsregulierung

Info

Publication number: DE2548014A1
Application number: DE19752548014
Authority: DE
Inventors: Helmut Oesterle; Herbert Ing Rangger
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1977-04-28
Also published as: YU37081B; YU232276A; HU178926B; AU1894976A; IT1072933B; BE846715A; DE2548014C2; FI762725A; GB1553997A; MX143149A; CS207372B2; NL7610268A; AT345204B; FR2329415B1; FR2329415A1; AU502356B2; ATA734776A; CH598919A5; JPS5949879B2; SE7611593L

Description

DR. BERG DIPL-ΙΜΘ, STAPF DIP L,-ί MG. CC¹JW/ PΓ ΓΗ. PB. SAHDMAIfI

β MÖNCHEN 80 · JwAUERKiRCHERSTR.45

Anwaltsakte 26 537 27. Oktober 1975

AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)

Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit Leistungsregulierung

Die Erfindung betrifft ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit einer gegenüber einem Verschlussstück verschiebbaren Kolbenführung mit Treibkolben, wobei die Kolbenführung einen parallel zu deren Hauptachse angeordneten, axial verstellbaren Anschlagstift zur Begrenzung der rückwärtigen Stellung des Treibkolbens aufweist.

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Bolzensetzgeräte werden in der Regel fur unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt. Es ist deshalb erforderlich, die Eintreibenergie des Gerätes den wechselnden Bedingungen anzupassen. Hierzu hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Grosse des Anfangsverbrennungsraumes zu verändern. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass die hintere Ausgangsposition des Treibkolbens durch Auflaufen an einem Anschlagstift bestimmt wird, wobei der Anschlagstift - je nach Einstellung - die Zündbereitschaftslage des Treib— kolbens in einer Stellung in der Kolbenführung definiert.

Bei einem bekannten Setzgerät ist zum Zwecke einer derartigen Leistungsregulierung der Anschlagstift in die Kolbenführung eingeschraubt, wobei dessen eine Ende als rückwärtiger Anschlag für den Treibkolben in die Bohrung der Kolbenführung ragt, während das andere Ende die Kolbenführung übersteht und als Bedienungsknopf ausgebildet ist, um das Verdrehen des Anschlagstiftes zu erleichtern. Durch Verdrehen wird der Anschlagstift axial verschoben, wodurch die jeweilige Lage des in die Bohrung ragenden Endes die Zündbereitschaftslage des Treibkolbens definiert wird, d. h., die Grosse des für die Leistung des Setzgerätes massgeblichen Anfangsverbrennungsraumes wird verändert.

Ein erheblicher Nachteil dieser Konstruktion liegt darin, dass sowohl die Gewindeverbindung von Anschlagstift und Kolbenführung als auch der in den Anfangsverbrennungsraum ragende Gewindeabschnitt des Anschlagstiftes direkt den Explosionsgasen und damit den Pu!verrückständen ausgesetzt ist. Die Pulverrückstände legen sich an den Gewinden fest und nach relativ kurzer Einsatzzeit ist ein Verstellen des Anschlagstiftes nicht mehr möglich.

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Die Verschraubung des Anschlagstiftes ist zudem auch ** starker mechanischer Beanspruchung ausgesetzt, da der Anschlagstift die gesamte Zurückführkraft des Treibkolbens, wenn dieser in die Zündbereitschaftslage verschoben wird, abfangen muss. Ferner hat sich gezeigt, dass bei etwas zu zügigem Zurückschieben des Treibkolbens in der Kolbenführung dieser um ein Undefiniertes Mass wieder vom Anschlagstift zurückprallt. Dadurch ist ein exaktes Einstellen der Eintreibleistung nicht gewährleistet.

Zudem tritt bei dieser Art der Verstellung des Anfangsverbrennungsraumes eine starke Verschmutzung der Bohrung der Kolbenführung im Bereich des Anfangsverbrennungs— raumes auf, da der Treibkolben jeweils nur bis zur Anlage am Anschlagstift zurückverschoben werden kann. Die bei jedem Setzvorgang neuerlich auftretenden Pulverrückstände können sich im genannten Abschnitt der Bohrung festlegen, was in der Folge beispielsweise zu einer unerwünschten Verkleinerung des AnfangsVerbrennungsraumes führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Setzgerät zu schaffen, das über eine verschmutzungsunempfindliche, exakt einstellbare Leistungsregulierung verfügt.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Anschlagstift gegenüber der Kolbenführung axial frei verschiebbar ist und ein mit dem Verschlussstück in Verbindung stehendes Abstützteil für den Anschlagstift vorgesehen ist.

Bei Setzgeräten mit Treibkolben besteht die Notwendigkeit, dass der Treibkolben nach erfolgtem Treibvorgang aus seiner vorderen Stellung in der Kolbenführung wieder in seine hin-

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tere Stellung gebracht wird. Dies erfolgt zumeist durt Vorziehen der Kolbenführung im Gerätegehäuse, wobei ein gehäuseseitiger Stopper den Treibkolben hintergreift und so das relative Verschieben von Treibkolben zu Kolbenführung bewerkstelligt. Zufolge der freien Verschiebbarkeit des Anschlagstiftes gegenüber der Kolbenführung kann der Treibkolben währenddessen die hinterste Stellung in der Kolbenführung einnehmen. Wird sodann die Kolbenführung wieder gegen das Verschlussstück gebracht, so verschiebt sich der Anschlagstift unter Abstützung am Abstützteil in der Endphase des Verschiebevorganges der Kolbenführung gegen den Treibkolben und bestimmt so, durch Versetzen des Treibkolbens in der Kolbenführung nach vorne, die Grosse . des . Anf angsVerbrennungsraumes. ·

Der Anschlagstift wird demnach gegenüber der Kolbenführung praktisch bei jedem Setzvorgang verschoben, sodass die Pulverrückstände sich zwischen Anschlagstift und Kolbenführung nicht festsetzen können. Durch das stetige Hin- und Herschieben des Anschlagstiftes wird praktisch eine Selbstrei-' nigung erzielt.

Ebenso erfährt auch der im Anfangsverbrennungsraum liegende Abschnitt der Bohrung der Kolbenführung nach jedem Setzvorgang eine fortlaufende Reinigung von Pulverrückständen, da der Treibkolben zufolge der freien axialen Verschieblichkeit des Anschlagstiftes beim Vorziehen des Laufes immer in die hinterste Stellung gelangt und dabei die Pulverrückstände abträgt.

Dadurch, dass der Anschlagstift erst in der letzten Phase des Zurückschiebens der Kolbenführung den Treibkolben aus der hintersten Stellung in die Zundbereitschaftslage ver-

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schiebt, besteht zudem der Vorteil, dass einerseits ntlr eine äusserst geringe mechanische Beanspruchung des Anschlagstiftes auftritt und andererseits ein Zurückprallen des Treibkolbens in eine Undefinierte Stellung ausgeschlossen ist.

Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle eines Anschlagstiftes ein andersartiges Anschlagorgan, wie beispielsweise ein Riegel, zu verwenden.

Gemäss einem Vorschlag der Erfindung kann das Abstützteil mit dem Verschlussstück einteilig ausgebildet sein. Dabei ist es zweckmässig, die der Kolbenführung zugewandte Stirnseite des Verschlussstückes selbst als Abstützteil zu gestalten.

Zur Einstellung unterschiedlicher Leistungsstufen können beispielsweise Anschlagstifte unterschiedlicher Länge eingesetzt werden, was sich insbesondere bei Geräten eignet, die infolge wenig wechselnder Einsatzbedingungen nur selten einer Leistungsumstellung bedürfen.

Weiterhin kann das Abstützteil als eine stufig oder linear ausgebildete Rampe an der, der Kolbenführung zugewandten Stirnseite des Verschlussstückes vorgesehen sein. Verläuft diese Rampe auf einer kreisringförmigen Bahn, so lässt sich dieserart durch Verdrehen des Verschlussstückes die Auflaufebene für den Anschlagstift einstellen.

Zweckmassigerweise kann das Abstützteil gegenüber dem Verschlussstück verstellbar angeordnet sein. Durch Verändern der Lage des Abstützteiles lässt sich die Auflaufebene für

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den Anschlagstift ändern, ohne dass das Verschlussstück^" als solches einer Stellungsanderung bedarf.

Als einfach und wirkungsvoll hat sich erwiesen, das Abstützteil nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung als Gewindestift auszubilden. Es wird dadurch ein grosser kontinuierlicher Verstellbereich der Auflaufebene für den Anschlagstift erzielt. Zudem kann der Gewindestift das Gerätegehäuse nach hinten überragen und so ein problemloses Einstellen der Geräteleistung von aussen ermöglichen.

Der Gewindestift und der Anschlagstift können dabei zwei verschiedene Teile sein, wobei es zweckmässig ist, den Anschlagstift entweder in der Kolbenführung oder im Verschlussstück begrenzt verschiebbar zu lagern.

Vorzugsweise ist der Gewindestift mit dem Anschlagstift einstückig ausgebildet und im Verschlussstück gehaltert, wobei der Anschlagstift das Verschlussstück in Richtung Treibkolben überragt. Der Anschlagstift durchsetzt dabei die Kolbenführung, wenn sich diese in hinterer, das heisst zündbereiter Position befindet. Wird die Kolbenführung nach vorne geschoben, so gelangt der Anschlagstift ausser Eingriff mit der Kolbenführung. Die einstückige Ausbildung von Gewindestift und Anschlagstift hat sich als äusserst störungsunanfällig erwiesen.

Wird eine möglichst kurze Bauweise des Setzgerätes angestrebt, so ist es von Vorteil, ein seitlich überstehendes und bedienbares Abstützteil mit in Achsrichtung des Anschlagstiftes zueinander versetzten Anschlagbereichen für den Anschlagstift zu verwenden. Der Anschlagbereich kann dabei stufig oder stufenlos als Rampe ausgebildet sein, wobei das Abstützteil beispielsweise als Stellrad oder Schieber gestaltet ist.

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Um den Selbstreinigungseffekt des Anschlagstiftes zu Verstärken, weist dieser nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung umlaufende Einschnürungen auf. Die Einschnürungen sind zweckmässig in dem die Kolbenführung durchsetzenden Bereich angeordnet.

Als vorteilhaft und wirkungsvoll hat sich zudem erwiesen, den Uebergang der Einschnürungen zur Mantelfläche des Anschlagstiftes scharfkantig auszubilden.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Setzgerät in Zündbereitschaft, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 das Setzgerät gemäss Fig. 1 in Ruhestellung mit Kartusche und ohne Nagel,

Fig. 4 ein Setzgerät, weitgehend wie in Fig. 1,

mit einer abgewandelten Leistungsregulierung,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 ein Setzgerät, weitgehend wie in Fig. 1,

mit einer abgewandelten Leistungsregulierung,

Fig. 7 eine vergrösserte Detail-Darstellung des Anschlagstiftes aus Fig. 6.

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Das in Fig. 1 dargestellte Setzgerät besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, einem darin unverschieblich und drehbar gelagerten Verschlussstück 2, einer vor dem Verschlussstück im Gehäuse 1 axial verschieblich angeordneten, gesamthaft mit 3 bezeichneten Kolbenführung, die aus montagetechnischen Gründen zweiteilig ausgeführt ist das heisst aus einem rückwärtigen Zylinder 4 und einem über eine Schraubverbindung 5 angekuppelten Mündungsteil 6 besteht. In der Kolbenführung 3 ist ein langsverschieblicher, gesamthaft mit 7 bezeichneter Treibkolben angeordnet. Angetrieben durch die Energie einer im Zylinder 4 gelagerten Kartusche 8 wird durch den Treibkolben 7 ein in das Mündungsteil 6 eingelegter Nagel 9 in ein Aufnahmeteil 11, eingeschlagen. Die Zündung der Kartusche 8 erfolgt durch einen Zündstift 12, der Teil eines an sich bekannten und deshalb nicht weiter dargestellten mechanisch betätigten Zündmechanismus' ist. In der Bohrung 4a des Zylinders 4 ist ein am Mündungsteil 6 abgeschulterter elastischer Stoppring 13 vorgesehen. Dieser hat die Aufgabe, im Falle vorhandener Ueberenergie ein hartes und damit gerätebeschädigendes Auflaufen eines Kolbenkopfes 7a am Mündungsteil 6 zu unterbinden. Der Stoppring 13 weist einen Schlitz 13a auf, in welchen ein im Gehäuse 1 verschraubter Stopper 14 ragt. Der Stopper 14 durchsetzt dabei einen Längsschlitz 4b des Zylinders 4. Zwischen dem Mündungsteil 6 und dem Gehäuse 1 befindet sich eine Druckfeder 15, welche bestrebt ist, die Kolbenführung 3 in Eintreibrichtung zu verschieben. In der gezeigten Stellung des Setzgerätes befindet sich der Treibkolben 7 in hinterer Position, wobei der Kolbenkopf 7a sich an einem gesamthaft mit 16 bezeichneten Anschlagstift abstützt. Der Anschlagstift 16 ist in der Kolbenführung 3 axial frei verschieblich gelagert und nach hinten an einem in das Verschlussstück 2 eingearbeiteten Abstützteil, in Form einer kreisringförmigen Nut 17, deren Boden 17a eine schräge Abstützebene für den Anschlagstift 16 bildet, abgestützt. Durch Verdrehen des Verschlussstückes

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2 mittels eines darin verschraubten Stellknopfes 18 v/ird
die Abstützposition des Anschlagstiftes 16 und damit das
Volumen des hinter dem Kolbenkopf 7a liegenden Anfangsverbrennungsraumes 19 verändert.

Um ein Verschwenken des Stellknopfes 18 zu ermöglichen,
weist das Gehäuse 1 einen Querschlitz la auf. Zur Sicherung gegen Herausfallen des Anschlagstiftes 16 aus der Kolbenführung 3 ist das eine Ende des Anschlagstiftes 16 mit einem Flansch 16a und das andere Ende mit einer Sicherungsscheibe 16b versehen. Bündiges Zurückweichen des Anschlagstiftes 16 wird durch eine Ansenkung 4c gewährleistet. Zum Einführen
beziehungsweise Entfernen der Kartusche 8 aus dem Setzgerät weist das Gehäuse 1 eine Auswurföffnung Ib auf.

Aus Fig. 2 ist das Gehäuse 1 entnehmbar, in welchem das Verschlussstück 2 verdrehbar angeordnet ist. Das Verdrehen erfolgt mit Hilfe des Stellknopfes 18 im Bereich des Querschlitzes la, wobei die Extremstellung des Stellknopfes 18 strichliert angedeutet ist. In dieser Figur ist ferner auch die Nut 17 bzw. deren Boden 17a sowie der in die Nut eingreifende Anschlagstift 16 dargestellt. Ebenso ist auch der Zündstift 12 erkennbar.

Das in Figur 1 bzw. Figur 2 gezeigte Setzgerät wird mit dem Mündungsteil 6, entgegen der Kraft der Druckfeder 15, gegen das Aufnahmematerial 11 gepresst. Wird die Kartusche 8 gezündet, so beschleunigen die sich im Anfangsverbrennungsraum 19 entwickelnden Explosionsgase den Treibkolben 7 nach vorne, woraufhin dessen Schaft 7b auf den Nagel 9 auftrifft und diesen in das Aufnahmematerial 11 eintreibt. Der Treibkolben 7 befindet sich alsdann in einer vorderen Position, das heisst, der Kolbenkopf 7a kommt im Bereich des Stoppringes 13 zum
Stillstand.

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Nach erfolgtem Eintreibvorgang wird das Setzgerät vom Aufnahmematerial 11 abgehoben, v/orauf die Druckfeder 15 die Kolbenführung 3 nach vorne verschiebt, sodass das Gerät die aus Figur 3 ersichtliche Ruhestellung einnimmt. Während dieses Verschiebevorganges wird der Treibkolben 7 durch das Auflaufen des Kolbenkopfes 7a am Stopper 14 gehindert, sich mit der Kolbenführung 3 mitzuverschieben. Der Treibkolben 7 verschiebt sich somit in der Kolbenführung 3 nach hinten, bis die rückwärtige Stirnseite des Kolbenkqfes 7a gegen einen Boden 4d des Zylinders 4 stösst. In letzter Phase verschiebt der Kolbenkopf 7a dabei auch den in den Expansionsraum ragenden Anschlagstift 16 in die gezeigte hinterste Position, wobei durch das Verschieben des Anschlagstiftes 16 und des Treibkolbens 7 die sich angelegten Pulverrückstände abgetragen werden. Der Stopper 14 dient demnach auch, unter Zusammenwirkung mit dem Kolbenkopf 7a und dem Boden 4d, als Begrenzungsanschlag beim Vorziehen der Kolbenführung 3. Zudem unterbindet der Stopper 14 zufolge des Durchtritts durch den Längsschlitz 4b ein Verdrehen der Kolbenführung 3.

Wird das Setzgerät sodann wieder gegen das Aufnahmematerial gepresst, so verschiebt sich die Kolbenführung 3, zusammen mit dem Treibkolben 7 und dem Anschlags'tift 16, gegen das Verschlussstück 2. Bevor die Kolbenführung 3 jedoch in stirnseitigen Kontakt mit dem Verschlussstück 2 kommt, trifft der Anschlagstift 16 am Boden 17a der Nut 17 auf, worauf der Anschlagstift 16 gegenüber der Kolbenführung 3 nach vorne verschoben wird und unter Angriff am Kolbenkopf 7a den Treibkolben 7 aus der am Boden 4d anliegenden Stellung wieder in die in Figur 1 gezeigte Position bringt. Dadurch tritt eine Vergrösserung des Anfangsverbrennungsraumes 19 auf. Je nach dem, um welches Mass der Treibkolben 7 dabei

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■In der Kolbenführung 3 verschoben werden soll, wird unter Schwenken des Stellknopfes 18 die entsprechende Tiefe der Nut 17 als Abstützung für den Anschlagstift 16 eingestellt.

Das Setzgerät gemäss Figur 4 entspricht im wesentlichen jenem gemäss Figur 1. Im Unterschied dazu ist hier der Abstützteil als vom Gehäuse 1 seitlich abstehendes Steilrad 21 ausgebildet, das über einen Lagerzapfen 22 dem Verschlussstück 2 zugeordnet ist. Jene Zone des Stellrades 21, an welchem sich der Anschlagstift 16 abstützt, ist als schräge Gleitrampe 23 ausgebildet. Zur Veränderung des Anfangsverbrennungsraumes 19 wird demnach das Stellrad 21 verdreht. Wie insbesondere die Figur 5 zeigt, wird diese Verdrehbarkeit durch einen entsprechenden Querschlitz Ic im Gehäuse 1 bzw. einen Führungsschlitz 2a des Verschlusstückes 2 ermöglicht. Im übrigen sei bezüglich der Wirkungsweise auf die vorangehenden Erläuterungen zu den Figuren 1 und 2 hingewiesen.

In Figur 6 ist wiederum grundsätzlich ein Gerät gemäss den vorhergehenden Figuren dargestellt, wobei hier die Einstellung des Anfangsverbrennungsraumes 19 durch ein gesamthaft mit 24 bezeichnetes Steuerorgan erfolgt. Dieses setzt sich einstückig zusammen aus einem Anschlagstift 25 und einem rückwärtigen Abstützteil in Form eines im Verschlussstück 2 verschraubten Gewindestiftes 26, welcher das Gehäuse 1 mit einem Bedienungsknopf 26a nach hinten überragt.

Nach vorne greift der Anschlagstift 25 an einer Ringschulter 7c des Treibkolbens 7 an. Ein zapfenförmiger Fortsatz 7d ragt in einen korrespondierend verjüngten Bereich der Bohrung 4a und bestimmt so den Anfangsverbrennungs.raum 19, Auf diese Weise wird eine lange und dadurch gut dichtende ■Führung des Anschlagstiftes 25 in der Kolbenführung 3 er-

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zielt. Durch Verdrehen des Steuerorganes 24 lässt sich dessen axiale Position einstellen, sodass beim Zurückschieben der Kolbenführung 3 gegen das Verschlussstück 2 der Anschlagstift 25 den Treibkolben 7 mehr oder weniger weit in der Kolbenführung 3 nach vorne verschiebt.

Wie der Figur 7 zu entnehmen ist, weist der Anschlagstift 25 mehrere umlaufende Einschnürungen 25a auf, deren Uebergang 25b zur Mantelfläche des Anschlagstiftes 25 scharfkantig ausgebildet ist. Diase Ausgestaltung des Anschlagstiftes 25 in dem die Kolbenführung 3 durchsetzenden Bereich gewährleistet eine zusätzliche Verbesserung der Selbstreinigung von Anschlagstift 25 bzw. Durchtrittsbohrung in der Kolbenführung 3. Selbstverständlich können zum selben Zweck auch die Anschlagstifte 16 mit Einschnürungen versehen sein.

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Claims

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Patentansprüche

Pulverkraffcbetriebenes Setzgerät mit einer gegenüber einem Verschlussstück verschiebbaren Kolbenführung mit Treibkolben, wobei die Kolbenführung einen parallel zu deren Hauptachse angeordneten, axial verstellbaren Anschlagstift zur Begrenzung der rückwärtigen Stellung des Treibkolbens aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagstift (16,25) gegenüber der Kolbenführung (3) axial frei verschiebbar ist und ein mit dem Verschlussstück (2) in Verbindung stehendes Abstützteil (17,21,26) für den Anschlagstift (16, 25) vorgesehen ist.

Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (17) mit dem Verschlussstück (2) einteilig ausgebildet ist.

Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (21, 26) gegenüber dem Verschlussstück (2) verstellbar angeordnet ist.

Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil als Gewindestift (26) ausgebildet ist.

Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestift (26) mit dem Anschlagstift (25) einstückig ausgebildet ist.

Setzgerät nach.Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (17, 21) in Achsrichtung des Anschlagstiftes (16) zueinander versetzte Anschlagbereiche (17a, 23) für den Anschlagstift (16) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTiD

•7. Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagstift (25) umlaufende Einschnürungen (25a) aufweist.

8. Setzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Uebergang (25b) der Einschnürungen (25a) zur Mantelfläche des Anschlagstiftes (25) scharfkantig ausgebildet ist.

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