DD207854A5

DD207854A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von borstenbuendeln und einzelborsten aus kunststoff

Info

Publication number: DD207854A5
Application number: DD83248031A
Authority: DD
Inventors: Georg Weihrauch
Original assignee: Pedex & Co Gmbh
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1983-02-17
Publication date: 1984-03-21
Also published as: EP0086412B1; DE3380397D1; EP0086412A2; DE3205641C2; ES519833A0; ES8401535A1; EP0086412A3; US4804232A; DE3205641A1; ATE45473T1

Abstract

BEI EINEM VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON BORSTENBUENDELN ODER EINZELBORSTEN AUS KUNSTSTOFF FUER BUERSTEN, BESEN ODER PINSEL WERDEN ENDLOS-MONOFILE HERGESTELLT UND DIESE ENTWEDER DIREKT AUF EINE SPULE AUFGEWICKELT ODER IN EINER GANZ ODER TEILWEISE DER BORSTENZAHL IM BUENDEL ENTSPRECHENDEN ZAHL ZUSAMMENGEFUEHRT,DER ENTSTEHENDE BUENDELSTRANG VERDRILLT UND DIESER BZW. DIE MONOFILE AUF EINEM FLANSCHLOSEN SPULENKERN IM KREUZSPULVERFAHREN AUFGEWICKELT. HIERDURCH WIRD BEI VORGEGEBENER BAUGROESSE DER SPULE DER KRUEMMUNGSRADIUS DES MONOFILS BZW. DES BUENDELSTRANGS VERGROESSERT UND DAMIT SEINE BLEIBENDE VERFORMUNG REDUZIERT. FERNER KANN AUF EINER SOLCHEN SPULE EINE WESENTLICH GROESSERE LAENGE AN ENDLOS-MONOFILEN UNTERGEBRACHT UND DAS TARAGEWICHT DER SPULE REDUZIERT WERDEN. IN VERARBEITUNGSTECHNISCHER HINSICHT ERGIBT SICH DER VORTEIL, DASS DIE MONOFILE ODER DER VERDRILLTE BUENDELSTRANG IN RICHTUNG DER ACHSE DES KREUZWICKELS ABGEZOGEN WERDEN KOENNEN, SO DASS SICH DIE LAGERUNG DER SPULE UND DER AUFBAU DER ABZUGSEINRICHTUNG AN DER BUERSTENMASCHINE VEREINFACHEN.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln und Einzelborsten aus Kunststoff

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenbündelh oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten, Besen, Pinsel oder dgl., '' indem Endlos-Monofi Ie hergestellt und diese entweder unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündelstrang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewickelt wird, von der die Monofile bzw. der Bündelstrang taktweise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und zuvor oder danach jede Einzelborste bzw. jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besenoder Pinselkörper befestigt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Herstellung von Borsten und deren Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und Pinsel Industrie erfolgt seit Jahrzehnten im wesentlichen unverändert. Wie bei der Verarbeitung von Naturborsten, muß auch bei Kunststoffborsten - mit Ausnahme dort, wo nur Einzelborsten eingesetzt werden - zunächst ein Bündel hergestellt werden, in welchem die Borsten in der gewünschten Anzahl vorliegen. Dieses Borstenbündel wird dann in den Bürsten-, Besen- oder Pinselkörper eingesetzt und an diesem befestigt, z. B. durch Stopfen, Kleben, Schweißen (bei Kunststoff borsten), Kitten oder dgl. Kunststoffborsten bieten dabei Verarbeitungstechnik den Vorteil, daß sie aus Endlos-MonofiIen im Wege des Extrudierens oder Spinnens

hergestellt werden können. Die Monofile werden dann zu einem Strang zusammengefaßt, dieser in eine Papier- oder FoIi en verpackung eingehüllt und auf die_:gewünschte Borstenlänge zugeschnitten.

Bei der Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und Pinselindustrie muß dann das Borstenbündel von Hand von seiner Verpackung befreit und fortlaufend in das Magazin der Bürsten-, Besen- oder P insel maschine eingegeben werden. Damit konnte zwar, - gegenüber Naturborsten - eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung bei der Herstellung der Borsten erreicht werden, ihre Verarbeitung jedoch blieb unverändert kostenaufwendig. So muß z.B. das Maschinenpersonal zwisehen 15 und 30 % der Zeit - je nach Verfahren - für die Versorgung der Maschine mit Borsten aufwenden. ·-..' '··

Seit ν ielen Jahren ist man bemüht, diesen aufwendigen Verarbeitungsgang zu sparen und statt dessen Endlosborsten unmittelbar zu verarbeiten. Es wird dabei so vorgegangen, daß bei der Borstenherstellung ein Bündel strang aus Endlos-Monofilen verdrillt und auf einer Flanschspule in Parallel lage aufgewickelt wird. Durch das Verdrillen des Bündelstrangs wird eine Schlaufenbildung vermieden. Die Flanschspul e mit dem Parallelwickel wird dann an den Bürsten- bzw. Besenhersteil er geliefert. Die Bürsten- bzw. Besenmaschine besitzt eine Aufnahme für die Flanschspule, von der der Bund el strang etwa tangential und taktweise abgezogen und einer Schneideinrichtung zugeführt wird, die den Bündel strang auf die gewünschte Borstenlänge ablängt. Das einzelne Borstenbündel gelangt dann direkt in die Stopf werkzeuge zur Befestigung am Bürstenoder Besenkörper, Es sind mehrere Maschinen^zür Verarbeitung solcher Endlosborsten entwickelt worden. Derartige Lösungen haben sich aber in der Praxis nicht durchgesetzt.

Verfahren der zuvor geschilderten oder ähnlichen Art haben den Nachteil, daß bei vertretbarer Baugröße und handhabungsfähigem Gewicht der Flanschspulen deren Durchmesser nicht allzu groß werden darf, um eine ausreichende Länge unterbringen zu können. Dies führt dazu, daß der Bündelstrang bzw. die Monofile vor allem im inneren Bereich der Flansch-

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spule mit einem vergleichsweise kleinen Krümmungsradius aufgewickelt werden muß. Da annähernd jeder Kunststoff, vor allem aber dje für Borsten eingesetzten Kunststoffe keine ausreichende Kriechfestigkeit besitzen bzw. Kaltfluß-Erscheinungen zeigen, führt insbesondere eine länger Lagerung auf der Spule zu einer bleibenden Krümmung, die durch die Rückstellkräfte der Borste nicht überwunden werden kann. Das geradlinige Ausrichten der Borste ist praktisch unmöglich. Es dürfen deshalb solche Spulen zwischen dem Wickelvorgang und der Verarbeitung nicht allzu lange gelagert werden.

Ziel der Erfindung . , ;

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzel borsten aus Endlos-Monofilen das bei rationeller Arbeitsweise zu annähernd krümmungsfreien Borsten führt. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, -daß der Einfluß der mangelnden Kriechfestigkeit des Kunststoffs reduziert und auch nach längerer Lagerung noch einwandfreie Borsten erhalten werden können, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Monofile bzw. der verdrillte Bündel strang im Kreuzspul verfahren aufgewickelt werden.

Beim Kreuzspul verfahren wird das Monofil bzw. der verdrillte Bündestrang nicht in Umfangsrichtung, sondern mit einer einstellbaren Steigung auf einem Spulenkern aufgewickelt mit dem Ergebnis, daß der

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Krümmungsradius des Bündelstrangs bzw. des Mpnofils bei gleicher Baugröße der Spule gegenüber einem ParallelwioXel erheblich vergrößert werden kann. Selbst wenn dieser Krümmungsradius durch Kaltfluß nicht mehr aufhebbar sein sollte, stört di es bei der späteren Verarbeitung der Borstenbündel bzw. Borsten nicht, da nach dem Zuschneiden die Länge der einzelnen Bor ste klein genug ist, um ein annähernd geradliniges Erzeugnis zu erhalten.

Darüber hinaus bringt das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren beachtlichen Vorteil. Während bisher bei der Herstellung von Endlosborsten ausschließlich Flanschspulen eingesetzt werd en konnten, lassen sich nun einfache flanschlose Spulenhülsen bzw. Spulenkerne verwenden,

da ein Kreuzwickel den Vorteil hat, daß die einzelnen Wickellagen von ) ' . ' ,'

der Spule nicht abrutschen können. Der Spulenkern, der in seiner einfachsten Ausführung als Papphüjse ausgebildet sein kann, weist ein wesentlich geringeres Gewicht als eine Flanschspule auf, so daß sich das Verhältnis von Tara- und Nettogewicht erheblich günstiger darstellt. Die Material- und Transportkosten lassen sich damit beachtlich reduzieren. Untersuchungen in der Praxis haben ergeben, daß beispielsweise di e Kosten der Spule gegenüber herkömmlichen Flahschspul eri nur etwa ein Drittel betragen, wobei zugleich bis zum achtfachen Borstengewicht untergebracht werden kann. Gleichzeitig ergi bt sich gegenüber den Flanschspulen'ein erheblich geringerer Raumbedarf, besonders bei der Lagerung und dem Transport der Leer spul en, insbesondere wenn die Spulenhülsen konisch gestaltet werden.

Das Kreuzspul verfahren läßt erfindungsgemäß auch ein Aufwickeln ohne Spul enkem zu. Bei diesen selbsttragenden Kreuzwickeln werden die Spulen völlig eingespart und die Verbilligung der Lagerung und Transportkosten ist noch größer.

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Durch den größeren Spulertinhalt werden sowohl die Laufzeiten beim Aufwickeln in der Borstenfertigung, als auch beim Abwickeln in der Bürsten-, Besen- und P insel fertigung erheblich verlängert, so daß die Spulen weniger häufig ausgewechselt werden müssen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise so vorgegangen,, daß der oder die verdrillten Bünde Istränge zunächst in Parallellage, z.B. auf eine oder mehrere große Produktionsspulen, aufgewickelt, daraufhin von diesem Parallel wickel abgezogen und anschliessend im Kreuzspul verfahren aufgewickelt werden. Dadurch lassen sich in verfahrenstechnischer Hinsicht die Herstellung des Bündelstrangs und das Kreuzwickeln voneinander trennen, indem als Zwischenspeicher der Parallelwickel dient. Dies ermöglicht auch, im Bedarfsfall mehrere Bündel stränge von verschiedenen Produktionsspulen auf einen Spulenkern im Kreuzspulverfahren aufzuwickeln. !

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet für die Bürsten-, Besen- und Pinsel Industrie ferner die Möglichkeit, daß der oder die Bündelstränge bzw. die Monofile von dem Kreuzwickel in Richtung der Wickelachse abgezogen und weiter verarbeitet werden. Bei herkömmlichen Fl anschspulen erfolgt der Abzug tangential und taktweise, wobei ein ständiger Wechsel von Beschleunigung und Verzögerung der Bündelstränge bzw. der Einzelborsten notwendig ist. Der Antrieb der Abzugseinrichtung und die Aufhängung der Spulen ist deshalb relativ aufwendig. Durch den erfindungsgemäß erzeugten Kreuzwickel können die Bündelstränge bzw. die Einze Ibo rsten in Richtung der Wicke !achse bzw. parallel dazu abgezogen werden. Damit vereinte terung und die Abzugseinrichtung erheblich.

raliel dazu abgezogen werden. Damit vereinfachen sich die Spul enhal-

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Vorrichtung aus, die aus ein oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeu-

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gung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofile zu einem Bündel strang und zum Verdrillen desselben sowie einem Spulbock zum Aufwickeln des Bündel Strangs besteht . Bei Monofilen entfällt die Einrichtung zum Zusammenführen derselben zu einem Bündeistrang und zum Verdrillen desselben. Hier ist auch nicht unbedingt ein Spulbock erforderlich , da die Monofi Ie auch direkt im Kreuzspul verfahren auf einen Spulenkern aufgewickelt werden können. Die zuvor genahnte Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine den verdrillten Bündelstrang oder die Monofile aufnehmende Kreuzspulmaschine mit Lieferwerk und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende, flanschlose Spulenhülse großen Durchmessers. Erfindungsgemäß ist dabei auch die Herstellung eines selbsttragenden Kreuzwickels ohne Spulenhülse möglich.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Einrichtungen, wie V erdrill einrichtung, Kreuzspul maschine mit Lieferwerk, flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülsen sowie ein kernfreies Wickeln sind im Stand der Technik bekannt, weshalb eine nähere Beschreibung hier unterbleiben kann.

Mit Vorteil ist bei der zuvor geschilderten Vorrichtung vorgesehen, daß hinter der Verdr i I !einrichtung ein Spulbock angeordnet ist, der zunächst zur Bildung eines Parallelwickels dient, und daß die solchermaßen hergestellte Spule mit Parallel wickel am Lieferwerk der Kreuzspul maschine anbringbar ist. Hiermit lassen sich die Herstel lung der Endl os-Monofile u nd die Erzeugung des Kreuzwickels räumlich und zeitlich voneinander trennen, was in verfahr enstechnischer Hinsicht einige Vorteile bietet.

Für die Weiterverarbeitung des Kreuzwickels geht die Erfindung von bekannten Bürsten-, Besen- und Pinselmaschinen aus, di e eine oder mehrere Aufnahmen für die Spule, Abzugseinrichtungen für den Bündel strang

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bzw- di e Monofile sowie Schneideinrichtungen zum Ablängen auf Borstenlänge aufweisen. Solche Maschinen zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Aufnahmen an den Maschinen zur Lagerung von Spulenhülsen bzw. von selbsttragenden Kreuzwickeln eingerichtet sind und daß die Zugrichtung der Abzugseinrichtungen mit der Achse der Spulenhülsen bzw. des Kreuzwickels etwa zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft.

Auch diese Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind für sich auf anderen Einsatzgebieten bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung und zeichnerische Darstellung erübrigt.

Insgesamt schafft das erfindungsgemäße Verfahren für die Bürsten-, Besen- und Pinsel Industrie die Voraussetzungen für eine vollautomatische Fertigung.

Ausführungsbeispiele

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung wie folgt wieder gegeben sind:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Aus

führungsform zur Herstel lung eines Kreuzwickeis aus Monof.ilen;

Figur 2a,b,c eine schematische Ansicht einer Aus

führungsform zur Herstellungeines Kreuzwickels aus einem Bündel strang;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Vor

richtung zur Weiterverarbeitung der Kreuzwickel .

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In Figur 1 sind mehrere Extruder 1 erkennbar, die eine Vielzahl von monofilen Endlosborsten 2 erzeugen. Die Monofile werden bei 3 zu einem Strang 5 zusammengeführt, der über ein Lieferwerk 4 von einer KreuzSpulmaschine 6 abgezogen wird. Beim wieder gegebenen Ausführungsbeispiel sitzt auf der Kreuzspülmaschine 6 eine zylindrische Spulenhülse 7, auf der der Monofilenstrang zu einem ₍ zylindrischen Kreuzwickel 8 aufgewickelt wird.

Vor der Bürsten-, Besen- oder Pinselmaschine befindet sich die in Figur 3 gezeigte Einrichtung. Sie weist entweder, wie im linken oberen Teil wiedergegeben, mehrere horizontal gelagerte Achsen zur Aufnahme der Spulenhülsen 7 bzw. der Kreuzwickel 8 in horizontaler Lage oder aber, wie» im I inken unteren Teil der Figur 3 gezeigt, mehrere j vertikale Achsen zur Aufnahme der Spulenhülsen 7 bzw. der Kreuzwickel in vertikaler Lage auf. Hinter den Aufnahmen für die Spulenhülsen 7 ist eine Abzugeinrichtung 9 angeordnet, die den Monofilenstrang von den Spulenhülsen? abzieht ,wobei der Abzug bei horizontaler Lagerung der Spulenhülsen 7 etwa tangential, bei vertikaler Lagerung hingegen achspärallel zum Kreuzwickel 8 erfolgt. Hinter dem Abzugswerk 9 ist eine Schneideinrichtung 10 angeordnet, die den Monofilenstrang taktweise auf die gewünschte Borstenlänge abschneidet, so daß die Einzelborsten an der dahinter angeordneten, im übrigen aber ' . bekannten Maschine in den Körper des Arbeitsgerätes, z.B. einer Bürste, eines Pinsels, eines Besens od.dgl. eingesetzt werden können.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 wird ein verdrillter Bündelstrang hergestellt. Zu diesem Zweck gelangen die von den Extrudern 1 erzeugten Endlos-Monofilen 2 über eine Zusammenführung 3 als Parallelstrang 5.zu einer Verdrilleinrichtung 11. Vor dieser Verdrilleinrichtung wird der dann verdrillte Bündelstrang 12 mittels eines

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Spulenbocks 13 und einer Flanschspule 14 abgezogen und zu einem Parallel wickel 15 aufgewickelt (Figur 2a).,

Anschließend wird der verdrillte Bündel strang 12 von dem Parallelwickel 15 der Flanschspule 14 , die gegebenenfalls in vertikale Lage umgesetzt wird, über ein Lieferwerk 4 von einer Kreuzspul maschine 6 abgezogen. Auch diese weist wieder eine zylindrische Spulenhülse 7 großen Durchmessers auf, auf der aus dem Bündelstrang 12 ein selbsttragender zyl indrischer Kreuz- ^! wickel 8 hergestellt wird. Statt der zylindrischen Spulenhülse kann auf der Kreuzspulmaschine 6 auch eine konische Spulenhülse angeordnet werden, so daß ein konischer Kreuzwickel 17 entsteht (Figur 2c). Beide Kreuzwickel 8 bzw. 17 werden in der in Figur gezeigten Weise weiterverarbeitet, wobei hinter der Schneideinrichtung 10 ein Borstenbündel aus leicht verdrillten Einzel borsten erhalten wird.

Claims

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*" AP A 4b B/248 031 2

E rf indungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten, Besen, Pinsel od· dgl_e, indem Endlos-Monofile hergestellt und diese entweder unmittelbaraauf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündelstrang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewickelt wird, von der die Moriofile bzw· der Bündelstrang taktweise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und zuvor oder danach jede Einzelborste bzw« jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besen- oder Pinselkörper befestigt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Monofile bzw· der verdrillte Bündelstrang im Kreuzspulverfahren aufgewickelt wird· ..· .

2·· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der verdrillte Bündelstrang zunächst in Parallellage aufgewickelt, ' von diesem Parallelwickel abgezogen und anscnließend im Kreuzspulverfahren aufgewickelt wird·

3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß zugleich mehrere Monofile oder mehrere verdrillte Bündelstränge auf eine Spule im Kreuzspülverfahren aufgewickelt werden·

4· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Monofile oder der Bundelstrang von dem Kreuzwicke^ in Richtung der Wickelachse abgezogen, auf Borstenlänge geschnitten und zuvor oder danach an den Bürsten-, Besen- oder Pinselkörpern befestigt werden·

5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt

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AP A 46 Β/248 031 2

1 für Borstenbündel, bestehend aus einer oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeugung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofile zu einem Bündelstrang und zum Verdrillen desselben sowie einem Spulbock zum Aufwickeln des Bündelstrangs, gekennzeichnet dadurch, daß eine den verdrillten Bündelstrang (12) aufnehmende Kreuzspulmaschine (6) mit Lieferwerk (4) und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel (8) aufnehmende flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülse (J oder 1.6). großen Durchmessers, vorgesehen ist. % ' . ' . '
6. Vorrichtung nach Punkt 1 für Einzelborsten, bestehend aus einer oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeugung von Endlos-Monofilen, gekennzeichnet dadurch, daß eine das oder die Monofile (2;5) aufnehmende Kreuzspulmaschine (6) mit Lieferwerk (4) und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel (8) aufnehmende flanschlose, zylindriohe oder konische Spulenhülse (7) großen Durchmessers, vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Kreuzwickel (8;17) selbsttragend ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Punkte 5 bis 7 nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß hinter der Verdrilleinrichtung (11) ein Spulbock (13) zur Bildung eines Parallelwickels (15) angeordnet ist und daß dessen Spule (14) am Lieferwerk (4) der Kreuzspulmaschine (6) anbringbar ist.

9· Vorrichtung nach einem der Punkte 5 bis 7 nach Punkt 4 mit einer an der Bürsten-, Besen- oder Pinselmaschine angeordneten Aufnahme für den Wickel, einer Abzugseinrichtung für die Monofile bzw. den Bündelstrang und einer Schneideinrichtung zum Ablängen der Monofile bzw. des Bündelstrangs auf Borstenlänge, gekennzeichnet dadurch, daß die Aufnahme zur Lagerung der Kreuzwickel (8;17) eingerichtet ist imd

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daß die Zugrichtung der Abzugseinrichtung (9) mit der Achse des Kreuzwickels (8;17) etwa zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen. .