DE2756993A1 - Elektropneumatischer hammer mit fangring fuer den schlagkolben - Google Patents

Elektropneumatischer hammer mit fangring fuer den schlagkolben

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DE2756993A1 DE19772756993 DE2756993A DE2756993A1 DE 2756993 A1 DE2756993 A1 DE 2756993A1 DE 19772756993 DE19772756993 DE 19772756993 DE 2756993 A DE2756993 A DE 2756993A DE 2756993 A1 DE2756993 A1 DE 2756993A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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Description

I nachgereiohtI
DR. FRIEDRICH E.MAYER 7530 pforzheim
DIPL-ING. A. PANTENBURC westliche 24
DATCKl-I-A KIW/X I TC KABELl TII">ATENT "ORZHiIM
PATENTANWÄLTE telefon «otssii ig4«o
Friedrich Duns Maschinenfabrik GmbH & Co., 7265 Neubulach
"Elektropneumatischer Hammer mit Fangring für den Schlagkolben"
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektropneumatischen Schlag- oder Drehschlaghaminer (Hammer), bei welchem dem Werkzeug oder dem Werkzeughalter unmittelbar oder über einen Impulsüberträger rhythmische, axiale Schläge von einem freifliegenden Schlagkolben erteilt werden, der unter dem Einfluß der Druckschwankungen eines Luftkissens in einem Führungszylinder hin- und herschwingt und von einem Fangring abgefangen wird, wenn das Werkzeug infolge fehlenden Arbeitswiderstandes nach vorne ausweicht und der Schlagkolben infolge Fehlens eines Schlngempfangers nachfolgt.
Bei Hämmern dieser Art werden die Druckschwankungen im Luftkissen mittels pulsierender Preßluft oder mit Hilfe eines im Führungszylinder hin- und hergesteuerten, von einem Kurbeltrieb angetriebenen Antriebskolben erzeugt.
Bei einem Hammer der genannten Art ist der Fangring eine längsgeschlitzte, beim Abfangvorgang mit zunehmendem Ausfederungswiderstand radial ausfedernde,längsgeschlitzte Hülse mit Innenflansch aus Stahl, deren innere Mantelfläche eine zylindrische Bremsfläche für die zylindrische Mantelfläche des einstufigen Schlagkolbens bildet (DE-OS 24 37 023).
9098 27/0029.
2 7 : G 9 9 3
[nachqereichtI
I
Es ist auch bekannt, bei einem Schlaghammer vergleichbarer Art einen elastisch verformbaren Pangring aus hochpolymerem Werkstoff vorzusehen, der mit einer Ringnut des Schlagkolbens zusammenarbeitet. Dieser Pangring ist jedoch zugleich axiales Sperrglied für das Werkzeug bzw. für den Schlagimpulsüberträger und wird bei rückwärts gerichteten Bewegungsimpulsen des Werkzeuges bzw. des Schlagimpulsüberträgers beaufschlagt, zumal keine Feder vorgesehen ist, welche die aus Werkzeug, Werkzeughalter und ggf. Schlagimpulsüberträger bestehende Bewegungseinheit aus dem Schlagbereich des Schlagkolbens schleudert. Durch Versuche ist nachweisbar, daß bei einem solchen Hammer der Schlagkolben vielfach vom zurückprallenden Werkzeug bzw. Schlagimpulsüberträger aus der Fangposition geschlagen und sodann vom Antriebskolben erneut nach vorne gesc" ^eudert wird. Dieser Vorgang kann sich periodisch wiedernolen, wobei der Fangring bei jeder Periode vom Schlagimpulsüberträger hart getroffen wird (DE-PS 1 283 769).
Bei einem anderen bekannten Hammer vergleichbarer Art durchgreift eine mit Längsschlitzen versehene, axial festgelegte Hülse aus Stahl ein Mantelrohr des Werkzeughalters. Im Überlappungsbereich von Hülse und Mantelrohr ist der Außendurchmesser der Hülse teilweise größer als der Innendurchmesser des Mantelrohres, so daß bei Ausweichen des Werkzeuges und bei axialer Bewegung des Mantelrohres die Sektoren der Hülse auf die Mantelfläche des Schaftes des Schlagkolbens aufgepreßt werden. Eine Bremseinrichtung dieser Art erfordert einen verhältnismäßig großen fertigungstechnischen Aufwand, weil relativ kompliziert gestaltete und im Bereich ihrer Oberflächen vergütete Teile engen Fertigungstoleranzen zu unterwerfen sind.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hammer der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß bei wesent-
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j NACHeERElCHT
lieh herabgesetztem Verschleiß des Fangringee die Voraussetzungen für eine kostengünstigere Serienfertigung vorliegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Diese Lösung der Aufgabe setzt die aus dem Stande der Technik nicht ableitbare Erkenntnis voraus, daß es erforderlich ist, im Augenblick des Wegfalles des Arbeitswiderstandes die aus Werkzeug, Werkzeughalter und ggf. Schlagimpulsüberträger bestehende Bewegungseinheit aus dem Schlagbereich des Schlagkolbens zu schleudern, den nach vorne ausweichenden Schlagkolben durch radiale Dehnung und/oder Verformung wenigstens eines elastischen Elementes abzufangen und dieses Element außerhalb des maximalen, axialen Schlagbereiches der vorgenannten Bewegungseinheit zu lagern.
Zweckmäßigerweise bildet der Fangring nach radialer Dehnung ein Widerlager für den axialen Aufprall wenigstens einer weiteren Ringschulter des Schlagkolbens. Bei dem axialen Aufprall der weiteren Ringschulter wird die durch die radiale Dehnung des Ringes bereits stark verminderte kinetische Energie des Schlagkolbens bei weiterer Verformung des Fangringes bzw. dessen Verschiebung in gegensätzlicher Richtung aufgebraucht. Dabei sind vorzugsweise elastische Fangringe aus hochpolymerem Werkstoff zu verwenden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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2 7 i, u 9 9 3
Es zeigen:
Fig. 1 pinen ausschnitt aus dom teilweise längsgeschni 11 e! ;o>· !lamme r,
Fig. f? das raumliche Verhältnis des ochlagkolbens zu den Fangr Ingen bei normalem Sclilagen oder
Drehscnlagbohreη,
Fig. 3~5 das Abfangen der, Sehlagkolbens, dargestellt in mehreren rnanon, nämlich bei einsetzender Brems1.;i .: /..ung de:- ■ ;ton Fangri nf.es , bei einsetzender Bremswirkung des "weiten Fangringes und aiü i-r.de α es Abfangvorgnnges,
Fig. ό das rau::;· ic ho- V'?ri:::.". tnis dos ochlagkolbens
zu den I'V.ngri ngen bei normal fm Schlagen oder Drehsehjagbohron i)"i einer Variante des Hammers und
Fig. 7-9 die jibf augphasen bei dieser Variante in einer Darstellung ents. ■ rächend den Figuren 3 ~ 5·
Im Kunststoffgehäuse " des. Hamraors ist iis i'a!isitz ein .metallenes Schlagwerkgenause ,' angt^ordnet, in dom mit Hilfe eines Kugellagers 8 .uvÄ eines Nadellagers 23 niit Dämpfungsring 28 ein Führungszylinder 7 mit angeflanschtem Verlängerungsteil 7a gelagert ist. Im Fuhrungszylindor 7 ist der Antriebskolben 9 gelagert, der mit Hilfe eines Kolbenbolzens 11 mit dom Pleuel 10 eines Kurbeltriebes verbunden ist. Der Antriebskolben befindet sich in Fig. 1 im vorderen Totpunkt. Der unter dem Einfluß der Druck Schwankungen eines Luftkissens 33 stehende Schlagkolben 13 mit Dichtring Λ'\ ist in einem rückseitigen Dichtungsabschnitt 13a im Führungszylinder 7 gelagert. Der hin- und hergesteuerte Antriebskolben 9 versetzt den als Stufenkolben ausgebildeten Schlagkolben 13 über das Luftkissen 33 in axiale Schwingungen. An den Dichtungsabschnitt 13a des Schlagkolbens 13 schließt sich ein Fangab-
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BAD ORIGINAL
schnitt kleineren Durchmessers und daran ein weiterer Fangabschnitt noch geringeren Durchmessers an. In beiden Fangabschnitten ist je eine Ringnut 13b bzw. 13c vorgesehen. Der Schlagkolben 13 läuft in einen Schaft 13d mit Führungsabschnitt 13e aus. Letzterer ist in einer Führungsmuffe 20 geführt, welche durch einen Radialflansch am Führungszylinder 7 axial festgelegt ist. Der Kadialflansch ist zwischen dem Verlängerungsteil 7a und dem Führungszylinder 7 verspannt. Führungszylinder und Verlängerungsteil 7a sind über Flansche miteinander durch Schrauben 3^ verbunden und durch das Kugellager 8 axial festgelegt. Innerhalb des Verlängerungsteiles 7a ist eine hohle Spindel ?A angeordnet, in v/elcher der Schlagirapulsüberträger 25 verschiebbar gelagert ist. Die Bewegung des Schlagimpulsüberträgers ist beidseitig dadurch begrenzt, daß sein Radialflansch 25a bei Axialbewegung rückseitig auf eine Ringschulter der Spindel 2.1V und vorderseitig auf die Stirnkante der mit der Spindel verschraubten Halterung 30 des Werkzeuges 27 auftriffb. Das Nadellager 23 ist durch eine Dichtmanschette 29 und der Geh:iuseraum mit Hilfe eines Deckels 31 abgeschirmt. Das Drehmoment des Antriebsmotors wird über ein Kegelritzel 5 auf ein Kegelrad 6 übertragen, das auf den Führungszylinder aufgepreßt ist. Das Drehmoment des rotierenden Führungszylinders wird über das Verlängerungsteil 7a mit Hilfe der Mitnehmerelemenfce 22 auf die Spindel 2^t- und von dieser auf die Halterung 30 des Werkzeuges 27 übertragen. Der Schlagkolben 13 wird von zwei Fangringen 15, 16 abgefangen, wenn das Werkzeug infolge fehlendem Arbeitswiderstandes nach vorne ausweicht und dieser Schlagkolben infolge Fehlens eines Schlagempfängers nachfolgt. Der Fangring 16 ist in einer Ringnut der Führungsmuffe 20, der Fangring 15 zwischen der Stirnkante der Führungsmuffe 20 und einer Schulter des FührungsZylinders 7 festgelegt. Beide Fangringe 16, 15 bestehen aus hochpolymerem Werkstoff und sind elastisch verformbar sowie von kreisrundem Querschnitt. In entspann-
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2 : Ö 9 9 3
~ ^ I ναγ: r
Λ0 !
tem Zustand sind ein ir. 1*: otwa halben Querschnitt in der
Ringnut der Führungrmuiie 20 bzw. zwischen der Stirnkante dieser Führungsmuffe u;-.i einer uingschulter des Führungszylinders 7 aufgenommen. Die Fangringe 16, 15 sind durch ansteigende Auflaufflächen 35 von Ringschultern V], 18
des sich in Ai-beitsrichtung bewegenden ochlagkolbens 13
zumindest; kurzfristig radial dehnbar und bilden sodann
ein elastisches Widerlager für den axialen Aufprall des
bereits betrachtlich gebremsten ochlagkolbens 13. Im
zeichnerisch dargestellten Beispiel der Fig. 1-5 rasten die Fangringe 16, 15 nuch temporärer, radialer Dehnung unter Entspannung in die Ringnuten 13b und 13c des ochlagkolbens ein. Beim Aöfangvorgang v/erden die beiden in Achsrichtung nebeneinander angeordneten Fangringe 16, 15 zeitlich nacheinander von den Ironischen Auf lauf flächen zweier durch eine Ringnut 13c voneinander getrennten Ringschultern 18, 17 des ochlagkolbens IJ radial gedehnt, wodurch eine beacht liche Bremswirkung entsteht. Die Fangringe können hinsichtlich ihres Innendurchmessers so ausgebildet sein, daß sie nach Passieren der Ringschultern 17» 18 in radial gedehntem Zustand verbleiben, (nicht gezeichnet). Die zwischen
den Ringschultern 17 und 18 gelegene Ringnut 13c weist einen etwa zylindrischen Bremsabschnitt 32 auf. Die axiale
Erstreckung dieser Ringnut 13c entspricht etwa dem zweifachen Durchmesser des Fangringes 16. Der mittlere Abstand
zwischen den beiden Fangringen 15 und 16 ist somit geringer als der axiale Abstand zwischen den beiden Ringschultern 17 und 18. Der erste Fangring 16 weist einen kleineren Durchmesser auf als der zweite Fangring 15, der aus dem
gleichen Werkstoff gefertigt ist wie der Fangring 16. Die dem Werkzeug 27 zugewandte Ringschulter 18 hat einen geringeren Durchmesser als die Ringschulter 17- Das Werkzeug
steht beim Arbeiten unoer der Last einer über die Spindel 24 und den Werkzeughalter 30 in Arbeitsrichtung wirkenden Feder 21. Bei Wegfall des Arbeitswiderstandes schleudert
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diese Feder 21 die aus der spindel 24, schlagimpulsüberträger 25, Werkzeughalter 30 und Wei^kzeug 27 bestehende Bewegungscinheil; nun dem öchlagbereich des Schlagkolbens 13. Die als schraubenfeder ausgestaltete Feder 21 ist innerhalb des das Drehmoment übertragenden Führungszylinders 7 odor innerhalb des rohrförmigen Verlängerungsteiles 7a den Führungszylinders 7 gelagert. Die schraubenfeder 21 ist von kleinerem Durchmesser als die Fangringe 16, 15· Die mit dem Führungszylinder 7 verbundene Führungsmuffe 2t) ist in einem werkzeugseitigen Abschnitt geringeren Durchmessers von der schraubenfeder 21 umschlossen. Dieser /ibi.-chnitt dient als Führung für den Führungsabschnitt 15^ des Schaftes 1Jd des Schlagkolbens 13. Die schraubenfeder 21 ist auf der Hautelflache des Abschnittes 20a der Führunoinuffe 20 angeordnet und an einer Ringschultei* dieser Führungsmuffe rückseitig abgestützt. Vorderseitig ist die schraubenfeder 21 an einer inneren Ringschulter der spindel 24 abstützbai". Bei in Fangposition befindlichem Fangkolben (Figuren 1, 5) ist die schraubenfeder 21 etwa hälftig von einer inneren Mantelfläche der spindel 24 umschlossen.
In dom Ausführungsbeispiel der Figuren 6 bis 9 weist der als stufenkolben ausgebildete schlagkolben 13 zwei in axialem .abstand voneinander befindliche Ringschultern 17a5 18a mit konischen Auflaufflächen 35a auf. Die konischen Auflaufflächen 35a beider Ringschultern sind durch eine etwa zylindrische Plantelflüche 32a voneinander getrennt. Die bei (ion Fangring sind ,je mit einem Querspalt versehene und daher reversibel aufbiegbare hochelastische stahlringe, die in gleicher Weise axial festgelegt sind wie die hochpolymeren elastischen Fangring im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5· l)er axiale Abstand der Fangringe 15a, 16a und der axiale Abstand der Ringschulter 17a, 18a sind derart, daß beim Abfangvorgang die beim Auflaufen eines Fangringes auf die Auflauffläche einer Ringschulter erzeugte
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maximale Bremswirkung mit dor beim Auflaufen des anderen Fangringes auf die Auflauffläche der anderen Ringschulter zeitlich nicht zusammenfällt. Durch die axiale Staffelung der Fangringe und der Ringschultern ergibt sich eine Überlappung der Bremswirkungen beider Fangringe und im Integral eine zunehmende Bremswirkung beim Fortschreiten der axialen Bewegung des ochlagkolbens I3.
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Leerseite

Claims (20)

  1. e η t a η s ρ
    ] Tragbarer, elektropneumatischer Schlag- oder Drehschlaghammer (Hammer), bei welchem dem Werkzeug oder dem Werkzeughalter uriiaittelbar oder über"einen Impulsüberträger rhytlimische, axiale Schläge von einem freifliegenden Schlagkolben erteilt werden, der unter dem Einfluß der Druckschwankungen eines Luftkissens in einem Führungszylinder hin- und herschwingt und von einem Fangring abgefangen wird, wenn das Werkzeug infolge fehlenden Arbeitswiderstandes nach vorne ausweicht und der Schlagkolben infolge Fehlens eines Schlagerapfängers nachfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (27) zumindest mittelbar unter der Last einer in Arbeitsrichtung wirkenden Feder (21) steht, welche dieses bzw. den Schlagimpulsüberträger (25) bei Wegfall des Arbeitswiderstandes aus dem Schlagbereich des Schlagkolbens (13) schleudert, daß der Fangring (15 bzw. 16; 15a bzw. 16a) ein axial festgelegtes, elastisch verformbares, den Schlagkolben umgreifendes Element ist, das durch die ansteigende Auflauffläche (35> 35a) wenigstens einer Hingschulter (17 bzw. 18; 17a bzw. 18a) des sich in Arbeitsrichtung bewegenden Schlagkolbens (13) wenigstens kurzfristig radial dehnbar ist und außerhalb des maximalen, axialen Bewegungsbereiches der aus Werkzeug (27), Werkzeughalter (30) und ggf. Schlagimpulsüberträger (25) bestehenden Bewegungseinheit liegt.
  2. 2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial gedehnte Element ein Ring (15 16, 15a, 1foa) ist und von wenigstens einem etwa zylindrischen Bremsabschnitt (32; 32a) des sich axial bewegenden Schlagkolbens (13) unter Friktion durchfahrbar ist.
    Θ09827/0029 OWGlNAL INSPECTED
  3. 3. Hammer nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, laß zwei in Achsrichtung hintereinander angeordnete Fangringe (1S, 16 bzw. 15a> "1^a) zeitlich nacheinander von zwei sich in axialem Abstand voneinander befindlichen iUngschultern (17, 18 bzv,. 17a, 18a) des Schlagkolbens 13 radial dehnbar sind.
  4. ^f-. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schraubenfeder ausgebildete Feder (21) innerhalb des x'ührungszylinders (7) oder innerhalb des rohrförmigen VerlUngerungsteiles (7a) des Führungr,Zylinders (7) gelagert ist.
  5. S. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenfeder (21) von kleinerem Durchmesser ist als die Fangringe (15» ΊG>» 15a, 16a).
  6. 3. Hammer nach einem dex1 vor:.ergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fangring (15 bzw. 16; 15a bzw. 16a) in einer Ringnut der fest mit dem Führungszylinder (7) verbundenen -ührungsmuffe (20) gelagert ist, die in einem werkzeugseitigem Abschnitt geringeren Durchmessers von der Schraubenfeder (21) umschlossen ist und als Führung für den Führungsabschnitt (1Je) des Schaftes (13d) des Schlagkolbens (13) dient.
  7. n. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (21) auf der Mantelfläche des Abschnittes (20a) geringeren Durchmessers der Führungsmuffe (20) angeordnet und an einer Kingschulter dieser Führungsmuffe rückseitig abgestützt ist.
  8. 8. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ochraubenf eder (2'1) vorderseitig an der mit der Halterung (30) verschraubbaren Spindel abgestützt ist.
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    I ;;cHTJ
  9. 9· Hammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dais die Schraubenfeder (21) an einer inneren Schulter der Spindel (24) abgestützt und bei in Fangposition befindlichem Schlagkolben (13) etwa hälftig von einer inneren Mantelfläche der Spindel (24) umschlossen ist.
  10. 10. Hammer nach einem der Ansprüche 3 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abstand zwischen den beiden Fangringen (15, 16; 15a, 16a) geringer ist als der axiale Abstand der beiden Hingschultern (17, 18; 17a» 18a).
  11. 11. Hammer nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fangring (16 bzw. 16a) einen kleineren Durchmesser aufweist als der zweite Fangring (15 bzw. 15a) und daß beide Fangringe aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind.
  12. 12. Hammer nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkzeug (27) zugewandte Ringschulter (18; 18a) einen geringeren maximalen Durchmesser aufweist als die Ringschulter (17; 17a).
  13. 13· Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteigende Auflauffläche (35) konkav gestaltet ist (Fig. 1-5)·
  14. 14. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangring (15» 16; 15a, 16a) nach radialer Dehnung ein Widerlager für den axialen Aufprall wenigstens einer weiteren Ringschulter (35* 35a) des bereits stark abgebremsten Schlagkolbens (13) bildet.
  15. 15· Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangring (I5 bzw. 16) bzw. die Fangringe (15, 16) in Ringnuten (13b, 13c) des Schlagkolbens (13) einrastbar sind (Figuren 1 bis 5)·
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    27^G993
  16. 16. Hammer nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen solchen Innendurchmesser des Fangringes (15 bzw. 16) bzw. der Fangringe (15, 16), daß dieser bzw. diese nach Einrasten in die zugehörige Ringnut (13b, 13c) in radial gedehntem Zustand verbleibt bzw. verbleiben.
  17. 17· Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangring (15 bzw. 16) aus
    einem hochpolymerem Werkstoff ist (Figuren 1 bis 5)·
  18. 18. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein quergespaltener Fangring
    (15a bzw. 16a) aus hochelastischem Stahl gebildet ist (Figuren 6 bis 9)·
  19. 19· Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangring (15 bzw. 16; 15a
    bzw. 16a) von kreisrundem Querschnitt ist.
  20. 20. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser der Ringschulter (17 bzw. 18; 17a bzw. 18a) kleiner ist als der
    Durchmesser des als Stufenkolben ausgebildeten Schlagkol bens (13) in seinem Bremsabschnitt (13a).
    909827/0029 ORIGINAL INSPECTED
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