DE1457038A1

DE1457038A1 - Buerste

Info

Publication number: DE1457038A1
Application number: DE19651457038
Authority: DE
Inventors: Brooks Edward Nelson
Original assignee: Osborn Manufacturing Corp
Current assignee: Osborn Manufacturing Corp
Priority date: 1965-01-11
Filing date: 1965-04-15
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1078981A; DE1457038B2; US3312993A; DE1457038C3; GB1078982A

Description

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THB OSBOM MANUIAGTUKING- COMPANY 5401 Hamilton Avenue, Cleveland, Ohio 44114 / U.S.A.

Bursts

Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Btlratenausftihrung und inabesondere auf kraftgötriebene tjfc&aufbürgten, bei welchen das Borstenmaterial der BUrst# in einer Mehrzahl Bündel oder Btisohel zuaaiHmengefaast oumv gruppiert ;

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Es i3t an sich bekannt, Borsten in getrennten Büscheln verschiedener G-röLJe und Form zusammenzuschließen, bevor solche zusammengefügten Büschel in verschiedene Arten von Bürstenrücken oder Haltern angebracht oder eingesetzt werden. 7/enn außergewöhnlich j te if es oder sprödes Bürstenfüllmaterial verwendet wird, dao brechen kann, wenn es scharf um. einen Hai te teil he rumge bogen wird, dann ergeben sich offensichtlich "Vorteile be Lm Befestigen solchen Bürstenfüllmaterials in anderer Weise, wobei kein scharfes Biegen des Materials notwendig ist. Insbesondere im Falle kleiner End- oder Stirnbürsten ergeben sich für den Hersteller die Probleme einer ungleichförmigen Füllungsverteilung, der Schwierigkeit und der Kosten einee Trimmens bzw. Abrichtens der Bürsten zu einer genau flachen Stirnfläche, und der außergewöhnlichen Beanspruchungen, denen der Haltebauteil unterworfen wird, wenn schweres Drahtbüratenfüllmaterial verwendet und zur U-Fornr zwecks Halterung in dem üblichen tassenförmigen Halter gebogen wird.

Ea ist daher ein besonderer Zweck der Erfindung, eine ♦ neue Bürstenkonstrulction zu schaffen, wobei eine Mehrzahl Borstenbüschel zunächst zusammengefügt und mittels umschließender Bänder oder Klammern befestigt wird_r ohne daß sich ein übermäaaigea Biegen der Boraten ergibt, und die so hergestellten Büschel werden dann in einen geeigneten Halter oder eine

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Bürstenunterlage eingesetzt und dort festgehalten.

Ein anderer Zweck der Erfindung "besteht in der Schaffung solcher Büschel, deren Form durch entsprechende Abwandlungen der Formen der Haltebänder oder Klammern so geändert werden können, daß sich BUrstenstirnflachen mit den "benötigten Merkmalen ergeben.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung neuer Vorrichtungen zum Befestigen solcher Bürstenbüschel innerhalb der Rücken oder Halter durch Eingriff der Seiten-' teile der Unterlagen oder Halter mit den Bändern oder Klammern, die auf diese Weise die einzelnen Büschel aus Borstenfüllmaterial direkt umschließen und erfassen.

Überdies besteht ein Zweck der Erfindung in der Schaffung kraftgetriebener Umlaufbürsten, bei welchen das Bürstenmaterial in der Form einer Mehrzahl eng zusammengefügter Büschel gehalten ist, was eine gleichförmige Verteilung der Borstenfüllung als auch eine genau ebene Burstenstirnflache ergibt.

Weitere Ziele der Erfindun-g ergeben sich aus der folgende Beschreibung an Hand der Zeichnung in Verbindung mit den Ansprüchen. Die Zeichnung gibt verschiedene, -bevorzugte Ausführungsformen wieder, die allerdings nur einige wenige Möglichkeiten .

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zur Anwendung des erfindungsgemässen Prinzips betreffen. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäss ausgeführten kraftgetriebenen Umlaufbürste,

Fig. 2 eine Endansicht der Bürste nach Figur 1, Fig. 3 einen !Längsschnitt durch die Bürste nach. Figur i.

entlang der linie 3 - 3 in Figur 4 geschnitten, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4 - 4 in Figur 3 vor dem Eintritt in die Lippe des tassenförmigen Halters,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines einzelnen Bürstenbüschels, das in die in Figuren 1 bis 4 dargestellte Bürste einfügbar ist,

Fig. 6 eine Ansicht eines Stumpfendes des Borstenbüschelaggregates nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine kraftgetriebene Umlauf-End- bzw. Stirnbürste ähnlich, der Ausführung nach. Fig. 3, jedoch mit einer Mehrzahl von Büscheln, die so zusammengesetzt sind, daß sie eine durchgehende oder geschlossene Endstirnfläche bilden anstelle der kreisförmig offenen Endstirnfläche-nach. Fig. 2, und zwar ist der Schnitt nach, der Linie 7 - 7 in Fig. • gelegt,

Fig. 8 eine Ansicht der Endstirnfläche der Bürste nach. Fig. 7,

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Pig» 9 einen Querschnitt nach, der Linie 9 - 9 in Fig. 7,

Pig. 10 eine Seitenansicht eines Borstenbüschels, wie es bei dem Aggregat gemäß Fig. 7 der erfindungsgemäasen Ausführung verwendet wird,

Pig. 11 -eine Ansicht des Stumpfendes des Büschels nach Pig. 10,

Pig. 12 eine Seitenansicht eines langgestreckten Bürstenstreifens, der eine Mehrzahl Büschelaggregate aufweist, die innerhalb eines geeigneten langgestreckten kanalförmigen Rückens "befestigt sind,

Pig. 13 einen Querschnitt nach der Linie 13 - 13 in Pig. 12, Pig. 14 einen Längsschnitt nach der Linie 14 - 14 in Pig. 12,

Pig. 15 eine Endansicht einer radförmigen, kraftgetriebenen Umlaufbürste, wobei eine Mehrzahl Burstenbüschelaggregate so befestigt sind, daß sie im wesentlichen radial nach außen ragen, und

Pig. 16 einen im wesentlichen diametral gelegten Querschnitt nach der Linie 16 - 16 in Pig. 15.

Fun sei zunächst auf die in den Figuren 1 bis 6 dargestellte Ausführungsform der Erfindung eingegangen, wo eine End- bzw. Stirnbürste gezeigt ist, die einen Metallhalter in der Form eines tasaenförmigen Teiles 1 mit einem axial wegragende; Stempel oder Schaft 2 aufweist, der in das Futter eines

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geeigneten kraftgetriebenen Werkzeuges einzusetzen und von diesem zu erfasaen ist. Gekräuseltes (crimped) Drahtbürstenfüllmaterial 3 ist innerhalb eines solchen tassenförmigen Teiles gehalten und ragt von diesem nach auswärts zur Bildung einer im wesentlichen flachen kreisförmigen Biir st ens tirnf lache 4» die sich aus den äußeren Spitzenenden solcher Drähte zusammensetzt. Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Bürstenmaterial die Form dreier getrennter Büschel oder Bündel 5, 6 und 7, die einzeln durch Blechmetallklammern oder Bänder 8, 9 und 10, welche die unteren Teile der einzelnen Bündel umschließen, zusammengeklammert sind. Wie am besten in Fig. 5 gezeigt, kann jedes dieser Bänder mit einem aufragenden Teilstück 11 versehen sein, das örtlich so verformt ist, daß es den entsprechenden Bereich des Büschels oder Bündels zusammendrückt. Es ist ersichtlich, daß der Unterteil eines jeden der drei Büschel etwa die Form eines Bogensegmentes bzw. die Form einer Bohne (pie) hat, wobei die inneren Spitzen mittels · solcher aufragender Teile 11 zusammengedrückt oder gespannt sind. Die Borsten eines jeden Bündels sind sorgfältig so auf Länge geschnitten, daß sich wirklich eine normalerweise flache Endfläche ergibt. Drei solcher zusammengeklammerter Bündel werden innerhalb des tassenförmigen Halters 1, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, zur Bildung einer kreisförmigen Büratenstirnflache (Fig. 2) zusammengefügt, und die Lippe 12 der Tasse wird so nach innen gebogen, daß sie über die oberen Kanten der verschiedenen Bänder 8, 9 und IO zu liegen kommt und diese

befestigt, wie dies in Pig. 3 gezeigt ist, wobei die relativ kurzen vorragenden inneren Endteile 13 der Borsten am inneren Boden der Tasse anliegen. Auf diese Weise werden die Bündel aus Bürstenmaterial fest innerhalb des tassenförmigen Halters gehalten. Ein Klebstoff wie Epoxydharz-Kleber kann gewünschtenfalls im Bodenteil der Tasse angebracht sein. Die aufragenden Teile 11 können, wie bei 14 dargestellt, mit einer Aussparung versehen sein, wodurch die Handhabung der einzelnen Büschel während des Werkzeugformvorganges und der Zusammensetzvorgänge erleichtert wird.

In der vorgeschriebenen Weise hergestellte Stirnbürsten haben verschiedene praktische Vorteile. Erstens wird durch das Zusammenbinden der einzelnen Bündel aus Bürstenmaterial die Handhabung solchen Bürstenmaterials während der Herstellung beträchtlich vereinfacht, da gekräuseltes Drahtbürstenmaterial von sich aus schwierig zu beherrschen ist, wenn es lose gehandhabt wird. Die einzelnen Bänder ermöglichen ferner eine Formgebung der Bündel oder Büschelteile zu der gewünschten Kontur, und zwar bilden bei der dargestellten Ausführung solche Büschel eine bogenförmige Außenkontur, radiale Seiten und eine bogenförmige Innenkontur, so daß sie nach dem Zusammensetzen im Halter die gewünsohte kreisförmige hohle Endfläche bilden. Da die einzelnen Büschel aus Borsten mit der geeigneten Länge gebildet und solche Borsten gegen Verschieben zusammengeklemmt sind, ist bei dem schließlich erhaltenen Bürstenaggregat nur wenig oder gar kein' Trimmen oder Abschleifen zum Erzielen der

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gewünschten flachen Endfläche notwendig. Stirnflächen mit hohler Endfläche werden häufig "bevorzugt, da die mittleren Borsten umlaufender Stirnbürsten relativ wenig aktive Bürstenwirkung auf die Werkstückoberfläche ausüben und die meiste Abnützung sich an den Außenbürsten einstellt. Es leuchtet ein, daß die Anzahl der auf diese Weise innerhalb eines einzigen tassenförmigen Halters zusammengefügten Bündel mehr oder weniger frei gewählt werden kann} es wurde jedoch gefunden, daß bei Stirnbürsten in der üblichen Größe drei solcher Bündel normalerweise bevorzugt werden.

Die Figuren 7 bis 11 zeigen eine im wesentlichen ähnlich ausgeführte Stirnbürste, wobei jedoch die einzelnen Bündel aus Bürstenmaterial 3 durch Bänder oder Klammern 15, 16 und 17» die nicht mit den aufragenden Teilen 11 versehen sind, zusammengehalten werden; daher bildet das BUrstenfüllmaterial eine vollständige flache kreisförmige Endfläche 18, wie dies in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist. Nun mag es erwünscht sein, die Enden eines jeden Bandes oder einer jeden Klammer diagonal zueinander zu versetzen, wie dies bei 19 gezeigt ist, und die oberen und unteren Kanten der Klammern können durch die Formwerkzeuge etwas nach innen gekröpft -sein. Solche diagonal überlappenden Enden der einzelnen Bänder oder Klammern werden vorzugsweise an den äußeren Bogenseiten der letzteren angeordnet,' und die verschiedenen Büschel oder Bündel werden in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben innerhalb de3

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tassenförmigen Halters aufgenommen und gehalten. Stirnbürsten dieser Bauart können mit großer Sohneiligkeit zusammengefügt werden und bilden doch, wie sich inzwischen im G-ebrauch herausgestellt hat, eine äußerst kräftige Konstruktion. Das Füllmaterial hat keine Möglichkeit, sich während der Herstellung zu verschieben, und die schliesslich erhaltene Bürste hat eine außergewöhnlich ausgeglichene gleichförmige Füllungsverteilung und ist genau getrimmt.

Die Figuren 12, 13 und 14 zeigen ein Längenstück eines

Bürstenstreifens, das einen kanalförmigen Blechmetallbürsten-

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rücken/mit in diesem befestigten Büscheln oder Bündeln aus Bürstenmaterial 21 aufweist. Jedes solcher Bündel Bürstenmaterial wird zuvor nahe seines unteren Endes mittels einer umschließenden Klammer oder eines Bandes 22 in sich befestigt, das, wie dies am besten in Figur 14 gezeigt ist, für die Aufnahme in den Kanalrüoken 20 auf im wesentlichen langgestreckte Rechteckform zusammengedrückt oder geformt wird. Normalerweise wird eine solche Klammer oder ein solches Band 22 mit geringem Abstand vom äußersten Innenende des Büschels angeordnet, so daß ein kurzes Unterteil 23 des letzteren darüber hinausragt und an der inneren Bodenfläche des Kanalhalters zur Anlage kommt. Ein geeigneter Klebstoff wie Epoxydharz kann gewünschtenfalls auf die inneren Endteile 23 zur Hilfe bei deren Befestigung am Bürstenhalter aufgebracht werden. Während die kanalförmigen lippen zur Befestigung der Klammern und damit der Büschel innfiT-hstw λ_Ο9 τΓ«η«.ΐΗ isip.ht nach innen gebogen werden können,

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wird es normalerweise bevorzugt, stattdessen die Kanalseiten bei 24 so nach, innen zu drücken, daß sie über die äußeren Kanten der Klammern 22 zu liegen kommen und dadurch die Büschel gegen Entnahme aus dem Bürstenhalter befestigen, solche Eindrückungen verlaufen parallel zu den Kanallippen. Zusätzliche Eindrückungen 25 können in den Kanalseiten senkrecht zu den Lippen der letzteren und mit Abstand von diesen nach innen zur Bildung leichter Vorsprünge zwischen den Klammern benachbarter Büschel vorgesehen werden, um mit Sicherheit jede Möglichkeit eines Verschiebens der letzteren in Längsrichtung des Kanalhalters während des Gebrauchs zu verhindern. Büratenstreifen dieser Bauart werden normalerweise in geraden oder langen schraubenförmigen Längsstreifen zur Befestigung auf umlaufenden Naben verwendet, und zwar in der Regel parallel zu deren Drehachse. Solche Bürstenstreifen sind bestimmt für die automatische Fertigung in zusammenhängenden Längen und erfordern normalerweise nur wenig oder gar keine Trimmarbeit durch die genau bemessenen Büschel, aus welchen sie zusammengesetzt sind.

Die Figuren 15 und 16 zeigen eine Eadbürste mit im wesentlichen ähnlicher Konstruktion, wobei zwei scheibenartige Metallbleohstirnplatten 26 und 27 mit nach außen versetzten Dmfangsrandteilen zur Bildung eines sich radial nach äuisen

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öffnenden Kanalteiles 28 für die Aufnahme einer großen Anzahl nach radial außen ragenden Büscheln oder Bündeln aus Bürstenmaterial 29 gebildet sind. Solche Platten können aneinander punktverschweißt sein, und das zusammengesetzte Aggregat ist mit einer Mittelöffnung 30 zur Befestigung auf einer geeigneten Welle oder Achse versehen. Die Büschel aus Bürstenmaterial werden in der gleichen Weise zusammengefügt, wie dies oben in Verbindung mit der Ausführung nach den Figuren 12 bis 14 beschrieben wurde, und werden gegen Ausziehen nach, außen durch. Eindrückungen 31 und 32 gehalten, die über die äußeren Kanten der Klammern 22 zu liegen kommen. Die inneren Händer solcher Klammern können gegen Schultern 33 und 34 des kreisförmigen Kanalhalters angelegt werden, wobei die Unterteile der Büschel sich in einen engen inneren Bodenteil 35 des Kanales einfügen. Enge radiale Sindrüokungen 36 und 37 sind zwischen den Klammern benachbarter Büschel vorgesehen, um ein Verschieben der Büschel beim Gebrauch in Umfangsriohtung zu verhindern und so die Bürste in genauem Gleichgewicht zu halten.

Während gekräuseltes oder gekrümpftes (crimped) Bürstenfüllmaterial sich für die Verwendung bei den oben beschriebenen erfindungsgemässen Bürsten eignet, so ist doch ersichtlich, daß eine grosse Vielkahl unterschiedlichen Bürstenfüllmaterials wie harter gerader und gebördelter bzw. mit Wulsten versehener (beaded) Kunststoffdraht, mit Kunststoff beschichteten Draht, Tampioo-liaser, Kunststoffmonofaser wie Nylon und dergl. zur

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Anwendung kommen können. In verschiedenen Fällen, insbesondere wenn ralativ hartes sprödes BUrstenfüllmaterial verwendet wird, kann es vorteilhaft sein, die Stumpfteile der Büschel, die durch die Klemmbänder oder Klammern umschlossen sind, mit einem geeigneten elastomeren Werkstoff wie geschäumtem-Polyuretan zu tränken.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine neue Bürstenausführung geschaffen wird, die nicht nur ein schnelles Zusammenfügen und Herstellen mit sich dadurch ergebenden Kosteneinsparungen ermöglicht, sondern auch eine größere Gleichförmigkeit der Füllung, des Gleichgewichtes und der Trimmung der' Biirstensti-rnflache.

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Claims

P»t«ntan«prtloha

1. Birst«, gekennzeichnet duroh einen hohlen AufnahaerUcken (1, 20, 28), tin· Kehrsähl BÖndel (5, 6, 7) au» Büreten*aterlal (3, 21, 29), di· in dt« Rüoken aitsen und γοη dieeea wegragen, duroh ein Band (8, 9, 10, 15» 16, 17t 22), da« jede« einseine Bündel la Bereich innerhalb dea Btiokena eng uaaohllcSt, und duroh βinwartβ ragende Teilatuoke (12, 24* 31, 32) dea Rücken·, die eng oberhalb der änderen Blinder der Sünder liegen» di·»· feat erfaaaen and die Bündel la Büoken befeetlgen»

2. mrate naoh Anepruoh 1, dadurch gekennseiohnet, dafl die nach ein war te ragenden Telletüok· naeh innen gezogene Lip» penteil» (12) dea Aufhahmertiokene «»fmaaen·

3· Hiret· naoh Anepruoh 1, dadurch gekenn»·lohnet, da3 die naoh innen ragenden Teile 3in4rüokung«a (24, 31, 32) in den Seiten dea Aufteafeierfiokena u»fa»»en.

4· BOrate nach Anepruoh 1 oder 3, dadurch gekenn»elehnet, daS »ueateliohe InnenroreprUng· (25, 36, 37) an den Inneneeiten dea Auftialaieraokene «wiaohen benaohbarten SMadera benachbarter Böndel »m. Verhindern ein·· Teraohleeena dar latataram innerhalb dee Eückene Torgeeehen »Ind.

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5. Hirst« nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Burst enrüokan einen taaaenfbnaigen Halter (1) einer Stirnbürste umfaßt, daß «ine Mehrsahl einseiner paralleler Bündel (5» 6, 7) aus Borstenmaterial (3) dicht zusammen innerhalb des Halters befestigt sind und von diesem weg sur Bildung einer susammsngeaetsten BUrstenstirnfläohe negragen, daS jedes der Bündel innerhalb seines Innenendes durch ein um es herumgeschlungenes Band (8, 9, 10, 15, 16* 17) umechloaeen und feat suesjmengahalten ist und daß die Lippe (12) dea Halters sum iirfaaaen dea Auflenrandes eines jeden dieser Bander und dadurch sur Befestigung der BUndel innerhalb de· Halters naoh innen gebogen ist.

6· Blirate nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Halter eine kreisförmige Form hat und jedea der Blinder eixen Sektor einea Kreises bildet» wodurch der Halter gefüllt und eine kreisförmige BUrstenatirnflaohe geschaffen wird.

7· Borste nach Anspruch 6, dadurch gekennselohnet, daJ der innere Scheitel einea jeden aektorförmigen Bandes sur Bildung einea τοη Büratenmaterial freigehaltenen mittleren Bereiohee in dem Halter rerformt ist« ao daß die kreisförmige

Stirnfläche eine hohle Mitte aufweist.

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β· Burst· nach Amsprueh 6, daduroh gekennzeichnet, defl der Innensoheitel eines jeden sektorfttralgen JBand.ee alt eine« aufragenden teil (11) Tereehen ist» das naoh de« äuSeren Bogenteil dee Bawl·· hin Terforat let una dadurch dl· ein» seinen Bunuel aue Bürstenwerkstoff (5) su la wesentlichen bogenfunftigea Querschnitt formt» «o dad dl· kreisfttrsdge Burst ens tlrnf Hohe elft· hohle Mitte aufweist.

9· Bürste nach Anspruch 1, dadurch g«kenns«ichnet, daS der BttrstenrUck«n (20) einen kanalfdralgen RUokentell aus eine» Burstenstrelfen aufweist, daß «In· Mehrsahl elnseln«r BUndel aus Bürst*awerkstoff (21) innerhalb des lanalrUckens befestigt 1st und Ton diese« wegragen, daß j«des der Bündel nah« sein·« Inneren Ende durofc ein ua es heruageschlungenee Band (*22) uaschloesen uad fest susaamengehalten 1st» und dafi naoh innen Torragend« felle (24) dee Burctenruekens den Aulearand «In·· jeden Band·· erfassen und daduroh die Bündel Innerhalb des Rttekstttell·· festlegen.

10· Bürste naoh Anspruoh 9, daduroh gekenncolohnet» dafi dl· susmtsliohen ToreprUnge (25) auf den Innenseiten des kanalfOralgen RUokentellee swlsohen benachbarten Bündeln sun Verhindern einer Verschiebung der letsteren innerhalb des Rüokentellee Tersehen «lad.

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11. BUrste naoh Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, da 13 die naoh innen ragenden Teilatücke des Rüekenteiies durch jindrücltungen (24) in den Seitenteilen des Rückens gebildet sind.

12. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daS der BtirstenrUoken einen sich radial naoh außen öffnenden kreisförmigen Kanalteil (28) einer Scheibenbürste aufweist, daß eine Mehrzahl einzelner Bttndel Borstenmaterial (29) in dem Kanal befestigt ist und radial von diesem weg nach außen ragen« daß jedes Bündel nahe seinem inneren Ende durch ein um es herumgesehlungenea Band (22) umschlossen und fest zusammengehalten ist und daß nach innen ragende Teile (31, 32) des Kanals den AuSenrand eines jeden Bande« «rf «ssen und dadurch die Bündel innerhalb des Kanäle· festhalten.

13. BOrote naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, AaS der Kanal mit einem abgesetzten Boden teil versehen ist, der einen tieferen Mittelteil (35) und flachere innere Schulterteile (33, 34) aufweist, und daa die inneren landen der Bündel an den tieferen Hittelteilen anliegen, während die Innenrinder der Binder an den Schulterteilen anliegen.

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14· Hirate naoh Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch Bttsätslioh· Vorsprünge (36» 37) innerhalb der Seiten des Kanals «wischen benachbarten Bündeln sum Verhindern eine· Terschiebens der letztersn in TMfangariohtuiig der Mrs te.