DE2729320A1

DE2729320A1 - Fuellminenstift mit durch den schreibdruck bewirktem, automatischem vorschub der mine

Info

Publication number: DE2729320A1
Application number: DE19772729320
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Katz
Original assignee: Individual
Current assignee: AW Faber Castell Unternehmensverwaltung GmbH and Co
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1979-01-11
Also published as: IT7824993A0; FR2395845A1; JPS5758320B2; US4180339A; JPS5414823A; CH636305A5; IT1095950B; DE2729320C2; FR2395845B1

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-8500 NÜRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-i TELEFON 0911/2037 27 TELEX Oi/23135

Nürnberg, den 28.06.77

Otto Katz, Michael-Kupfer-Straße 3a, 354o Schwabach

"Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem, automatischem Vorschub der Mine"

Die Erfindung betrifft einen Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem, automatischem Vorschub der Mine, mit einem in seinem Gehäuse befindlichen, durch ein Minen-Vorratsrohr gebildeten und durch einen abnehmbaren Betätigungsknopf verschließbaren Vorratsraum zur Aufnahme von gespeicherten Minen, dem Vorratsraum nachgeordneten, mittels des Minen-Vorratsrohres axial verschiebbaren Klemmelementen und einem in einer Spitze angeordneten und aus dieser herausgeführten, gegen eine Druckfeder in diese hineinschiebbaren Minenrohr, wobei am inneren Ende des Minenrohres ein Reibungskräfte auf die Mine ausübendes Mitnehmer-Element angebracht ist, wobei die Klemmelemente mittels des Betätigungsknopfes gegen die Wirkung einer zweiten, schwächeren Druckfeder über Rollkörper auf einer zur Mittelachse geneigt verlaufenden Führungsfläche eines axial zwischen zwei Endlagen verschiebbaren Spannkonus verschiebbar sind.

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Aus der DT-OS 21 53 4oo und ähnlich aus der US-PS 3 864 o46 ist bereits ein Füllminenstift bekannt, bei dem sowohl ein automatischer Vorschub der Mine beim Schreibvorgang als auch eine automatische Nachförderung von in einem Vorratsraum gespeicherten Minen erfolgen sollen. Hierzu ist eine in Längsrichtung fixierte Spannzange vorgesehen, die im Ruhezustand geöffnet ist und in dieser Stellung ein selbsttätiges Vorfallen einer Mine aus einer Vorratskammer bis zu einer Einlaufkante eines Mitnehmerelementes ermöglicht. Bei der Schreibbelastung erfolgt ein Rückhub eines Minenrohres, bis die Spannung einer dieses belastenden Druckfeder so weit angewachsen ist, daß eine Klemmzange mittels Konusflächen einer Konusbüchse, gegen die sich die Druckfeder abstützt, geschlossen wird, wodurch ein weiterer Rück schub der Mine unterbunden wird. Nunmehr wird nur noch das Minenrohr weiter zurückgeschoben, wobei sich das Mitnehmerelement über die Mine schiebt. Wird nun das Minenrohr entlastet, so wird das Mitnehmerelement zuerst wieder von der Mine abgezogen, da diese ja in der Zange klemmend gehalten wird. Mit dieser bekannten Ausführung ist es also nicht möglich, lediglich durch Be- und Entlasten des Minenrohres überhaupt eine Mine bis in eine Schreibstellung zu fördern. Selbst wenn eine Mine von Hand so weit in das Minenrohr eingeschoben wird, daß sich deren Spitze im Bereich der Austrittsöffnung des

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Minenrohres befindet, dann hat bei Schreibbelastung das Minenrohr zusammen mit der Mine einen Rückhub bis zum Klemmpunkt der Zange zu durchlaufen. Bei Entlastung wird das Minenrohr wieder nach vorn geschoben, während die Mine über einen Teil dieser Bewegung noch von der Zange festgehalten wird, so daß die Mine hinter der Austrittsöffnung des Minenrohres zurückbleibt. Bei mehrfacher Schreibbelastung wandert so die Mine immer weiter in den Füllstift hinein. Auch die Funktion des automatischen Vorschubes ist somit nicht gewährleistet.

Aus der US-PS 3 424 535 ist ebenfalls ein Füllminenstift bekannt, bei dem sowohl das Nachfördern der Mine beim Schreibvorgang als auch das Nachfördern von gespeicherten Minen automatisch erfolgen sollen. Zum erstmaligen Einführen einer Mine aus einem Vorratsraum wird ein federbelastetes Minenrohr wie beim Schreiben belastet und in das Gehäuse des Füllminenstiftes hineingeschoben. Die Druckfeder ist gegen zwei Klemmelemente abgestützt, die in einer Führungsbüchse geführt sind. Die Klemmelemente weisen konische Klemmflachen auf, gegen die in Bohrungen der Führungsbüchse angeordnete Kugeln anliegen, wodurch die axiale Lage der Klemmelemente zur Führungsbüchse fixiert wird, bis diese Einheit durch die Druckfeder so weit zurückgeschoben ist, daß die Kugeln in einen seitlichen Ringraum ausweichen können. In dieser Stellung sollen sich die Klemmelemente radial auseinanderbewegen, damit eine Mine aus einem Vorratsraum einfallen kann. Ein hierfür er-

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forderlicher Mechanismus ist nicht offenbart. Wenn eine Mine von Hand zwischen die Klemmelemente eingeschoben wird und - bei entlastetem Minenrohr - die Führungsbüchse sich zusammen mit den Klemmhälften nach vorn bewegt, so gehen die Kugeln wieder in die bereits erwähnte Spannstellung. Bei erneutem Eindrücken des Minenrohres bleiben diese Kugeln durch das Vorhandensein der Mine in den Klemmelementen arretiert. Bei einer Entlastung des Minenrohres wird die Mine jedoch nicht mit nach vorn geführt, da die Druckfeder durch ihre Vorspannung einerseits die Klemmelemente in Klemmstellung hält, andererseits aber bei Entlastung das Minenrohr ohne Mine nach vorn zieht.

Aus der US-PS 2 911 948 ist ein Füllminenstift bekannt, bei dem ein in diesen hineinschiebbares Minenirohr mit einem Klemmgesperre fest verbunden ist, welches bei Schreibbelastung entriegelt wird und nach rückwärts über eine Mine gleitet, während ein zweites, weiter im Stiftinneren liegendes Klemmgesperre die Mine gegen Rückwärtsbewegung festhält. Bei Entlastung des Minenrohres wird die Mine mittels des erstgenannten Klemmgesperres nach vorn bewegt, während das zweitgenannte Klemmgesperre die Mine freigibt. Nachteilig hierbei ist, daß die als Lochscheiben ausgebildeten Klemmgesperre eine Scherkraft auf die Mine ausüben, was bei Schreibbelastung zu sofortigem Minenbruch führt. Diese Ausführung ist deshalb praktisch nicht anwendbar.

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In der deutschen Patentanmeldung P 26 11 6o8.5-27 ist ein Fallminenstift der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllminenstift zu schaffen, bei dem ein automatischer Vorschub der Mine während des Schreibens mit Sicherheit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mitnehmer-Element nach Art eines bewegungsrichtungsabhängigen Klemmgesperres derart ausgebildet ist, daß es bei Bewegungen der Mine relativ zum Minenrohr in das Gehäuse hinein große Reibungskräfte und bei Bewegungen in umgekehrter Richtung kleine Reibungskräfte auf die Mine ausübt, daß die Klemmelemente als aus zwei mittels einer Zentrierbüchse axial und radial fest miteinander verbundenen, radial auffedernden Klemmarmen bestehende Klemmzange ausgebildet ist, daß jeder Klemmarm über seinen mindestens einen Rollkörper an zwei Abrollpunkten der Führungsfläche abgestützt ist, daß die zweite, schwächere Druckfeder zwischen der Klemmzange und dem Spannkonus angeordnet ist, daß eine dritte einerseits ortsfest im Gehäuse und andererseits gegen das Minenvorratsrohr abgestützte Druckfeder vorgesehen ist, und daß das Minenvorratsrohr mit dem Spannkonus nachgiebig gekoppelt ist. Durch die Ausbildung

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und Lagerung der Klemmzange ist gewährleistet, daß der öffnungs- und Schließvorgang völlig symmetrisch erfolgt, d.h. die Klemmarme können sich axial nicht gegeneinander verschieben und sie liegen auch in der Öffnungsstellung immer über die Rollkörper gegen die Führungsfläche des Spannkonus an. Hierdurch werden Querkräfte, die hemmend auf einen automatischen Vorschub einwirken, vermieden. Durch die völlig zentrierte Abstützung der Klemmarme gegenüber der Führungsfläche ist weiterhin gewährleistet, daß nur minimale, in Längsrichtung wirkende Kräfte zum Lösen der Mine aus der Spannzange notwendig sind. Dadurch, daß das Mitnehmerelement bewegungsrichtungsabhängig Reibungskräfte, d.h. Mitnahmekräfte,auf die Mine ausübt, ist gewährleistet, daß einerseits die Mine beim Ausfahren des entlasteten Minenrohres mitgenommen wird, daß sie andererseits aber bei dem Hineinschieben des Minenrohres unter Schreibdruck nicht von dem Mitnehmerelement mitgenommen wird. Mittels der dritten, ortsfest im Gehäuse und gegen das Minenvorratsrohr abgestützten Druckfeder wird sichergestellt, daß bei entlastetem Betätigungsknopf dieses immer in die Ruhelage zurückgeschoben wird, wodurch gleichzeitig wiederum durch die zweite Druckfeder die Klemmzange zurückgefahren wird. Gleichzeitig wird hierdurch erreicht, daß eine kleinstmögliche Entfernung zwischen den einander zugewandten Enden der Klemrazange und des Mitnehmerelementes erreicht wird, wodurch gleichzeitig der vom

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automatischen Vorschub nicht mehr erfaßte Rest einer Mine auf ein Minimum reduziert wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Füllminenstift gemäß der Erfindung in normaler Schreibstellung,

Fig. 2 den Füllminenstift nach Fig. 1 bei Druckknopfbetätigung zum Nachfördern einer neuen Mine,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführung eines Füllminenstiftes,

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch einen gegenüber Fig. abgewandelten Füllminenstift,

Fig. 5 bis 11 verschiedene Ausführungen von Mitnehmerelementen,

Fig. 12 bis 27 verschiedene Ausbildungen von Klemmarmen im Bereich einer Kleramzone.

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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Füllminenstift ist an einem etwa rohrförmigen Gehäuse 1 eine sich konisch verjüngende Spitze 2 mittels eines Gewindes 3 lösbar befestigt. In der Spitze 2 ist ein Minenrohr 4 konzentrisch zur Achse 5 des Füllminenstiftes gelagert, das durch eine Bohrung 6 in der Spitze 2 herausgeführt ist. Das Minenrohr 4 ist in der Spitze 2 radial doppelt gelagert, und zwar einerseits in der Bohrung 6 der Spitze 2 und andererseits in einer Bohrung 7 eines etwa kegelstumpfförmig ausgebildeten Lagers 8, das mittels Preßsitz in der Spitze 2 befestigt ist. Gegen dieses ortsfeste Lager 8 stützt sich auch eine kegelförmige Druckfeder 9 ab, die mit ihrem anderen verjüngten Ende gegen einen Stützring 1o anliegt, der axial unverschieblich auf dem Minenrohr 4 angebracht ist. Aufgrund der konischen Ausbildung weist die Druckfeder 9 in dem sehr kleinen Arbeitsbereich eine niedrige Federkonstante auf. An dem innenliegenden Ende des Minenrohres 4 ist ein Mitnehmerelement 11 fest angebracht, das auf eine in dem Minenrohr 4 befindliche Mine 12 beim Einschieben des Minenrohres 4 in die Spitze 2 möglichst geringe Kräfte und beim Ausschieben des Minenrohres aus der Spitze heraus möglichst große Mitnahmekräfte ausübt. Der Aufbau dieses Mitnehmerelementes 11 wird weiter unten noch ausführlich beschrieben.

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Ebenfalls koaxial in dem Gehäuse 1 angeordnet ist eine Klemmzange 13, deren Funktion darin besteht, die Mine gegen den in das Gehäuse 1 hinein gerichteten, auf die Mine 12 ausgeübten Schreibdruck zu halten. Sie dient zusammen mit dem Mitnehmerelement 11 weiterhin dazu, die Mine 12 automatisch entsprechend dem Abrieb vorzuschieben, d.h. aus dem Gehäuse 1 herauszufordern. Die Klemmzange 13 besteht aus zwei Klemmarmen 14, die im Bereich ihres der Spitze 2 abgewandten Endes mittels einer Zentrierbüchse 15 axial gegeneinander unverschieblich und radial und tangential gegeneinander unbeweglich zusammengehalten werden. Die Klemmarme 14 sind so ausgebildet, daß sie dann, wenn ihre der Spitze 2 benachbarten Enden radial unbelastet sind, nach außen auffedern, wie in Fig. 2 dargestellt ist. In dem der Spitze 2 benachbarten Bereich der Klemmarme 14 ist eine Klemmzone 16 ausgebildet. Hier sind an der radial außenliegenden Seite der Klemmarme 14 Rollkörper 17 angebracht, die gegen eine sich zur Spitze hin erweiternde, kegelstumpfförmige Führungsfläche 18 eines Spannkonus 19 anliegen. An den den Rollkörpern 17 zugeordneten, radial innenliegenden Seiten weisen die Klemmarme Klemmflachen 2o auf, die bei der in Fig. 1 dargestellten, zurückgeschobenen Lage des Spannkonus 19 fest gegen die Mine 12 anliegen und diese axial festhalten. Beim Verschieben des Spannkonus 19 in Richtung auf die Spitze 2 öffnen sich aufgrund ihrer federnden Ausbildung die Klemmarme 14, wobei die Rollkörper 17 weiterhin ständig an der Führungsfläche 18 anliegen, wodurch einerseits die Klemmflächen 2o radial von der Mine 12 abgehoben werden, und wobei andererseits aber die Klemmarme 14 ständig an der

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Führungsfläche 18 des Spannkonus 19 geführt werden. Außer im Bereich der Klemmflachen 2o ist der innere radiale Abstand der Klemmarme 14 deutlich größer als der Durchmesser der Mine 12, so daß diese nicht an den übrigen Innenseiten der Klemmarme 14 anliegt. Durch die geschilderte Ausbildung der Klemmzone 16 ist ein symmetrisches öffnen und Schließen der Klemmarme 14 gewährleistet, so daß keine irgendwie hemmenden Querkräfte auf die Mine 12 einwirken können.

Der Spannkonus 19 ist in seinem der Spitze 2 benachbarten Bereich axial verschiebbar, aber radial weitgehend spielfrei in einer Büchse 21 geführt, die wiederum fest im Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Zentrierbüchse 15 und damit der der Spitze 2 abgewandte Bereich der Klemmzange 13 ist axial verschiebbar, aber radial weitgehend spielfrei in einem den eigentlichen Spannkonus 19 verlängernden, rohrartigen Schaft 22 geführt, wodurch die bereits erläuterte zentrierte Führung der Klemmzange 15 über ihre ganze Länge und in allen Schließ- und Öffnungsphasen gewährleistet ist. Die Büchse 21 weist an ihrem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende einen nach innen vorspringenden, als Anschlag dienenden Bund 23 auf, dessen Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Schaftes 22, aber kleiner als der Außendurchmesser des eigentlichen Spannkonus ist, so daß sich die am übergang vom Spannkonus 19 zum Schaft 22 gebildete Schulter 24 in der in Fig. 1 dargestellten Endlage des Spannkonus 19 gegen den Bund 23 legt. Zwischen einem nach außen vorspringen-

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den Rand 25 der Zentrierbüchse 15 und der zugewandten Stirnfläche 26 des Schaftes 22 ist eine zum Spielausgleich zwischen Klenunzange 13 und Mine 12 dienende Druckfeder 27 angeordnet. Durch diese Druckfeder 27 wird die Klenunzange 13 in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung gehalten, wobei die Klemmarme 14 auf Zug beansprucht werden. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Klemmarme mittels an ihrem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende angebrachter und radial nach außen vorspringender Vorsprünge 28 in eine entsprechende Ausnehmung 29 in der Zentrierb^üchse 15 eingreifen. Diese Vorsprünge 28 sind gleichzeitig so ausgebildet, daß sie einen in die öffnung 3o zwischen den Klemmarmen 14 mündenden Trichter bilden,so daß in einem Minen-Vorratsrohr 32 befindliche Vorratsminen 12 selbsttätig in die öffnung nachrutschen. Nur amRande sei hinzugefügt, daß der Durchmesser der öffnung 3o selbstverständlich so klein ist, daß sich nicht zwei Minen 12 gleichzeitig in die öffnung 3o schieben können.

Das Minen-Vorratsrohr 32 ist mit seinem der Spitze 2 zugewandten Ende auf der zylindrischen Außenseite des zugeordneten Teils des Schaftes 22 des Spannkonus 19 axial verschiebbar, aber radial fast spielfrei geführt. Es weist an seiner Außenseite einen Anschlagbund 33 auf, der einen entsprechenden, von der Innenwand des Gehäuses 1 vorspringenden Anschlagbund 34 radial übergreift, so daß ein Herausschieben des Minen-Vorratsrohres 32 über

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die in Fig. 1 dargestellte Lage hinaus aus dem Gehäuse 1 heraus nicht möglich ist. Gegen die der Spitze 2 zugewandte Stirnseite 35 des Minenvorratsrohres liegt eine kegelstumpfförmige Druckfeder 36 an, die gleichzeitig unter Reibungsschluß auf der Außenwand des Schaftes 22 des Spannkonus 19 anliegt. Mit ihrem anderen Ende stützt sich diese Druckfeder 36 gegen den Bund 23 der Büchse 21 ab. Durch diese Druckfeder wird sichergestellt, daß sowohl das Minenvorratsrohr 32 in der in Fig. 1 dargestellten entlasteten Lage mit seinem Anschlagbund 33 gegen den gehäusefesten Anschlagbund 34 anliegt, und daß der Spannkonus mit seiner Schulter 24 gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt.

An dem der Spitze 2 entgegengesetzten Ende ist das Minen-Vorratsrohr 32 mittels eines nur durch Reibschluß auf diesem gehaltenen, als Betätigungsknopf 37 dienenden Deckel verschlossen, der von dem Minen-Vorratsrohr 32 abziehbar ist, um Ersatzminen 12 in dieses einzufüllen. Der Betätigungsknopf 37 ist an seiner zylindrischen Außenseite in einem am zugeordneten Ende des Gehäuses 1 angebrachten Zentrierungsrand 38 axial verschiebbar und radial weitgehend spielfrei geführt. An der Innenseite des Minen-Vorratsrohres 32 sind unmittelbar benachbart zum zugeordneten inneren Ende der Zentrierbüchse 15 nasenförmige Anschläge 39 angebracht, die sich bei einem Hineinschieben des Minen-Vorratsrohres 32 durch Druck auf den Betätigungsknopf 37 gegen die zugeordnete Anschlagfläche 4o der Zentrierbüchse und damit der Klemmzange 13 legen und letztere in Richtung auf die Spitze 2 mitnehmen.

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Bei den Mitnehmerelementen 11 nach den Figuren 8 bis ist jeweils ein Träger-Ring 41, 42, 43 mit Preßsitz axial unverschiebbar am inneren Ende des Minenrohres 4 befestigt, an dem wiederum elastische, in Richtung auf die Mine zu zur Spitze 2 hin gerichtete Zungen 44, 45, befestigt sind, die mit ihren inneren Enden elastisch gegen die Mine 12 anliegen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist dies dadurch realisiert, daß auf dem Trägerring 41 ein topfartiges Teil 47 aus einem weichelastischen Material, beispielsweise Gummi, mit Preßsitz auf den Träger-Ring 41 geschoben ist, dessen radial schräg nach innenstehender Teil die Zungen 44 bildet. Über dieses topfartige Teil 47 ist ein Mitnehmergehäuse geschoben, durch das verhindert wird, daß beim Einschieben der Mine 12 in das Gehäuse 1 die Zunge bzw. Zungen 44 nach innen überschnappen. Vielmehr werden diese bei einem Einschieben der Mine in das Gehäuse 1 verdichtet und liegen dadurch mit größerer Reibungskraft gegen die Mine 12 an.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die Zungen 45 als Teile eines in dem Trägerring 42 radial festgeklemmten, axial also unverschiebbaren Federkorbes 49 ausgebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1o sind die Zungen 46 dadurch gebildet, daß Tellerfedern 5o mit entsprechenden radial verlaufenden Schlitzen versehen sind.

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In den Figuren 5 und 6 ist ein Mitnehmerelement 11 dargestellt, das nach Art eines Klemm-Richt-Gesperres ausgebildet ist. Hierbei ist wiederum ein Trägerring 51 auf das innere Ende des Minenrohres 4 aufgeschrumpft. Er trägt ein an seiner Innenseite zur Spannzange hin leicht konisch verlaufendes Gehäuse 52, das auf ihn mit Preßsitz aufgesetzt ist. Dieses Gehäuse 52 weist radial nach innen vorstehende Trennrippen 53 auf, zwischen denen jeweils eine Kugel 54 angeordnet ist, die einerseits an der Innenwand des Gehäuses 52 und andererseits an der Mine 12 anliegt. Der Abstand der inneren Enden zweier benachbarter Trennrippen 53 ist kleiner als der Durchmesser der Kugeln 54, so daß diese dann, wenn keine Mine vorhanden ist, nicht herausfallen können. Die kugeln sind mittels einer Druckfeder 55 belastet, die einerseits in einer Ringnut 56 des Trägerringes 51 und andererseits gegen die Kugeln 54 anliegt. Alternativ zu der Druckfeder 55 kann auch an dem der Klemmzange zugeordneten Ende des Gehäuses 52 ein ringförmiger Magnet 57 angeordnet sein, der die Kuge]n54, die dann aus ferromagnetischem Magerial bestehen müssen, ständig zu sich hinzieht, so daß sie auch in diesem Fall spielfrei zwischen der Innenwand des Gehäuses 52 und der Mine 12 liegen. Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach den Figuren 5 und 6 nur dadurch, daß anstelle der Trennrippen der Trägerring eine rohrförmige Verlängerung aufweist, die mit sich radial konisch verjüngenden Bohrun-

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gen 59 versehen ist. An denen die Kugeln 54 geführt sind.

Bei der Ausführungsform eines Mitnehmerelementes 11 nach Fig. 11 ist wiederum ein Träger-Ring 6o axial fest mit Preßsitz auf das zugeordnete innere Ende des Minenrohres aufgebracht. Auf dem Träger-Ring 6o ist wiederum axial fest mit Preßsitz ein Gehäuse 61 angebracht» das konische Innenwände aufweist. Das Gehäuse ist stirnseitig mit einem ringförmigen Magneten 62 abgeschlossen und mit kleinen Partikeln aus ferromagnetischem Material gefüllt, die ihrerseits wiederum gegen die Mine 12 anliegen. Bei allen Mitnehmerelementen ist die zum Herausschieben bzw. - ziehen der Mine 12 aus dem Minenrohr 4 nach außen erforderliche Kraft erheblich geringer als die zum Einschieben erforderliche Kraft.

In den Figuren 12 bis 27 sind verschiedene Ausgestaltungen der Klemmzone 16 dargestellt, denen gemeinsam ist, daß durch geeignete Maßnahmen verhindert werden soll, daß sich während des Gebrauchs die Klemmflächen 2o aufweiten, was zu einer Verringerung der Minenhaltekräfte führen würde.

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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 12 und 13 sind in der jeweiligen Außenseite der Klemmarme 14 je zwei V-förmige Abrolltaschen 63 vorgesehen, in die je eine Kugel 64 eingelegt ist. Zwischen jeweils den beiden Abrolltaschen 63 eines Klemmarms 14 ist eine Trennrippe 65 vorgesehen, die verhindert, daß sich die Kugeln 64 gegenseitig beeinflussen und ihre tangential Lage zum Klemmarm ändern. Die Kugeln 64 liegen an der Führungsfläche 18 an Abrollpunkten 66 an. Außer an den Trennrippen 65 liegen sie noch an Abrollpunkten 67 an, die dem Trennschlitz 68 zwischen den beiden Klemmarmen 14 benachbart sind. Hierdurch werden jeweils Druckkräfte beiderseits der Mine 12 auf die Klemmarme 14 ausgeübt, die einer Aufdehnung der Klemmflächen 2o entgegenwirken. Um eine solche die Klemmzange 13 einschnürende Verformung der Klemmarme 14 zu erleichtern, sind diese jeweils mit mindestens einem Dehnspalt 63 versehen, mittels dessen der die jeweilige hhrolltasche 63 zur Stirnseite des jeweiligen Klemmarms 14 begrenzende Teil diarehtrennt wird.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 14 und 15 ist in jedem KlesHsarsi 14 nur eine senkrecht z\im Trennschlitz €8 angeordnete Kugel ?o vorgesehen, die in einer V-förmigen Abrolltasche 71 des jeweiligen Klemmarms 14 läuft. Die Abrollpunkte 72 der jeweiligen Kugel 7o an der Führungsfläche 18 liegen auf einem zum Trennschlitz 68 senkrechten Durchmesser. Es ist wiederum ein Dehnspalt 73 vorgesehen,

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der ebenfalls senkrecht zum Trennschlitz 68 angeordnet ist. Jede Kugel 7o liegt an den Seitenflächen der Abrolltasche 71 an Abrollpunkten 74 an, wodurch wiederum durch den Druck der an der Führungsfläche 18 abrollenden Kugel eine Verformung der Klemmarme 14 zum Trennschlitz 68 hin bewirkt wird. Obwohl jedem Klemmarm 14 nur eine Kugel zugeordnet ist, ist eine ausgezeichnete tangentiale Führung der Klemmarme 14 und damit der Klemmzange 13 erreicht.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 16 und 17 ist jeweils ein aus zwei mit einer zum Trennschlitz 68 parallelen Achse 75 verbundenen Scheiben 76 bestehender Rollkörper vorgesehen, die gegen die Führungsfläche 18 anliegen. Diese Achse 75 ist jeweils in seitlich der Mine 12 befindlichen Lagern 77 gelagert, wodurch wiederum die bereits mehrfach erläuterten Verformungskräfte auf die Klemmarme 14 ausgeübt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 18 und 19 sind wiederum Rollkörper vorgesehen, die aus zwei Kegelscheiben 78 bestehen, die mittels einer Achse 79 miteinander verbunden sind. Diese Kegelscheiben 78 liegen einerseits gegen die Führungsfläche 18 und andererseits mit ihren Kegelflächen gegen entsprechende Schrägflächen gegen die Klemmarme 14 an.

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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2o und 2Ί ist an jedem Klemmarm 14 ein Rollkörper angebracht, der aus zwei im Abstand voneinander angeordneten und fest miteinander verbundenen Scheiben 81 besteht, die nach außen vorstehende Achszapfen· 82 aufweisen, die in entsprechenden Lagern 83 gelagert sind. Die Scheiben 81 liegen nur gegen die Führungsfläche 18 an, während die Verformungskräfte seitlich der Mine 12 und senkrecht zum Trennschlitz 68 über die Lager 83 übertragen werden.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 22 und 23 ist als Rollkörper jeweils eine Zylinderrolle 84 vorgesehen, die im Bereich ihrer Außenenden an der Führungsfläche 18 abrollt. Sie liegt ebenfalls nur im Bereich ihrer Außenenden auf Auflagern 85 des jeweiligen Klemmarms 14 auf, wodurch wiederum die erläuterten Verformungskräfte senkrecht zum Trennschlitz 68 und seitlich der Mine 12 ausgeübt werden.

Für die Ausgestaltungen der Klemmzone nach den Figuren 12, 13; 14, 15; 18, 19 und 22, 23 ist es auch möglich, anstelle des Spannkonus 19 eine zylindrische Büchse 19 * vorzusehen und die zum Spannen dienende Schrägfläche 18' in den Klemmarm 14 zu verlegen, wie dies in den Figuren 24,25 dargestellt ist.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 12, 13,14,15,18,19, 22,23,24,25, bei denen der jeweilige Rollkörper 64, 7o, 78, sich direkt gegen den entsprechenden Klemmarm 14 abstützt, muß die zugeordnete Abrolltasche 63,71 bzw. das zugeordnete Auflager 85 ein kleines axiales Spiel s aufweisen, um im Augenblick des Losreißens der Klemmverbindung zwischen der Führungsfläche 18 und dem Rollkörper eine reine gleitreibungsfreie Abrollbewegung zu ermöglichen. Dieses Spiel s braucht nur einige Zehntel Millimeter zu betragen.

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Die Minenhaltekraft an der Klemmzange ist auch durch die Lage des Trennschlitzes relativ zur Mine 12 beeinflußbar. In Fig. 26 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Trennschlitz 68' zwischen den beiden Klemmarmen 14' und 14'' außerhalb der Mittellinie der zu klemmenden Mine 12 angeordnet. Hierdurch wird durch die Klemmfläche 2o' mit der größeren Umfangserstreckung eine stärkere Klemmwirkung erzielt, und zwar vor allem, wenn der Durchmesser der zylindrischen Klemmfläche 2o' geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Mine 12. Hierdurch wird eine Keilwirkung über die gesamte Klemmfläche 2o' erzielt. Bei der Darstellung nach Fig. 27 sind zwei gleiche drehsymmetrisch zueinander angeordnete Klemmarme 14*'' vorgesehen, zwischen denen zwei gegeneinander versetzte Trennschlitze 68·' und 68'·· gebildet werden. Durch das Zusammenwirken der beiden Klemmarme wird ebenfalls eine Klemmung der Mine 12 über den vollen Umfang der zugeordneten Klemmflächen 2o'' erzielt.

Bei der Variante nach Fig. 3 ist der Schaft 22 des Spannkonus 19 im Bereich seiner innengelegenen Stirnfläche 26 mit widerhakenförmigen Vorsprüngen 86 versehen. Das Minen-Vorratsrohr 32' ist entsprechend an seinem Ende mit nach innen vorspringenden Anschlägen 87 versehen und weist

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längsgerichtete Schlitze 88 auf, so daß die Anschläge 87 über die VorSprünge 86 geschoben werden können, wodurch eine zugfeste Verbindung zwischen dem Minen-Vorratsrohr 32' und dem Spannkonus 19 hergestellt wird. Das Minen-Vorratsrohr weist im Bereich der Anschläge 87 auf seiner Außenseite in Richtung auf die Klemmzone 16 zur Achse 5 hin geneigte Schrägflächen 89 auf, gegen die eine Druckfeder 36' anliegt, die sich andererseits gegen die Büchse abstützt. Durch den Druck der Druckfeder 36' auf die Schrägfläche 89 werden die Innenflächen der Anschläge 87 gegen die Außenfläche des Schaftes 22 gepreßt, wodurch ein leichter Reibschluß hergestellt wird. Im übrigen ist die Ausgestaltung wie bei dem Beispiel nach den Figuren 1 und 2.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 4 ist der Spannkonus 19 mit Schaft 22 gleichermaßen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit radial nach außen vorspringenden, widerhakenähnlichen VorSprüngen 86 versehen. Das Minen-Vorratsrohr 32"' weist wiederum an einem Ende sich radial nach innen erstreckende Anschläge 87* auf und ist ebenfalls im Bereich seines zugeordneten Endes mit längsgerichteten Schlitzen 88' versehen, um die Anschläge 87* über die Vorsprünge 86 schieben zu können. Die Anschläge 87' weisen auf ihre zur Klemmzone hinweisenden Seite eine sich radial erstreckende Anschlagfläche 9o auf, gegen die eine äußere Druckfeder 91 anliegt, die mit ihrem anderen Ende gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt und so die Rückstellung des Minenvorratsrohres 32'' und des Spannkonus 19 über

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die Anschläge 87 bewirkt. An der Anschlagfläche 9o liegt eine weitere innere Druckfeder 92 an, die sich nur gegen die Schulter 24 am übergang vom Spannkonus 19 zum Schaft 22 abstützt, wodurch sichergestellt wird, daß bei Verschiebungen des Minen-Vorratsrohres 32' in Richtung auf die Spitze 2 hin der Spannkonus 19 - so weit wie möglich - mitgenommen wird.

Die Wirkungsweise der dargestellten Ausführungsbeispiele ist folgende:

Um den Füllminenstift schreibbereit zu machen, muß eine Mine 12 aus dem Vorratsraum 94 im Minen-Vorratsrohr 32 in das Minenrohr 4 gefördert werden. Hierzu wird der Füllminenstift etwa senkrecht gehalten, so daß eine solche Mine 12 in die Öffnung 3o der Klemmzange 13 bis vor die Klemmflächen 2o fallen kann. Hier liegen die Klemmarme 14 dann, wenn keine Mine 12 hindurchgeführt ist, fast oder vollständig gegeneinander an, d.h. der Trennschlitz 68 ist schmaler als in den obigen Darstellungen, da ja noch keine Mine zwischen den Klemmflachen 2o angeordnet ist.

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Nunmehr wird der Betätigungsknopf in das Gehäuse 1 hineingeschoben, wodurch gleichzeitig die Klemmzange 13 über die Anschläge 39 mit zur Spitze hin verschoben wird. Hierbei wird gleichzeitig die kegelförmige Druckfeder 36, die an der Stirnseite 35 des Minen-Vorratsrohres 32 anliegt, zusammengepreßt und nimmt aufgrund ihrer klemmenden Reibschlußverbindung am Schaft 22 den Spannkonus 19 mit,bis dieser gegen einen am Lager 8 ausgebildeten Anschlag 95 anliegt. Bis zu diesem Punkt tritt keine Relativbewegung zwischen der Klemmzange 13 und dem Spannkonus 19 auf, d.h. die Klemmzange 13 bleibt in ihrer geschlossenen Stellung. Anschließend wird bei weiterer Betätigung des Betätigungsknopfes 37 unter weiterer Zusammen drückung der Druckfedern 36 und 27 nur noch die Klemmzange mitgenommen, wobei die Rollkörper 17 auf der sich konisch zur Spitze 2 hin erweiternden Führungsfläche 18 genau zentriert abrollen. Hierbei wird also die Klemmzange 13 geöffnet. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Jetzt kann die Mine 12 bis zur zugewandten Stirnfläche des Mitnehmerelementes 11 vorfallen.

Beim Loslassen des Betätigungsknopfes 37 schiebt die Druckfeder 36 aufgrund des Reibschlusses gegenüber der Außenseite des Schaftes 22 den Spannkonus wieder so weit zurück, bis seine Schulter 24 gegen den Bund 23 der Büchse 21 anliegt. Bis hierhin bleibt die Klemmzange 13 wiederum in

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unveränderter Öffnungsstellung. Bei weiterem Rücklauf des Minen-Vorratsrohres 32 aufgrund der Rückstellwirkung der Druckfeder 36 heben die Anschläge 39 von der Anschlagfläche 4o der Klemmzange ab, so daß diese aufgrund der Rückstellkraft der Druckfeder 27 relativ zum Spannkonus in Richtung auf den Betätigungsknopf 37 verschoben wird und in Schließstellung geht. Die Mine 12 wird hierbei im letzten Augenblick des Schließens der Klemmzange 13 zwischen den Klemmflächen 2o eingeklemmt, d.h. diese Klemmung der Mine 12 in der Klemmzange 13 erfolgt,ohne daß die Mine hierbei wieder axial in Richtung auf den Betätigungsknopf 37 verschoben wird.

Bei erneuter Betätigung des Betätigungsknopfes 37 erfolgt eine Wiederholung des obigen Vorganges, wobei die zwischen den Klemmarmen 14 eingeklemmte Mine 12 über die Wegstrecke a zwischen dem Ende des Spannkonus 19 und dem Anschlag (siehe Fig. 1) mitgenommen wird. Die Mine 12 wird hierbei in das Mitnehmerelement 11 hineingeschoben. Wird nun der Betätigungsknopf 37 weitergedrückt, so öffnet sich in der oben beschriebenen Weise die Klemmzange 13 und schließt nach Loslassen des Betätigungsknopfes 37 wiederum in der rückwärtigen Stellung. Wird dagegen der Betätigungsknopf nicht vollständig bis zur Öffnung der Klemmzange 13 durchgedrückt, sondern noch in der vorderen Schließstellung

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der Klemmzange 13 losgelassen, so hält das Mitnehmerelement 11 die Mine 12 fest, da es - wie oben beschrieben - unterschiedliche Halte- bzw. Reibungskräfte in den beiden möglichen Bewegungsrichtungen der Mine 12 auf diese ausübt. In diesem Fall würde zusätzlich die Klemmzange 13 geringfügig öffnen, da die Druckfeder 27 so dimensioniert ist, daß die Haltekraft des Mitnehmerelementes 11 gegen ein Hineinziehen oder -schieben der Mine 12 in das Gehäuse hinein etwas größer ist als die durch die Druckfeder 27 bewirkte Klemmkraft der Klemmzange 13 an den Klemmflächen 2o.

Durch mehrfaches Betätigen des Betätigungsknopfes 37 wird die Mine 12 bis zum Austrittsende 96 des Minenrohres 4 vorbewegt. Der Füllminenstift ist nun schreibbereit und arbeitet in der weiteren Folge bis zum weitgehenden Verbrauch der Mine 12 automatisch. Die Mine 12 braucht hierbei nicht sichtbar aus der Austrittsöffnung 96 des Minenrohres 4 herauszuragen, sondern kann etwa bündig mit dem Austrittsende 96 abschließen, so daß die Mine 12 auch' insbesondere im Bereich ihres zum Schreiben verwendeten äußeren Endes vollständig in dem Minenrohr 4 seitlich abgestützt ist.

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ZA

Beim Schreibvorgang wird dann, wenn die Mine bündig mit dem Austrittsende 96 des Minenrohres 4 ist, das Minenrohr gegen die Feder 9 in die Spitze hineingeschoben, wobei gleichzeitig die geringe Reibungskraft zwischen dem Hitnehmerelement 11 und der Mine 12 überwunden wird, da die Mine ja fest zwischen den Klemmflächen 2o eingespannt ist.

Bei einer Entlastung des Minenrohres 4, was beim Schreibvorgang ständig und unbewußt durch Abheben des Stiftes vom Papier erfolgt, wird das Minenrohr 4 durch die Wirkung der Druckfeder 9 wieder in die vordere Ausgangsstellung geschoben, wobei gleichzeitig die Mine 12 aufgrund der hohen Haltekraft des Mitnehmerelementes 11 mitgenommen wird. Auch bei dieser Ausschubbewegung des Minenrohres wird die Klemmzange 13 leicht geöffnet, da die Druckfeder 27 etwas nachgibt, so daß die Mine 12 frei zwischen den Klemmflächen 2o nachgefördert werden kann.

Ergänzend sei noch hinzugefügt, daß die Klemmarme 14 in dem von der Zentrierbüchse 15 umfaßten Bereich mit Stoßflächen 97 aneinanderliegen und im Anschluß daran der Trennschlitz 68 beginnt.

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Lee

-u r s e i t

Claims

PATENTANWÄIT2 DIPL.-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-«S00NOKNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911 /203727 TELEX 06/23135 *· ' t3OiU

Nürnberg, den 28.06.77 18/Ka

Otto Ka'tz, Michael-Kupfer-Straße 3a, 854o Schwabach Ansprüche

M.)) Füllminenstift mit durch den Schreibdruck bewirktem, automatischem Vorschub der Mine, mit einem in seinem Gehäuse befindlichen, durch ein Minen-Vorratsrohr gebildeten und durch einen abnehmbaren Betätigungsknopf verschließbaren Vorratsraum zur Aufnahme von gespeicherten Minen, dem Vorratsraum nachgeordneten, mittels des Minen-Vorratsrohres axial verschiebbaren Klemmelementen und einem in einer Spitze angeordneten und aus dieser herausgeführten, gegen eine Druckfeder in diese hineinschiebbaren Minenrohr, wobei am inneren Ende des Minenrohres ein Reibungskräfte auf die Mine ausübendes Mitnehmerelement angebracht ist, wobei die Klemmelemente mittels des Betätigungsknopfes gegen die Wirkung einer zweiten, schwächeren Druckfeder über Rollkörper auf einer zur Mittelachse geneigt verlaufenden Führungsfläche eines axial zwischen zwei Endlagen verschiebbaren Spannkonus verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (11) nach Art eines bewegungsrichtungsakhängigen Klemmgesperres derart ausgebildet

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ist, daß es bei Bewegungen der Mine (12) relativ zum Minenrohr (4) in das Gehäuse (1) hinein große Reibungskräfte und bei Bewegungen in umgekehrter Richtung kleine Reibungskräfte auf die Mine ausübt, daß die Klenunelemente als aus zwei mittels einer Zentrierbüchse (15) axial und radial fest miteinander verbundene, radial auffedernden Klemmarmen (14) bestehende Klemmzange (13) ausgebildet ist, daß jeder Klemmarm über seinen mindestens einen Rollkörper (17) an zwei Abrollpunkten (66) der Führungsfläche (18) abgestützt ist, daß die zweite, schwächere Druckfeder (27) zwischen der Klemmzange und dem Spannkonus (19) angeordnet ist, daß eine dritte, einerseits ortsfest im Gehäuse und andererseits gegen das Minen-Vorratsrohr (32, 32', 32'·) abgestützte Druckfeder (36; 36'; 91) vorgesehen ist, und daß das Minen-Vorratsrohr mit dem Spannkonus nachgiebig gekoppelt ist.
2.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (11) ein Gehäuse (52) aufweist, in dem einerseits an einer konischen Innenwand des Gehäuses und andererseits an der Mine (12) anliegende Kugeln (54) in Richtung zur Klemmzange (13) hin kraftbelastet angeordnet sind (Fig. 5 bis 7).

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3.) Füllminenstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (54) zwischen am Gehäuse (52) angebrachten Trennrippen (53) geführt sind (Fig. 5 und 6).
4.) Füllminenstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (54) in Bohrungen (59) einer die Mine (12) umgebenden Verlängerung (58) angeordnet sind (Fig. 7).
5. Füllminenstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (54) mittels einer Druckfeder (55) kraftbelastet sind (Fig. 6 und 7).
6.) Füllminenstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (54) mittels eines Magneten (57) kraftbelastet sind (Fig. 6 und 7).
7.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, _ daß das Mitnehmerelement (11) zum Minenrohr (4) hin geneigte, mit ihren Spitzen an der Mine (12) anliegende,elastische Zungen (44, 45, 46) aufweist (Fig. 8 bis 1o) .

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8.) Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (44) Teil eines aus weichelastischem Material bestehenden, topfartigen Teils (47) sind, das durch ein Mitnehmergehäuse (48) abgedeckt ist (Fig. 8).
9.) Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (45) Teil eines metallischen Federkorbes (49) sind (Fig. 9) .
1ο.) Füllminenstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (46) an geschlitzten Tellerfedern (5o) ausgebildet sind (Fig. 1o).
11.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (11) ein sich zur Klemmzange (13) hin innen konisch verjüngendes, mit Partikeln aus ferromagnetischem Material gefülltes Gehäuse (61) aufweist und an seiner der Klemmzange (13) zugewandten Seite mit einem Magneten (62) versehen ist (Fig. 11).
12.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Druckfeder (36) konisch ausgebildet ist und reibschlüssig klemmend an einem Schaft (22) des Spannkonus anliegt (Fig. 1 und 2).

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13.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Druckfeder (36') gegen äußere Schrägflächen (89) des Minen-Vorratsrohres (32¹) abgestützt ist (Fig. 3).
14.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Druckfeder (92) vorgesehen ist, die sich einerseits gegen das Minen-Vorratsrohr (32'') und andererseits gegen den Spannkonus (19) abstützt (Fig. 4).
15.) Füllminenstift nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das axial mit Schlitzen (88) versehene Minen-Vorratsrohr (32¹) radial nach innen vorragende, an einem Schaft (22) des Spannkonus (19) befindliche Vorsprünge (86) übergreifende Anschläge (87) aufweist, wobei die Schrägflächen (89) an den Anschlägen angebracht sind (Fig. 3).
16.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbüchse (15) radial spielfrei in einem Schaft (22) des Spannkonus (19) geführt ist.
17.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmarme (14) im Bereich der Rollkörper (17) mit einem sich radial erstreckenden Dehnspalt (69, 73) versehen sind.(Fig. 12, 13, 14, 15).

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18.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klemmarm (14) zwei durch eine Trennrippe (65) voneinander getrennte, jeweils eine Kugel (64) aufweisende Abrolltaschen (63) aufweist.
19.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper einstückig ausgebildet sind und zwei Abrollpunkte an der konischen Führungsfläche (18) und zwei Abstütz-punkte am Klemmarm (14) aufweisen.
2o.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmarme (14) über die Länge der Zentrierbüchse(15) an Stoßflächen (97) aneinander anliegen.
21.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennschlitz (68¹) zwischen den Klemmarmen (14¹, 14*') außermittig zur Mine (12) angeordnet ist (Fig. 26).
22.) Füllminenstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Klemmarmen (14¹¹¹) zwei außermittig zur Mine (12) und gegeneinander versetzte Trennschlitze (68¹¹, 68¹¹¹) vorgesehen sind (Fig. 27).

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