DE2004010A1

DE2004010A1 - Verfahren zur Anwendung beim Eintreiben von Befestigungselementen mit Schiesspulverkraft

Info

Publication number: DE2004010A1
Application number: DE19702004010
Authority: DE
Inventors: Samuli Aittomaeki; Sakari Tammi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-02-03
Filing date: 1970-01-29
Publication date: 1970-08-27
Also published as: GB1275202A

Description

PATENTANWÄLTE Dr. D. Thomsen H. Tiedtke G. Bühling Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. Dipl.-Chem.

TELEFON 0811/226894 TELEGRAMMADRESSE:, THOPATENT

Mönchen 29. Januar 1970 case 3056/TP - T 3^85

Samuli Aittomäki und Sakari' Tamrai' Helsinki (Pinnland)

Verfahren zur Anwendung beim Eintreiben von Befestigungselementen mit Schießpulverkraft

.Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit . dem man ein Befestigungselement, wie z.B. einen Nagel, das , ; mit einem bei der endgültigen Befestigung als Unterlage- |

scheibe wirkenden und beim Eintreiben dem Befestigungselement Führung gebenden Teil versehen ist, mit Hilfe der von Pulvergasen entfalteten Kraft in eine Befestigungsunterlage eintreibt.

- - · ι Wie u.a. aus dem einschlägigen Schrifttum (z.B, '

Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften Nr. Q 12033, . 5. Juni 1963 (Zentralvertriebebüro der Veröffentlichungen

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der Europäischen Gemeinschaften, Luxemburg, Metzer Platz 2) sowie DIN 7260, Entwurf, März I968) hervorgeht, ist es bekannt, Nägel und Befestigungselemente anderer Art in vorzugs-

weise harte Befestigungsunterlagen, wie z.B. Mauerwerk und Beton, unter Zuhilfenahme der Treibkraft von Pulvergasen einzutreiben, indem man den Druck der von einer zu diesem Zweck vorgesehenen Patrone beim Abbrennen entwickelten Pulvergase unmittelbar oder mittelbar auf das Befestigungselement in dessen axialer Richtung einwirken läßt. In einem Teil der bekannten Verfahren wird diese Wirkung mittelbar dadurch erzielt, daß das Befestigungselement in einem hierzu vorgesehenen Gerät, in dem es geeignete Führung hat, von einem Kolben vorwärts geschoben wird, der seinerseits in einem zweckmäßig zylindrischen Lauf von den Pulvergasen vorwärts getrieben wird. Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf Verfahren der letztgenannten Art.

Bei Verfahren der letztgenannten Art ist es ebenfalls bekannt, das Befestigungselement mit einer Unterlagsscheibe zu versehen, die beim Eintreiben des Elements zwischen dessen Kopfteil und demjenigen Teil zu liegen kommt, den man nach diesem Verfahren an der Befestigungsunterlage befestigt. Diese Unterlagsscheibe soll einerseits dem Zweck dienen, die die Haftung bewirkende Andruckkraft des Befestigungselements in geeigneter Weise auf die Fläche des zu befestigenden Teils zu verteilen und dabei z.B. ungewünschte Beschädigung z.B. durch Spalten sowie

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sonstige Verunstaltung dieser Fläche zu verhindern. Andererseits bietet die Unterlagsscheibe bei geeigneter Anordnung dem Befestigungselement während des Eintreibvorgangs im Eintreibgerät erwünschte geradlinige Führung.

Die bekannten Verfahren weisen jedoch u.a. den Nachteil auf, daß insbesondere beim Eintreiben des Befestigungselement s durch einen zu befestigenden Teil aus weichem | oder Faserstruktur aufweisenden Material, wie z.B. eine Holz-r leiste, ein Befestigungselement ohne Unterlagsscheibe häufig und eines mit Unterlagss'cheibe der zuvor bekannten Art auch recht oft dazu neigt, beim Auftreffen auf und teilweisen Eindringen in den zu befestigenden Teil ein Aufspalten oder sonstige Beschädigung zu verursachen. Dies ist vorwiegend darauf zurückzuführen, daß eine Unterlagsscheibe der herkömmlichen Art beim Auftreffen eine Biegung oder Knickung erleidet und damit eine Keilwirkung entfaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Verfahren zur Anwendung beim Eintreiben von Befestigungselementen mit Pulverkraft zu schaffen, welches den obigen Nachteil beseitigt und fernerhin einige weitere Vorteile liefert.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das Befestigungselement mit einem als Unterlagsscheibe wirkenden Teil ver-

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sehen ist, der infolge gewölbter Form hinreichende Steifigkeit besitzt, um beim Auftreffen keine Knickung zu erleiden, sondern im Falle merklichen Eindringes in die Fläche auf die er auftrifft, mit seinem Rand einen sauberen Schnitt ausführt. Vorteilhaft ist der Rand des gewölbten, als Unterlagsscheibe wirkenden Teils geschärft.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Kopf des Befestigungselements in seinem der Befestigungsunterlage zugewandten Teil als Unterlagsscheibe wirkender Teil ausgebildet sein.

Zweckmäßig ist das Befestigungselement mit einem weiteren, vor dem Eintreiben am Stiel oder an der Spitze des Elements sitzenden und vorzugsweise aus verhältnismäßig weichem Material, z.B. aus Kunststoff, bestehenden Teil versehen, der ebenfalls im Eintreibgerät eine Führungsaufgabe übernehmen kann und der im Zusammenwirken mit dem schneidenden Rand des als Unterlagsscheibe wirkenden Teils und mit dem Befestigungselement im übrigen beim Eintreiben eine möglichst elastische oder sonstwie der Befestigung dienliche Zwischenlage zwischen· dem Unterlagsteil und dem zu befestigenden Teil sowie eventuell tiefer in dem vom Befestigungselement beim Eintreiben erzeugten Loch bildet. Dieser Führungsteil kann u.U. zweckmäßigerweise mit einer Metalleinlage mit eventuell geschärftem Rand versehen sein, die einen Vorschnitt für das Loch zunEinführen des Befestigungselemente ausführt·

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Die Wirkungsweise eines Verfahrens nach der Erfindung und die verschiedenen mittels dieser erzielbaren Vorteile werden im folgenden anhand Schematiseher Zeichnungen an mehreren Ausführungsformen-näher erläutert.

Pig. 1 zeigt im Schnitt eine Unterlagsscheibe, mit der das Befestigungselement beim bisher bekannten Verfahren versehen sein,kann, und " verdeutlicht die unerwünschte Wirkungsweise einer Unterlagsscheibe dieser Art beim Befestigen z.B. einer Holzleiste*

Fig. 2 zeigt, im Schnitt, eine AusfiflX· ungsform des als Unterlagsscheibe wirkenden Teils bei einem Verfahren nach der Erfindung SOwie dessen entsprechende Wirkungsweise.

Fig. 3a zeigt im Schnitt ein Gerät zum Eintreiben eines Befestigungselements mit Pulverkraft mit eingesetztem Befestigungselement vor dem Eintreiben bei Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 3b zeigt an einer der Fig.« 3a entsprechenden Darstellung das Gerät nach erfolgtem Abschuß

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- 6 - ,
und Eintreiben des Befestigungselements.

Fig. 4 zeigt einige abgewandelte Ausführungsformen

des als Unterlagescheibe wirkenden Teils beim

Anwenden eines Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt zwei verschiedene Ausfuhrungsformen

des als Unterlagsscheibe wirkenden Teils beim Anwenden eines Verfahrens nach der Erfindung, wenn der Kopf des Befestigungsteils als Unterlägsscheibe wirkender Teil ausgebildet ist.

Fig. 6 zeigt einige abgewandelte Ausführungsformen des weiteren, bei Anwendung eines Verfahrens nach der Erfindung am Stiel oder an der Spitze des Befestigungselements verwendeten, vorzugsweise aus"weidäÄ-liäerial bestehendeTeils.

In Fig. 1 der Zeichnung ist oben· im Schnitt eine Unterlage· scheibe 2 dargestellt, wie sie häufig bei bekannten Verfahren der in Frage stehenden Art verwendet wird. Der untere Teil der Figur zeigt, wie dabei das Eintreiben dee Befestigungselements j,, hier eines Nagels 1, durch den zu befeetigendenTe.il M hindurch in die Befestigungsunterlage 5 hinein oft Knickung der Unterlagsscheibe in die mit 2a bezeichnete Form und infolge der dadurch entstehenden Keilwirtcung Spalten des zu

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- 7 -befestigenden Teils M verursacht.

Pig. 2 gibt den Grundgedanken der Erfindung zu erkennen; hier weist das Befestigungselement 1 einen als Unterlagsscheibe wirkenden Teil auf, der oben gesondert im Schnitt mit der Bezugsnummer 3 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Teil 3 topf artig gewölbt und es iät sein dem zu befestigenden Teil zugewandter Rand geschärft. Im unteren · ! Teil der Figur erkennt man, daß beim Eintreiben des Befestigungselements der besagte Teil 3 wegen seiner durch die Topfform erzielten Steifigkeit keine Knickung erfährt, vielmehr nur bei geeigneter Höhe der beim Eintreiben erzeugten Andruckkraft zentralsymmetrisch durchgebogen wird (3a), was dauernde elastische Kräfte hervorruft, die der Haftung des zu befestigenden Teils 4 an der Befestigungsunterlage 5 äußerst förderlich sind. In Abwesenheit,jeglicher Knickung entwickelt sich keine Keilwirkung, die den zu befestigenden Teil *» spalten würde. Hierzu- trägt ferner die Wirkungsweise des geschärften Randes von Teil 3 bei;· der einen sauberen kreisförmigen Schnitt der Oberfläche -des Teils ¹J ausführt und dabei seine eventuelle Faserstruktur zuschneidet. Als Folge hiervon hat die fertige Befestigung ein sauberes Aussehen» Falls das Material des zu befestigenden Teils k in geeignetem Grad, weich und/oder nach-, giebig ist> kann man durch geeignete Dosierung . - der Ein* ,-■ \

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treib-Pulverladung auch erreichen, daß der als Unterlagsscheibe wirkende Teil 3 sowie der Kopf des Befestigungselements 1 gänzlich in der entstehenden Vertiefung versenkt werden, wobei es möglich ist, nachträglich die Versenkung zu füllen und beispielsweise zu übermalen, womit die Befestigung gänzlich unsichtbar wird.

Fig. 3a und 3b verdeutlichen eine Ausfürüngsform des Verfahrens nach der Erfindung; und zwar ist in Fig. 3a ein zur Verwendung bei dem Verfahren geeignete-« Werkzeug oder Gerät mit eingesetztem Befestigungselement in Arbeitslage vor dem zu befestigenden Teil 4 und der Befestigungsunterlage 5 vor dem Eintreiben gezeigt, während Fig. 3b das Gerät nach erfolgtem Abfeuern der Patrone und Eintreiben des Befestigungselements wiedergibt. Gleiche Teile in beiden Teilfiguren:" sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, jedoch in Fig. 3b mit dem Anhangsbuchstaben b in ihrer neuen Lage nach dem Eintreiben ergänzt.

Da? in Fig. 3a und 3b gezeigte Gerät zum Eintreiben des Befestigungselements mit Pulverkraft besteht aus einem im wesentlichen zylinderischen Lauf 12 mit angeschraubtem Mundstückteil 10 und Schloßpartie 13 (sehr schematisch angedeutet). Im Lauf 12 kann sich der Kolben 9 in der Längsrichtung bewegen. Der Kolben hat am vorderen Ende eine Aufnahme für den Kopf des Befestigungselemente 1, das in der

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Anfangslage zentrisch im Lauf liegt und an der Spitze von einem Führungsteil 11 zentriert und geführt wird. Wenn durch Betätigung eines nicht gezeigten Abdrückmechanismus der Schlagboien 6 zum Anschlag an die Pulverpatrone 6 gebracht wird Und diese zündet, schleudert der Druck der Pulvergase den Kolben 9 sowie damit auch das Befestigungselement . 1 mit den dazu ge>hörenden Teilen in Richtung, auf die Befestigungs-unterlage 5 :

zu und treibt das Befestigungselement 1 durch den zu be- i

festigenden Teil 4 hindurch in die Befest-igungsünterlage 5 > hinein in die Lage Ib. Bei diesem Vorgang tritt die in Fig· 2 · bereits beschriebene Wirkung des als Unterlagsöcheibe wir^ kenden Teils 3 bzw, 3b des Befestiguhgselements ein, d.h.

diese dringt unter sauberem Schnitt mit seinem geschärften Rand um einen gewissen Betrag in den zu befestigenden Teil k :

ein, ohne diesen beispielsweise zu spalten* Zugleich wird der FÜhrungsteil 11, der vorteilhaft aus einem weichen Material, ζ.B* aus Kunststoff besteht, vor· dem Teil 3 vorange* f trieben»· Der Teil 11 ist in dem gezeigten Fall so beiressen und geformt, daß er beim Auftreffen auf den zu befestigenden Teil 4 eine gewisse Verformung erleidet und öich zu größerem [ Druchmesser als bei dem als Ünteplagsscheibe wiri<erden Teil 3 ausfe^eitet* ^D^^r Überstehende Rand des Teils 11 wird vom ge* schärften Rand des Teils 3 sauber weggeschnit ten und fällt als Abfall lib* weg, während der Übrige Teil in Form einer genau in die vom Teil 3 bewirkte Versenkung paseeniie in gewissem

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- ίο -

Grad elastische Zwischenlage 11b zwischen dem Teil 3 und
dem zu befestigenden Teil 4 zu liegen kommt. 9b bezeichnet den Kolben in seiner neuen Lage nach dem Eintreiben. Das Mün-

*
dungsstück 10 des Eintreibgeräts, welches eine zylindrische

Führungsöffnung aufweist, deren Durchmesser auf dem Durchmesser des Halses beim Kolben 9 abgestimmt ist und ferner so bemessen ist, daß sie dem Teil 3 des Befestigungselements in P der letzten Phase des Eintreibens gute Führung gewährt, hat infolge des Rückstoßes beim Abfeuern die Lage 10b eingenommen, in der es etwas von dem zu befestigenden Teil 4 absteht.
8b bezeichnet die abgefeuerte Patrone, 6b den Schlagbolzen in Zündstellung, /und 12b und 13b die durch den Rückstoß bedingten neuen Lagen der Teile 12 bzw. 13·

Zur Verteilung der Pulverkräfte beim Abfeuern der
Patrone ist zu merken, daß neben dem nützlichen Krafteinfluß Jk auf das Befestigungselement, durch den dieses eingetrieben wird, der Kolben eine gewisse Bewegungsenergie erhält, die teilweise am Ende des Vorgangs vom Mündungsteil 10 des
Geräts abgefangen werden muß. Wenn das Befestigungselement nach beendetem Eintreiben bündig mit dem zu befestigenden Teil sehr plötzlich zum Stillstand kommt, wirkt dadurch auf das Mündungsstück 10 ein recht kräftiger Schlag, der leicht mit der Zeit sowohl das Mündungsstück 10 als auch den Kolben 9 beschädigt. In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung dagegen bewirkt sowohl daa Eindringen des Teils 3 mit
Schnitt in den zu befestigenden Teil H hinein als auch

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die federnde oder plastische Zusammendrückung des Teils üb eine allmählichere Äbbremsung der in Bewegung stehenden Teile. Die hierbei verbrauchte Bewegungsenergie mindert die Schlagwirkung des Kolbens auf das Mündungsstück, so daß beide längere Zeit hindurch ohne Beschädigung einsatzfähig bleiben. ·

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Selbstverständlich kann man durch geeignete Dosierung Ί der Pulverladung in der Patrone 8 bei einem Befestigungselement gegebener Art und Größe und bei gegebener Art des zu befestigenden Teils M sowie der Befestigungsunterlage 5 und auch des Teils 11 die gewünschte Eindringtiefe des Kopfes vom Befestigungselement erzielen.

Fig. 4 zeigt einige Ausführuhgformen des als Unterlagsscheibe wirkenden Teils 3» der bei einan Verfahren nach der Erfindung zur Anwendung kommt. Wie die Figur zeigt, kann | dieses gemäß A kalottenfömig mit geschärften Rändern sein, gemäß B töpfförmig mit geschärften Rändern^gemäß C aus verhältnismäßig dünnem, eventuell gehärtetem Material und u.U. auch ohne besonders geschärfte Ränder in gewölbter Form.gefertigt sein oder gemäß D in Fig. 4 tellerförmig' sein. " :

Fig. 5 zeigt zwei günstige Formen des Befestigungselements,..;, nach einer weiteren Ausführungsform cter-JJrßindunjs, 4ie, da-.... durch gekennzeichnet = ist, daß der. Kppf ^eB₅.ße^eflitiEungs-,, . _K elements selbst in seiner Randpartie .zu,,dem,als,.l|nterlags-

009835/1389 , . ■ - *"'

scheibe wirkenden Teil ausgebildet ist. Sowohl bei A als auch bei B in Fig. 5 weist somit der Kopf des Befestigungselements einen der Befestigungsunterlage zugewandten, gewölbten Teil 3 mit geschärftem Rand auf. Die Wirkung dieser Anordnung beim Verfahren ist die gleiche wie zuvor beschrieben.

P Fig. 6 zeigt einige Aus führurgs formen, in denen bei

einem Verfahren nach der Erfindung der vorzugsweise aus weichem Material, z.B. aus Kunststoff, bestehende Führungsteil 11 vorteilhafterweise angeordnet werden kann. Dieser Teil kann somit vor dem Eintreiben am Stiel des Befestigungselements sitzen, wie in A, D und E in Fig. 6, oder an deren Spitze, wie in B und C in Fig. 6 angedeutet ist. Die Wirkungsweise ist in den erstgenannten Ausführungsformen im wesentlichen wie bei dem zuvor beschriebenen Teil .11. In den

^ letztgenannten Fällen ergibt sich der Vorgang., daß beim Ein-

treiben die Spitzenpartie des Befestigungselements vom Material des Teils 11 ednen Teil durch elastische oder plastische Verformung und/oder durch Abreißen mit in das Loch hineinzieht, das das Befestigungselement für sich bereitet. Dies ist j η gewissen Fallen dom guten Halt des Befestigungselemente in eingetriebener Lage dienlich. Die Ausführungs* form C in Fig. 6 besitz eine Metalleinlage 1 *4 im Teil 11, die das Loch für die Einführung des Befestigungselements vorschneidet und die eventuell einen geschärften Rand haben

^kann· 009835/1389

BAD ORIGINAL

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der als Unterlagsscheibe wirkende Teil 3 oder der Führungsteil 11 oder beide sternförmig gezackt sein, wie bei B in Fig. 5 und bei'E in Fig. 6 zu eri<ennen:ist. Desgleichen kann man den Führungsteil 11 mit radialen Vorsprüngen.versehen, so daß er einem Zahnritzel ähnelt, wie bei D in Fig. 6 angedeutet ist. Die gezackten Ausführungsformen j

haben den besonderen Vorzug, daß die zuvor beschriebene Schnittwirkung mit hoher Sicherheit ohne Spaltwirkung . eingeleitet wird. Diese Ausführungsform ebenso wie diejenige nach D in Fig. 6 bieten fernerhin gewissen zusätzlichen Halt gegen Verdrehung des Befestigungselements.

Der Kopf des Befestigungselements kann alle bei bekannten Verfahren üblichen Formen haben. So kommt z.B. ■ außer einem gewöhnlichen Nagelkopf verschiedenartiger Formen auch ein Gewindestutzen, eine öse, ein Haken, ein Dübelkopf u. dgl. in Frage.

Als Material für den als Unterlagsscheibe wirkenden Teil am Befestigungselement nach der Erfindung kommen der Werkstoff des Befestigungselements selbst in Frage sowie ferner verschiedenartige Metalle, sonstige Werkstoffe mit geeigneter Härte vnd auch Zähigkeit, u.a. pulvermetallurgisch^ Erzeugnisse und Hartkunststoffe u.dgl.

Als Mäte^aL._rf|h· d(|n Führungpteil am Stiel oder an der

BAD

Spitze des Befestigungselements bei einem Verfahren nach der Erfindung können weiche und auch härtere Kunststoffe, Gummi- und gummiähnliche Stoffe, natürliche und künstliche

Faserstoffe, u.a. Holz und Holzerzeugnisse sowie Papiererzeugnisse, verschiedene Metalle u. dgl. dienen.

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Claims

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Patentansprüche ·

( !.^Verfahren zur Anwendung beim Eintreiben eines
Befestigungselements in eine Befestigungsunterlage mit Hilfe der von Pulvergasen entfalteten Kraft, wobei das Element mit einem bei der endgültigen Befestigung als Unterlagsscheibe wirkenden und beim Eintreiben dem Befestigungselement
Führung gebenden Teil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Unterlagsscheibe wirkende Teil (3, 3^f) eine gewölbte, erhöhte Steifigkeit gegen Knickung gebende Form wie Kalotten-, Topf- oder TeHerform od.dgl« hat, und mit
seiner konkaven Seite der Befestigungsunterlage (5) zugewandt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der als Unterlagsscheibe wirkende Teil (3, 3') für einwandfreies Eindringen in den zu befestigenden Teil (U) geschärfte Ränder hat.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (1) mit einem an
seinem Stiel oder an seiner Spitze sitzenden Führungsseil
(11) versehen ist, von dem der.als Unterlagsscheibe- wir kende Teil (3) 3') beim Eintreiben eine in die von diesem bewirkte Versenkung im zu befestigenden Teil (4) genau passende Zwischenlage (lib) ausschneidet und von dem das eefeetiguneeelement (i) eventuell einen Teil in das von ihm ^: 009135/1389

BAD

- 16 bereitete Loch mitzieht.

Ί. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Unterlagsscheibe wirkende Teil (3) vor dem Eintreiben am Kopf des Befestigungselements (1) anliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als UnterlagsBcheibe wirkende Teil (3) vor dem Eintreiben auf dem Stiel des Befestigungselements (1) sitzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Befestigungselements (1) zu dem als Unterlagsscheibe wirkenden Teil (3') ausgebildet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Unterlagsscheibe wirkende Teil (3, 3¹) gezackten Rand hat.

8. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (11) gezackten und eventuell geschärften Rand hat.

9. Verfahren nach Anspruch 3« dadurch gekennseiohnet, daß der Führunßsteil (11) radiale Vorsprünge etwa in Form eines Zahnritzels aufweist.

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10. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (11) zum Vorschneiden des Lochs für das Befestigungselement (1) eine Metalleinlage (I¹I) aufweist, deren Rand gegebenenfalls geschärft ist.

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