EP3876789B1 - Bündelvereinzelner eines bürstenstopfwerkzeugs und verfahren zum vereinzeln von bündeln - Google Patents

Bündelvereinzelner eines bürstenstopfwerkzeugs und verfahren zum vereinzeln von bündeln Download PDF

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EP3876789B1
EP3876789B1 EP19801820.2A EP19801820A EP3876789B1 EP 3876789 B1 EP3876789 B1 EP 3876789B1 EP 19801820 A EP19801820 A EP 19801820A EP 3876789 B1 EP3876789 B1 EP 3876789B1
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EP
European Patent Office
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recess
bundle
bristles
during
swiveling
Prior art date
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EP19801820.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3876789A1 (de
Inventor
Bart Gerard Boucherie
Henk Vandenbussche
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GB Boucherie NV
Original Assignee
GB Boucherie NV
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Publication date
Application filed by GB Boucherie NV filed Critical GB Boucherie NV
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Application granted granted Critical
Publication of EP3876789B1 publication Critical patent/EP3876789B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D1/00—Bristles; Selection of materials for bristles
    • A46D1/08—Preparing uniform tufts of bristles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/042—Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles using an anchor or staple
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/08—Parts of brush-making machines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/08—Parts of brush-making machines
    • A46D3/082—Magazines for bristles; Feeding bristles to magazines; Knot picking

Definitions

  • the invention relates to a method for separating bundles for a brush tamping tool.
  • the invention relates to a bundle separator of a brush tamping tool, with a bundle collector which can be pivoted back and forth about an axis between a transfer position on a tamping tool and a pivoted-back position and, in doing so, moves along a bristle magazine with an outer side and a recess provided in the outer side and receives a bundle from the bristle magazine in the recess.
  • such bundle separators always comprise a plate-shaped bundle collector with a circular segment-shaped outer side, which can be reversibly pivoted about a vertical axis.
  • the DE 20 2004 016 409 U1 describes a bundle separator in which the number of bristles filled into the recess, also called the notch, is changed from working stroke to working stroke in order to be able to stuff bristles in which tufts with different numbers of bristles are processed. After the tuft is removed, the cross-section of the recess is changed in order to achieve this.
  • a bundle separator is known that is intended to solve the problem of the fanning out of tufts after they have been picked up in the recess.
  • a pressure piece is provided that is mounted inside the plate-shaped bundle separator and is not housed next to the plate, but in the recess. The pressure piece can optionally be moved in the recess during the movement of the bundle separator in order to increase the degree of filling, i.e. to press the bristles together.
  • WO 2011/030685 A1 A bundle separator which can also separate bundles of different sizes and thus adjusts the recess from working stroke to working stroke in order to avoid different bundle separators which would otherwise be necessary.
  • the cycle rates of bundle separators are constantly increasing, while at the same time the reject rate is to be reduced, which is a contradiction in itself.
  • the bristle magazines contain standing bristles that are pre-tensioned transversely to their longitudinal direction, so that the bristles in the bristle magazine are pressed towards an open side of the bristle magazine, which is limited by the outside of the bundle collector.
  • the pre-tension of the bristle magazine then ensures that bristles are pressed into the recess on the open side when the brush moves along the recess.
  • the brush manufacturer specifies a certain maximum tolerance for the bristles that must be separated, e.g. 5-10% more or less bristles than the ideal number of bristles per tuft.
  • the object of the invention is to create a bundle separator which has a high level of reliability when filling the recess at high cycle rates.
  • a correspondingly improved method for separating bundles is to be specified.
  • the method according to the invention accordingly provides that the recess is, so to speak, "overfilled” and takes up more than the necessary bristles in order to then obtain the correct number of bristles for the bundle by pressing them out.
  • the recess is preferably completely open during the pivoting back, that is, at least in the fully pivoted back position, in order to accommodate sufficient bristles.
  • the cross-section of the recess is reduced, for example, during the singling operation, in particular during the pre-pivoting, by at least 10%, preferably at least 15%, in order to ensure that there were actually too many bristles originally contained in the recess. This naturally also applies to the bundle singulator according to the invention.
  • a bundle separator of the type mentioned at the beginning in which a pushing-out device is provided which is designed such that during the separating operation, on the path in which the recess moves along the open side of the bristle magazine, it reduces the cross-section of the recess and pushes bristles from the recess back into the bristle magazine.
  • the present invention provides for the use of an oversized recess, with the aid of which more bristles can be removed from the bristle supply more easily than is desired. This ensures that more bristles are pushed into the recess than would be permitted according to the upper tolerance limit for the stuffing process. This ensures that, in contrast to the prior art, not too few bristles migrate into the recess.
  • a first variant for implementing the ejection device in a simple manner is to use a stationary deflector. This is arranged in the area of the open side of the bristle magazine and in a plan view of the bundle collector so that it increasingly overlaps with the recess as it pivots forwards.
  • the deflector increasingly gets in the way of it, or more precisely the bristles that protrude from the recess, so that the bristles move against the deflector and the deflector with its deflector surface pushes the bristles moving on the circular path back outwards into the bristle magazine.
  • the deflector can have a convexly curved deflector surface against which the bristles in the recess move when pivoting forwards or backwards and which runs obliquely into the path of movement of the bristles in the recess.
  • the convex curvature is in particular a continuous curvature, i.e. the part of the deflector surface that comes into contact with bristles has no steps or edges.
  • the "singling operation" is not an adjustment procedure for realigning and setting the bundle separator, but the singling operation is the ongoing operation during which the bundle collector is swung forwards and backwards at the working cycle rate of the bundle separator.
  • the cross-section of the recess is reduced by a separate ejection device so that some of the bristles picked up first are pushed back into the bristle magazine either when swinging forwards (i.e. when swinging in the direction of the transfer position), or in the rear dead center position opposite the transfer position, or when swinging back after the recess has been filled. The filling itself always takes place during the swinging back.
  • the ejection device is a movable part attached to the bundle collector, which can move in sections over the recess, whereby “over” does not necessarily mean that the movable part is above the recess; it can also be below the recess, or in a slot in the bundle collector. Rather, the general point here is that when looking at the bundle collector from above, the movable part and the recess overlap, thus reducing the (free) cross-section for receiving bristles when looking from above.
  • the moving part is moved by a drive that is remote from the bundle collector.
  • This drive is therefore not located on the bundle collector, but outside the bundle collector. This reduces the mass of moving parts.
  • the drive to have a stationary or driven curved track along which a driver moves.
  • the driver is coupled to the moving part.
  • the curved track is designed in such a way that the moving part closes the recess on the bundle collector in sections when it pivots forward.
  • a stationary curved track is, for example, implemented using a type of cylindrical track along which the driver moves.
  • the corresponding curved track has different sections, with different distances from the axis of the bundle collector, around which it pivots. This allows the moving part to be moved in such a way that it presses against the bristles in the recess when it pivots forward.
  • the curved track can also be driven, i.e. rotated by its own drive in order to cause the moving part to move radially outwards during this rotation through a mechanical coupling with the moving part.
  • the moving part is in particular a pivoting lever or a reversibly movable plunger.
  • a roller that moves along the curved track is used as a driver.
  • excess bristles are only pushed out of the recess when swiveling forwards, i.e. when swiveling in the direction of the transfer position, so that there is enough time to accommodate the bristles when swiveling back.
  • the cross-section is continuously reduced during the forward or backward swiveling, i.e. there is no sudden movement, but the movement path is used to bring about a continuous reduction in the cross-section. This prevents bristles from jamming.
  • the ejection device can be designed in such a way that the recess is increasingly opened when pivoting back, preferably even being completely open in the pivoted-back position after initially being at least partially open.
  • the ejection device ensures a change in the cross-section of the recess, which is the same when swiveling forwards and backwards. This means that when swiveling back, the recess is initially smaller than in the swiveled-back position and then becomes larger. When swiveling forwards, it then becomes smaller again by the same amount.
  • Another variant of the invention provides that this course of the change in the cross-section of the recess is different when swiveling forwards and backwards. In particular, the recess is always completely open when swiveling back and is only reduced when swiveling forwards. This can make filling the recess even easier.
  • FIG. 1 a bundle separator 10 of a stuffing tool 12 is shown, which has a tip 14 that can be moved back and forth in the direction of arrow X.
  • a tongue 16 ensures that a bundle of bristles is pushed over the tip into a bristle carrier 18.
  • An anchor (not shown), which is pushed in with the bundle through the tongue 16, ensures that the bundle is anchored in the bristle carrier 18.
  • the bundle separator 10 comprises a so-called bundle collector 20, which can be pivoted back and forth about a preferably vertical axis A, and the pivoting forwards means the pivoting in the direction of a transfer position in which a separated bundle is received in a recess 22 in the stuffing tool 12.
  • a pivoting back is the pivoting in the opposite direction, i.e. away from the tip 14, to a rear dead center, which is referred to as the pivoted back position.
  • a bristle magazine 24 is adjacent to the bundle collector 20, the bristles 26, which are standing and loaded in the direction of arrow Y, press towards an open side 28 of the bristle magazine 24. In this area, the bristles 26 can press against an outer side 30 of the bundle collector 20.
  • the outer side 30 is at least partially, preferably completely, circular segment-shaped with a radius that extends to the axis A.
  • a stripper 32 is shown which is located in the pivoting direction between the bristle magazine 24 and the transfer position and which has a counter surface 34 which is essentially complementary to the outer side 30.
  • the gap between the outer surface 30 and the counter surface 34 is minimal, in any case significantly smaller than the diameter of a bristle.
  • the outer side 30 has a recess 38 extending from it for receiving bristles.
  • the cross-section of the recess 38 is adapted to the number of bristles to be separated for each bundle in such a way that the cross-section is oversized. This ensures that in any case more bristles enter the recess 38 during pivoting than have to be released later.
  • the filling of the recess 38 with bristles 26 begins when the device is swung back, as soon as the recess 38 has reached the open side 28. Further bristles can be pressed into the recess 38 until the swung back position is reached and also afterwards when the device is swung forward.
  • a pushing-out device 40 is provided which ensures that excess bristles are pushed out of the recess 38 back into the bristle magazine 24 when pivoting forwards in the direction of the stuffing position.
  • a purely stationary ejection device 40 which essentially consists of a stationary, i.e. fixed and non-pivoted deflector 42, which has a convexly curved deflector surface 44 running radially inward of the outer side 30 when viewed in plan view.
  • Figure 5 a section of the deflector 42 and the deflector surface 44 is shown. In addition, various positions of the recess 38 can be seen, which it assumes when pivoting forwards and backwards.
  • the deflector 42 extends partially into the path of movement of the recess 38 and thus into the path of movement of the bristles 26.
  • the deflector 42 is positioned in this area in such a way that it partially closes the recess 38. With increasing positioning towards the swiveled-back position (to the right in Figure 5 ), however, the deflector surface 44 extends radially increasingly inward, so that the deflector 42 closes the recess 38 less and less.
  • the curvature of the deflector surface 44 is continuous, without jumps or edges.
  • the deflector 42 could also be variably adjustable and release less cross-section in the pivoted-back position if fewer bristles are to be removed per bundle.
  • the bristles 26 come into contact with the deflector surface 44, which is inclined into the path of movement of the bristles 26 in the recess 38. This slope pushes the excess bristles in the recess 38 back into the bristle magazine 24.
  • the recess 38 is closed and the bundle is transported along the counter surface 34 to the tip 14.
  • the same bundle remover 20 can also be used if fewer bundles of bristles are to be separated.
  • the deflector 42 can be manually or motor-driven adjusted radially outwards in the direction of arrow Z so that it can cover the recess 38 more.
  • the ejection device 40 is not formed by a purely stationary part. Rather, a movable part, here a plunger 50, is attached to the bundle collector 20 via a bearing 52 so that it can be moved radially.
  • the plunger 50 is preferably urged radially inwards towards the axis A by a spring.
  • the plunger 50 At the inner end of the plunger 50, it has a driver 54 in the form of a roller that runs along a curved path 56.
  • the curved path 56 has sections that are further away from and closer to the axis A.
  • the plunger 50 is pushed outwards more or less by the sections of the curved path 56 that are at different distances from the axis A.
  • the plunger 50 can therefore partially close the recess 38 over which the plunger 50 lies.
  • the curved path 56 is also continuously curved, without abrupt cross-sectional jumps, edges or the like.
  • the plunger 50 can optionally release the entire recess 38 in the pivoted-back position, optionally of course also beforehand.
  • Another possibility for controlling the moving part, here the ram 50, is that the curved path 56 and the corresponding part 60 are also moved and pivoted during the movement of the bundle collector 20. This also makes it possible to realize other courses with regard to the change in the cross-section of the recess 38.
  • a lever 62 is provided as a movable part, which is mounted on a pivot bearing 64 on the bundle collector 20.
  • the lever 62 is designed with two arms and has one arm that carries the driver 54 and with which the latter runs along the curved path 56. The other arm is pivoted more or less strongly over the recess 38 depending on the position of the driver 54 in order to more or less open or close it.
  • the curved track and the corresponding part 60 can of course not only be stationary as in Figure 3 but can be moved during swiveling or adjusted outwards if bundles with different cross-sections are to be produced.
  • the cross-section of the recess is reduced by at least 10%, in particular at least 15%, between the most open position, usually the pivoted-back position, and the most closed position of the recess 38.
  • Partial figure 4 shows the pivoted-back position of the bundle collector 20 and the completely open recess 38.
  • the pushing-out device also acts on the recess 38 while moving along the stripper 32, so that even after leaving the open side 28, the cross-section of the recess 38 remains the same until it is transferred to the stuffing tool 12. This is the case regardless of the embodiments shown.
  • some or all of the superfluous bristles can be pressed out of the recess during the swiveling back and/or at the rear dead center, i.e. in the rearmost position. However, it is important that the bristles are pressed out in each cycle, i.e. during operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Brushes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vereinzeln von Bündeln für ein Bürstenstopfwerkzeug.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Bündelvereinzelner eines Bürstenstopfwerkzeugs, mit einem Bündelabnehmer, der um eine Achse zwischen einer Übergabeposition an einem Stopfwerkzeug und einer zurück geschwenkten Position vor- und zurück schwenkbar ist und dabei mit einer Außenseite und einer in der Außenseite vorhandenen Ausnehmung längs eines Borstenmagazins entlang fährt und ein Bündel aus dem Borstenmagazin in der Ausnehmung aufnimmt.
  • Solche Bündelvereinzelner umfassen im Stand der Technik immer einen plattenförmigen, eine kreissegmentförmige Außenseite aufweisenden Bündelabnehmer, der um eine vertikale Achse reversibel schwenkbar ist.
  • Die DE 20 2004 016 409 U1 beschreibt einen Bündelvereinzelner, bei dem von Arbeitshub zu Arbeitshub die Anzahl der in die Ausnehmung, auch Kerbe genannt, gefüllten Borsten verändert wird, um Borsten bestopfen zu können, bei denen Büschel mit unterschiedlicher Borstenzahl verarbeitet werden. Nach dem Entnehmen des Büschels wird somit der Querschnitt der Ausnehmung verändert, um dies zu erreichen.
  • Aus der DE 10 2016 004 927 A1 ist ein Bündelvereinzelner bekannt, der das Problem der Auffächerung von Büscheln, nachdem sie in der Ausnehmung aufgenommen wurden, lösen will. Hierzu ist ein Druckstück vorgesehen, das innerhalb des plattenförmigen Bündelvereinzelners gelagert ist und nicht neben der Platte, sondern in der Ausnehmung untergebracht ist. Das Druckstück wird optional während der Bewegung des Bündelvereinzelners in der Ausnehmung verschoben, um den Füllgrad zu erhöhen, das heißt, die Borsten zusammenzudrücken.
  • Schließlich ist aus der WO 2011/030685 A1 ein Bündelvereinzelner bekannt, der ebenfalls unterschiedlich große Bündel vereinzeln kann und somit die Ausnehmung von Arbeitshub zu Arbeitshub verstellt, um sich unterschiedliche Büschelvereinzelner zu sparen, die ansonsten notwendig wären.
  • Die Taktraten von Bündelvereinzelnern nehmen stetig zu, gleichzeitig soll die Ausschussrate reduziert werden, was in sich ein Widerspruch ist. Die Borstenmagazine umfassen stehende Borsten, die quer zu ihrer Längsrichtung vorgespannt sind, sodass die Borsten im Borstenmagazin in Richtung einer offenen Seite des Borstenmagazins gedrückt werden, die durch die Außenseite des Bündelabnehmers begrenzt wird. Die Vorspannung des Borstenmagazins, sorgt dann dafür, dass beim Entlangbewegen der Ausnehmung an der offenen Seite Borsten in die Ausnehmung gedrückt werden. Der Bürstenhersteller gibt eine gewisse Maximaltoleranz an Borsten vor, die vereinzelt werden müssen, z.B. 5-10 % mehr oder weniger Borsten als die Idealanzahl der Borsten pro Büschel. Müssen beispielsweise 20 Borsten idealerweise abgenommen werden, so dürfen 18 bis 22 Borsten vereinzelt und zum Stopfen weiter transportiert werden, um Toleranzen zu erfüllen. Die hohen Taktraten sorgen aber für eine zunehmende Geschwindigkeit, mit der die Ausnehmung an der offenen Seite entlang fährt und damit für noch weniger Zeit zum Befüllen der Ausnehmung. Dies schlägt sich in einem höheren Risiko nieder, dass deutlich weniger als die erforderlichen Borsten in die Ausnehmung gelangen, auch wenn der Querschnitt der Ausnehmung auf genau die Maximaltoleranz, also auf die Aufnahme von 22 Borsten im obigen Beispiel ausgelegt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bündelvereinzelner zu schaffen, der bei hohen Taktraten eine hohe Zuverlässigkeit beim Befüllen der Ausnehmung hat. Zudem soll ein entsprechend verbessertes Verfahren zum Vereinzeln von Bündeln angegeben werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vereinzeln von Bündeln für ein Bürstenstopfwerkzeug ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    • Bereitstellen eines Bündelabnehmers, der um eine Achse zwischen einer Übergabeposition an einem Stopfwerkzeug und einer zurückgeschwenkten Position vor- und zurück schwenkbar ist und dabei mit einer Außenseite und einer in der Außenseite vorhandenen Ausnehmung längs eines Borstenmagazins entlang fährt,
    • Befüllen der Ausnehmung während des Zurückschwenkens mit Borsten aus dem Borstenmagazin, und
    • Herausdrücken von Borsten aus der Ausnehmung während des Vereinzelungsbetriebs, insbesondere während des Vorschwenkens, des Bündelabnehmers zurück in das Borstenmagazin.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht entsprechend vor, dass die Ausnehmung, sozusagen "überfüllt" wird und mehr als die notwendigen Borsten aufnimmt, um dann durch das Herausdrücken auf die korrekte Anzahl an Borsten für das Bündel zukommen.
  • Die Ausnehmung ist zum Beispiel während des Zurückschwenkens vorzugsweise komplett offen, das heißt zumindest in der vollständig zurückgeschwenkten Position, um hier genügend Borsten aufzunehmen.
  • Der Querschnitt der Ausnehmung wird zum Beispiel während des Vereinzelungsbetriebs, insbesondere während des Vorschwenkens, um mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 15 % reduziert, um sicher zu gehen, dass auch tatsächlich zu viele Borsten ursprünglich in der Ausnehmung enthalten waren. Dies gilt natürlich auch für den erfindungsgemäßen Bündelvereinzelner.
  • Die obige Aufgabe wird auch durch einen Bündelvereinzelner, der eingangs genannten Art gelöst, bei dem eine Ausschiebevorrichtung vorhanden ist, die so ausgebildet ist, dass sie während des Vereinzelungsbetriebs auf der Strecke, in der die Ausnehmung an der offenen Seite des Borstenmagazins entlang fährt, den Querschnitt der Ausnehmung reduziert und Borsten aus der Ausnehmung in das Borstenmagazin zurück drückt. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass eine übergroße Ausnehmung verwendet wird, mit Hilfe derer leichter und mehr Borsten aus dem Borstenvorrat entnommen werden als dies gewünscht ist. Somit ist sichergestellt, dass in die Ausnehmung mehr Borsten eingeschoben werden als dies laut oberer Toleranzgrenze für den Stopfvorgang erlaubt wäre. Damit wird sichergestellt, dass im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zu wenig Borsten in die Ausnehmung wandern. Nachdem die Borsten im Borstenmagazin einen Widerstand entgegen bringen, wenn Borsten aus der Ausnehmung zurückgedrückt werden, kann der verbleibende Querschnitt vollständig mit Borsten gefüllt sein, wodurch auch sehr genau die Anzahl der Borsten vorher festgelegt werden kann, die letztendlich zum Stopfwerkzeug transportiert werden. Durch die Erfindung lassen sich höhere Taktraten mit extrem hoher Zuverlässigkeit fahren. Eine erste Variante, die Ausschiebevorrichtung auf einfache Weise zu realisieren, besteht darin, einen stationären Abweiser zu verwenden. Dieser ist im Bereich der offenen Seite des Borstenmagazins und in Draufsicht auf den Bündelabnehmer so angeordnet, dass er sich mit der Ausnehmung beim Vorschwenken zunehmend überschneidet. Wandert also die Ausnehmung auf der Kreisbahn, die sie durch das Schwenken des Bündelabnehmers einnimmt, nach vorne, so steht ihr zunehmend der Abweiser im Wege, genauer gesagt den Borsten, die aus der Ausnehmung vorstehen, sodass die Borsten gegen den Abweiser fahren und der Abweiser mit seiner Abweiserfläche die auf der Kreisbahn bewegten Borsten nach außen in das Borstenmagazin zurückdrückt.
  • Der Abweiser kann eine konvex gekrümmte Abweiserfläche haben, gegen die die Borsten in der Ausnehmung beim Vor- oder Zurückschwenken fahren und die schräg in die Bewegungsbahn der Borsten in der Ausnehmung hineinverläuft. Die konvexe Krümmung ist insbesondere eine stetige Krümmung, das heißt, der Teil der Abweiserfläche, der mit Borsten in Berührung kommt, hat keine Stufen oder Kanten.
  • Der "Vereinzelungsbetrieb" ist nicht eine Einstellungsprozedur zum neuen Ausrichten und Einstellen des Bündelvereinzelners, sondern der Vereinzelungsbetrieb ist der laufende Betrieb, während dem der Bündelabnehmer in der Arbeitstaktrate des Bündelvereinzelner vor- und wieder zurückgeschwenkt wird. In jedem Takt wird durch eine eigene Ausschiebevorrichtung der Querschnitt der Ausnehmung so reduziert, dass ein Teil der zuerst aufgenommenen Borsten entweder beim Vorschwenken (d.h. beim Schwenken in Richtung zur Übergabeposition), oder in der hinteren, zur Übergabeposition entgegengesetzten Totpunktstellung oder beim Zurückschwenken nach vorherigem Befüllen der Ausnehmung zurück in das Borstenmagazin gedrückt werden. Das Befüllen selbst erfolgt immer während des Zurückschwenkens. Sollte die Strecke zum Zurückschwenken sehr groß sein, ist es denkbar, dass im ersten Teil der Strecke die Ausnehmung befüllt wird und im zweiten Teil der Strecke bereits Borsten wieder zurück in das Borstenmagazin gedrückt werden. Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich, dass zum Beispiel bereits in der letzten Phase des Zurückschwenkens einige Borsten zurückgedrückt werden und dass dann auch in der Totpunktstellung und/oder beim Vorschwenken die restlichen überschüssigen Borsten in das Magazin gedrückt werden.
  • Die Ausschiebevorrichtung ist gemäß einer anderen Variante ein am Bündelabnehmer befestigtes, bewegliches Teil, welches sich Abschnittweise über die Ausnehmung bewegen kann, wobei "über" nicht heißen muss, dass das bewegliche Teil oberhalb der Ausnehmung liegt; es kann auch unterhalb der Ausnehmung liegen, oder in einem Schlitz im Bündelabnehmer. Es geht vielmehr hier generell darum, dass in Draufsicht auf den Bündelabnehmer eine Überschneidung von beweglichem Teil und Ausnehmung erfolgt und damit in Draufsicht der (freie) Querschnitt zur Aufnahme von Borsten reduziert wird.
  • Das bewegliche Teil wird durch einen vom Bündelabnehmer entfernten Antrieb bewegt. Dieser Antrieb sitzt also nicht auf dem Bündelabnehmer, sondern außerhalb des Bündelabnehmers. Damit werden die Massen an bewegten Teilen reduziert.
  • Eine Option hierbei besteht darin, dass der Antrieb eine stationäre oder eine angetriebene Kurvenbahn aufweist, entlang der ein Mitnehmer entlang fährt. Der Mitnehmer ist mit dem beweglichen Teil gekoppelt. Die Kurvenbahn ist so ausgebildet, dass das bewegliche Teil beim Vorschwenken abschnittsweise die Ausnehmung auf dem Bündelabnehmer schließt. Eine stationäre Kurvenbahn wird beispielsweise über eine Art Zylinderbahn realisiert, entlang derer der Mitnehmer entlang fährt. Die entsprechende Kurvenbahn hat unterschiedliche Abschnitte, mit unterschiedlichen Abständen von der Achse des Bündelabnehmers, um die dieser schwenkt. Dadurch lässt sich das bewegliche Teil so bewegen, dass es beim Vorschwenken gegen die Borsten in der Ausnehmung drückt. Die Kurvenbahn kann aber auch angetrieben sein, das heißt durch einen eigenen Antrieb gedreht werden, um bei dieser Drehung durch eine mechanische Koppelung mit dem beweglichen Teil zu dessen Bewegung radial nach außen zu führen.
  • Das bewegliche Teil ist insbesondere ein Schwenkhebel oder ein reversibel verfahrbarer Stößel.
  • Als Mitnehmer wird zum Beispiel eine Rolle verwendet, die auf der Kurvenbahn entlang fährt.
  • Vorzugsweise werden überschüssige Borsten nur beim Vorschwenken, das heißt beim Schwenken in Richtung zur Übergabeposition, aus der Ausnehmung heraus gedrückt, sodass beim Zurückschwenken genügend Zeit für die Aufnahme der Borsten zur Verfügung steht. Vorzugsweise wird der Querschnitt während des Vor- oder Zurückschwenkens kontinuierlich reduziert, das heißt, es wird keine schlagartige Bewegung stattfinden, sondern der Bewegungsweg wird ausgenutzt, um eine kontinuierliche Querschnittsreduzierung herbeizuführen. Dies schließt ein Verklemmen von Borsten aus.
  • Die Ausschiebevorrichtung kann so ausgeführt sein, dass die Ausnehmung beim Zurückschwenken zunehmend geöffnet wird, vorzugsweise sogar in der zurückgeschwenkten Position komplett offen ist, nachdem sie anfänglich zumindest teilweise offen war.
  • Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Ausschiebevorrichtung zu einer Veränderung des Querschnitts der Ausnehmung sorgt, die beim Vorschwenken und Zurückschwenken gleich ist. Das bedeutet beim Zurückschwenken ist die Ausnehmung anfänglich kleiner als dann in der zurückgeschwenkten Position und wird dann größer. Beim Vorschwenken wird sie dann in gleichem Maße erneut wieder kleiner. Eine andere Variante der Erfindung sieht jedoch vor, dass dieser Verlauf der Veränderung des Querschnitts der Ausnehmung beim Vorschwenken und Zurückschwenken unterschiedlich ist. Insbesondere ist die Ausnehmung beim Zurückschwenken stets komplett offen und wird nur beim Vorschwenken reduziert. Damit kann das Befüllen der Ausnehmung zusätzlich erleichtert werden.
  • Generell gelten sämtliche vorgenannten Merkmale des Bündelvereinzelners auch für das Verfahren und umgekehrt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreiben und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein vereinfacht dargestelltes Bürstenstopfwerkzeug mit einem Bündelvereinzelner nach der Erfindung, der aber nur abschnittsweise dargestellt ist,
    • Figur 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bündelvereinzelners,
    • Figur 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bündelvereinzelners,
    • Figur 4 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bündelvereinzelners,
    • Figur 5 eine vergrößerte Detailansicht des Bündelvereinzelners nach Figur 2,
    • Figur 6 nacheinander folgende Schritte, die der Bündelvereinzelner nach Figur 2 ausführt, um damit das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und,
    • Figur 7 sechs aufeinander folgende Schritte, die der Bündelvereinzelner nach Figur 4 durchläuft, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • In Figur 1 ist ein Bündelvereinzelner 10 eines Stopfwerkzeugs 12 dargestellt, welches eine Spitze 14 aufweist, die in Richtung des Pfeiles X hin- und her verfahrbar ist. Eine Zunge 16 sorgt dafür, dass ein Borstenbündel über die Spitze in einen Borstenträger 18 gestoßen wird. Ein nicht gezeigter Anker, der mit dem Bündel durch die Zunge 16 eingestoßen wird, sorgt für die Verankerung des Bündels im Borstenträger 18.
  • Der Bündelvereinzelner 10 umfasst einen sogenannten Bündelabnehmer 20, welcher um eine vorzugsweise vertikale Achse A vor- und zurück schwenkbar ist, und zwar bedeutet die Schwenkung nach vorne die Schwenkung in Richtung zu einer Übergabeposition, in welcher ein vereinzeltes Bündel in einer Ausnehmung 22 im Stopfwerkzeug 12 aufgenommen wird. Ein Zurückschwenken ist das Schwenken in die Gegenrichtung, also weg von der Spitze 14, bis zu einem hinteren Totpunkt, der als zurückgeschwenkte Position bezeichnet wird.
  • Ein Borstenmagazin 24 grenzt an den Bündelabnehmer 20 an, die stehend und in Richtung des Pfeiles Y belasteten Borsten 26 drücken in Richtung zu einer offenen Seite 28 des Borstenmagazins 24. In diesem Bereich können die Borsten 26 gegen eine Außenseite 30 des Bündelabnehmers 20 drücken.
  • Die Außenseite 30 ist zumindest abschnittsweise, vorzugsweise komplett kreissegmentförmig mit einem Radius, der bis zur Achse A reicht.
  • In die Figur 2 ist ein Abstreifer 32 dargestellt, der in Schwenkrichtung zwischen dem Borstenmagazin 24 und der Übergabeposition liegt und der eine zur Außenseite 30 im wesentlichen komplementäre Gegenfläche 34 hat. Der Spalt zwischen der Außenfläche 30 und den Gegenfläche 34 ist minimal, in jedem Fall deutlich geringer als der Durchmesser einer Borste.
  • Die Außenseite 30 besitzt eine von ihr ausgehende Ausnehmung 38 zum Aufnehmen von Borsten.
  • Wenn die Ausnehmung 38 entlang der offenen Seite 28 des Borstenmagazins 24 entlang läuft, werden Borsten in die Ausnehmung 38 hineingedrückt. Die Ausnehmung wird dann mehr oder weniger stark befüllt.
  • Der Querschnitt der Ausnehmung 38 ist so auf die Anzahl der zu vereinzelnden Borsten für jedes Bündel abgestimmt, dass der Querschnitt übergroß ist. Es wird damit sichergestellt, dass in jedem Fall mehr Borsten in die Ausnehmung 38 beim Verschwenken eindringen als später abgegeben werden müssen.
  • Das Bestücken der Ausnehmung 38 mit Borsten 26 beginnt schon beim Zurückschwenken, sobald die Ausnehmung 38 die offene Seite 28 erreicht hat. Bis zum Erreichen der zurückgeschwenkten Position und auch danach beim Vorschwenken können weitere Borsten in die Ausnehmung 38 eingedrückt werden.
  • Es ist jedoch eine Ausschiebevorrichtung 40 vorgesehen, die dafür sorgt, dass überzählige Borsten aus der Ausnehmung 38 beim Vorschwenken in Richtung Stopfposition zurück in das Borstenmagazins 24 gedrückt werden.
  • In Figur 2 ist eine rein stationäre Ausschiebevorrichtung 40 dargestellt, die im Wesentlichen aus einem stationären, das heißt ortsfesten und nicht mitverschwenkten Abweiser 42 besteht, der eine in Draufsicht gesehen radial einwärts der Außenseite 30 verlaufende, konvex gekrümmte Abweiserfläche 44 hat.
  • In Figur 5 ist ein Abschnitt des Abweisers 42 und der Abweiserfläche 44 dargestellt. Darüber hinaus sind verschiedene Stellungen der Ausnehmung 38 zu sehen, die diese beim Vorschwenken und Zurückschwenken einnimmt.
  • Es ist gut zu erkennen, dass der Abweiser 42 teilweise in die Bewegungsbahn der Ausnehmung 38 und damit in die Bewegungsbahn der Borsten 26 hineinverläuft.
  • Ist die Ausnehmung 38 noch relativ weit vorne (linke Position in Figur 5), so steht der Abweiser 42 in diesem Bereich so, dass er die Ausnehmung 38 teilweise schließt. Mit zunehmender Positionierung in Richtung zurückgeschwenkter Position (nach rechts in Figur 5) verläuft die Abweiserfläche 44 jedoch radial zunehmend einwärts, sodass der Abweiser 42 die Ausnehmung 38 immer weniger verschließt.
  • Die Krümmung der Abweiserfläche 44 ist stetig, ohne Sprünge oder Kanten.
  • Im Folgenden wird das Verfahren erläutert, mit dem eine exakte Anzahl an Borsten für ein Borstenbündel aus dem Borstenmagazin 24 entnommen werden.
  • Beim Zurückschwenken des Bündelabnehmers 20 kommt die Ausnehmung in den Bereich der offenen Seite 28 des Borstenmagazins 24, sodass Borsten 26 in die Ausnehmung 38 hineingedrängt werden. Mit zunehmendem Verschwenken in Richtung der zurückgeschwenkten Position wird der Querschnitt der Ausnehmung 38 immer größer, sodass immer mehr Borsten 26 hineingedrängt werden.
  • Vor Erreichen der komplett zurückgeschwenkten Position oder erst in der zurückgeschwenkten Position ist dann die gesamte Ausnehmung 38 offen. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. In Figur 5 ist das entstehende Borstenbüschel in der ganz rechten Stellung der Ausnehmung 38 nur zum besseren Erkennen der Grenzen der Teile mit übertrieben viel Abstand der Borsten zueinander und zur Wand der Ausnehmung dargestellt. In Wirklichkeit sind auch hier die Borsten gedrängt in der vollständig offenen Ausnehmung untergebracht.
  • Der Abweiser 42 könnte auch variabel einstellbar sein und in der zurückgeschwenkten Position weniger Querschnitt freigeben, wenn weniger Borsten pro Bündel abgenommen werden sollen.
  • Während des Vereinzelungsbetriebs, hier bei der Bewegung in Richtung zur Spitze, das heißt beim Vorschwenken, gelangen die Borsten 26 in Kontakt mit der Abweiserfläche 44, die sich schräg in die Bewegungsbahn der Borsten 26 in der Ausnehmung 38 hinein erstreckt. Durch diese Schräge werden die überzähligen Borsten in der Ausnehmung 38 zurück in das Borstenmagazin 24 gedrückt.
  • Wenn dann die Ausnehmung 38 den Abstreifer 32 erreicht hat, wird die Ausnehmung 38 geschlossen, und das Bündel wird entlang der Gegenfläche 34 zur Spitze 14 transportiert.
  • Derselbe Bündelabnehmer 20 kann auch eingesetzt werden, wenn weniger Borstenbündel vereinzelt werden sollen. Hierzu kann der Abweiser 42 manuell oder motorisch radial nach außen in Richtung des Pfeiles Z verstellt werden, sodass er die Ausnehmung 38 stärker überdecken kann.
  • Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist die Ausschiebevorrichtung 40 nicht durch ein rein stationäres Teil gebildet. Vielmehr ist ein bewegliches Teil, hier ein Stößel 50, über ein Lager 52 radial verschiebbar am Bündelabnehmer 20 befestigt. Der Stößel 50 ist vorzugsweise durch eine Feder radial nach innen zur Achse A beaufschlagt.
  • Am innenseitigen Ende des Stößels 50 trägt dieser einen Mitnehmer 54 in Form einer Rolle, die an einer Kurvenbahn 56 abläuft. Die Kurvenbahn 56 weißt Abschnitte auf, die bezogen auf die Achse A weiter entfernt und näher an ihr liegen. Durch die unterschiedlich weit von der Achse A liegenden Abschnitte der Kurvenbahn 56 wird der Stößel 50 mehr oder weniger weit nach außen gedrängt. Der Stößel 50 kann dadurch die Ausnehmung 38, über welcher der Stößel 50 liegt, teilweise schließen.
  • Auch die Kurvenbahn 56 ist kontinuierlich gekrümmt, ohne abrupte Querschnittssprünge, Kanten oder dergleichen.
  • Der Verlauf des Querschnitts der Ausnehmung 38 ist auch hier, wie in Figur 5 dargestellt so, dass der Querschnitt der Ausnehmung 38 beim Vorschwenken kontinuierlich abnimmt.
  • Auch hier kann optional der Stößel 50 die gesamte Ausnehmung 38 in der zurückgeschwenkten Position freigeben, optional natürlich auch schon vorher.
  • Ferner ist es möglich, über eine Änderung der Lage der Kurvenbahn 56 oder eine andere Kurvenbahn andere Querschnittsverläufe zu realisieren.
  • Eine weitere Möglichkeit der Steuerung des beweglichen Teils, hier des Stößels 50, besteht darin, dass die Kurvenbahn 56 und das entsprechende Teil 60 ebenfalls während der Bewegung des Bündelabnehmers 20 bewegt und geschwenkt werden. Auch hierdurch lassen sich andere Verläufe bezüglich der Querschnittsänderung der Ausnehmung 38 realisieren.
  • Die Ausführungsform nach Figur 4 entspricht im Wesentlichen der nach Figur 3. Anstelle eines Stößels 50 ist hier als bewegliches Teil ein Hebel 62 vorgesehen, der an einem Schwenklager 64 auf dem Bündelabnehmer 20 gelagert ist. Der Hebel 62 ist zweiarmig ausgebildet und hat einen Arm, der den Mitnehmer 54 trägt und mit dem dieser entlang der Kurvenbahn 56 entlang läuft. Der andere Arm wird je nach Lage des Mitnehmers 54 mehr oder weniger stark über die Ausnehmung 38 geschwenkt, um diese mehr oder weniger freizugeben oder zu schließen.
  • Auch hier können natürlich die Kurvenbahn und das entsprechende Teil 60 nicht nur stationär wie bei Figur 3 sein, sondern beim Schwenken selbst bewegt werden oder auch nach außen verstellt werden, wenn Bündel mit anderen Querschnitten erzeugt werden sollen.
  • Bei sämtlichen Ausführungsformen wird der Querschnitt der Ausnehmung zwischen der am meisten geöffneten Position, üblicherweise der zurückgeschwenkten Position und der am stärksten geschlossenen Stellung der Ausnehmung 38 um mindestens 10 %, insbesondere mindestens 15 % reduziert.
  • Die sechs aufeinanderfolgenden Teilfiguren in Figur 6 zeigen die verschiedenen Positionen des Bündelabnehmers 20 bei der Ausführungsform nach Figur 2, wo gut zu erkennen ist, dass die Ausschiebevorrichtung 40 stationär bleibt, wogegen der Bündelabnehmer 20 hin- und her geschwenkt wird.
  • In Figur 7 sind die unterschiedlichen Positionen des Hebels 62 gemäß der Ausführungsform nach Figur 4 gut zu sehen, die diese während einer hin- und her Bewegung ausführt, weil sich sein Mitnehmer 54 an der Kurvenbahn 56 entlang bewegt, die unterschiedlich weit von der Achse A entfernte Abschnitte hat.
  • Die Teilfigur 4 zeigt die zurückgeschwenkte Position des Bündelabnehmers 20 und die komplett offene Ausnehmung 38.
  • Bei sämtlichen Ausführungsformen wirkt die Ausschiebevorrichtung auch auf die Ausnehmung 38 während des Entlangbewegens am Abstreifer 32, damit auch nach Verlassen der offenen Seite 28 der Querschnitt der Ausnehmung 38 gleich bleibt, bis zur Übergabe an das Stopfwerkzeug 12. Dies ist unabhängig von den dargestellten Ausführungsformen der Fall.
  • Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen kann auch während des Zurückschwenkens und/oder im hinteren Totpunkt, d. h. in der hintersten Stellung, ein Teil der überflüssigen Borsten oder alle Borsten aus der Ausnehmung heraus gedrückt werden. Wichtig dabei ist jedoch, dass dieses Herausdrücken der Borsten in jedem Takt erfolgt, d. h. im laufenden Betrieb.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Vereinzeln von Bündeln für ein Bürstenstopfwerkzeug, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Bereitstellen eines Bündelabnehmers (20), der um eine Achse (A) zwischen einer Übergabeposition an einem Stopfwerkzeug (12) und einer zurück geschwenkten Position vor- und zurück schwenkbar ist und dabei mit einer Außenseite (30) und einer in der Außenseite (30) vorhandenen Ausnehmung (38) längs eines Borstenmagazins (24) entlang fährt,
    Befüllen der Ausnehmung (38) während des Zurückschwenkens mit Borsten (26) aus dem Borstenmagazin (24), und
    Herausdrücken von Borsten (26) aus der Ausnehmung (38) während des Vereinzelungsbetriebes zurück in das Borstenmagazin (24).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (38) während des Zurückschwenkens komplett offen ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ausnehmung (38) um mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 15 % während des Vereinzelungsbetriebs reduziert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ausnehmung (38) beim Vorschwenken nach Verlassen der offenen Seiten (28) konstant gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Borsten während des Vorschwenkens des Bündelabnehmers (20) in das Borstenmagazin zurück gedrückt werden.
  6. Bündelvereinzelner eines Bürstenstopfwerkzeugs zur Durchführung des Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Bündelabnehmers (20), der um eine Achse (A) zwischen einer Übergabeposition an einen Stopfwerkzeug (12) und einer zurück geschwenkten Position vor- und zurück schwenkbar ist und dabei mit einer Außenseite (30) und einer in der Außenseite (30) vorhandenen Ausnehmung (38) längs eines Borstenmagazins (24) entlang fährt und ein Bündel aus dem Borstenmagazin (24) in der Ausnehmung (38) aufnimmt, wobei eine Ausschiebevorrichtung (40) vorhanden ist, die so ausgebildet ist, dass sie während des Vereinzelungsbetriebes auf der Strecke, in der die Ausnehmung (38) an der offenen Seite (28) des Borstenmagazins (24) entlang fährt, den Querschnitt der Ausnehmung (38) reduziert und Borsten (26) aus der Ausnehmung (38) in das Borstenmagazin (24) zurück drückt, wobei die Ausschiebevorrichtung (40) ein stationärer Abweiser (42) ist, welcher im Bereich der offenen Seite (28) des Borstenmagazins (24) in Draufsicht auf den Bündelabnehmer (20) sich mit der Ausnehmung (38) beim Vorschwenken zunehmend überschneidet.
  7. Bündelvereinzelner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweiser (42) eine konvex gekrümmte Abweiserfläche (44) hat, gegen die die Borsten (26) in der Ausnehmung (38) beim Schwenken fahren und die schräg in die Bewegungsbahn der Borsten (26) in der Ausnehmung (38) hinein verläuft.
  8. Bündelvereinzelner eines Bürstenstopfwerkzeugs zur Durchführung des Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 5, mit einem Bündelabnehmers (20), der um eine Achse (A) zwischen einer Übergabeposition an einen Stopfwerkzeug (12) und einer zurück geschwenkten Position vor- und zurück schwenkbar ist und dabei mit einer Außenseite (30) und einer in der Außenseite (30) vorhandenen Ausnehmung (38) längs eines Borstenmagazins (24) entlang fährt und ein Bündel aus dem Borstenmagazin (24) in der Ausnehmung (38) aufnimmt, wobei eine Ausschiebevorrichtung (40) vorhanden ist, die so ausgebildet ist, dass sie während des Vereinzelungsbetriebes auf der Strecke, in der die Ausnehmung (38) an der offenen Seite (28) des Borstenmagazins (24) entlang fährt, den Querschnitt der Ausnehmung (38) reduziert und Borsten (26) aus der Ausnehmung (38) in das Borstenmagazin (24) zurück drückt, wobei die Ausschiebevorrichtung (40) ein am Bündelabnehmer (20) befestigtes, bewegliches Teil hat, welches sich abschnittsweise über die Ausnehmung (38) bewegen kann und durch einen vom Bündelabnehmer (20) entfernten Antrieb bewegt wird.
  9. Bündelvereinzelner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine stationäre oder angetriebene Kurvenbahn (56) aufweist, entlang der ein Mitnehmer (54), der mit dem beweglichen Teil gekoppelt ist, entlangfährt, wobei die Kurvenbahn (56) so ausgebildet ist, dass das bewegliche Teil beim Vorschwenken abschnittsweise die Ausnehmung (38) auf den Bündelabnehmer (20) schließt.
  10. Bündelvereinzelner nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Teil ein Schwenkhebel (62) oder Stößel (50) ist.
  11. Bündelvereinzelner nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschiebevorrichtung (40) so ausgebildet ist, dass die Ausschiebevorrichtung (40) stets beim Vorschwenken den Querschnitt der Ausnehmung (38) reduziert.
  12. Bündelvereinzelner nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt während des Schwenkens kontinuierlich reduziert wird.
  13. Bündelvereinzelner nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschiebevorrichtung (40) so ausgebildet ist, dass beim Zurückschwenken die Ausnehmung (38) zunehmend geöffnet wird, vorzugsweise anfänglich zumindest teilweise offen und in der zurück geschwenkten Position komplett offen ist.
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