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Vorrichtung zur Herstellung eines aus mehreren, locker miteinander
verbundenen, aus Elementarfäden zusammengesetzten Teilfäden bestehenden Spinnfadens
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus mehreren, locker
miteinander verbundenen, aus Elementarfäden, die eine Benetzungseinrichtung passieren,
an der sie mit einem Oberflächen benetzenden Mittel versehen werden, zusammengesetzten
Teilfäden bestehenden Spinnfadens (Mehrfachfadens).
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht in folgendem.
Bei der Herstellung von transparenten Kunststoffteilen, die mit Glasfasern verstärkt
sind, hat sich gezeigt, daß die bisher für diesen Zweck verwendeten Glasseidenmatten
nicht immer den an sie gestellten Anforderungen genügten, da das Faserbild bei Verwendung
der üblicherweise für die Herstellung der Glasseidenmatten verwendeten relativ dicken
Spinnfäden störend in Erscheinung tritt. Es wäre grundsätzlich möglich, diesen störenden
Effekt zu verringern, indem man zur Herstellung der Glasseidenmatten Spinnfäden
aus Elementarfäden mit geringerem Durchmesser verwendete, als sie für textile Zwecke
hergestellt werden. Solche Spinnfäden wären jedoch für die Herstellung von Matten
unwirtschaftlich, da zu ihrer Erzeugung andere Düsen mit einem weit geringeren Ausbringen
verwendet werden müßten, ihr Gestehungspreis daher zu hoch wäre und solche dünnen
Fäden für die Weiterverarbeitung sehr empfindlich sind. Es wäre ferner möglich,
Spinnfäden zu verwenden, die weniger Elementarfäden bei gleichem Durchmesser aufweisen.
Die Herstellung solcher Spinnfäden könnte durch Verwendung von Düsen mit geringerer
Lochzahl erfolgen. Die Herstellung von Matten aus Spinnfäden mit geringerer Elementarfadenzahl
wäre jedoch sehr unwirtschaftlich, da entweder entsprechend mehr Spinnkuchen, ein
entsprechend großes Spulengatter und eine entsprechend größere Anzahl von Fadenführungsorganen
erforderlich wären und somit mehr Raum und Bedienungspersonal beansprucht werden
müßte oder Zwischenstufen zum Zusammenfassen der Spinnfäden geringeren Durchmessers
zu stärkeren Spinnfäden eingeschaltet werden müßten, was ebenfalls zu einer Erhöhung
des Gestehungspreises führen würde.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde ein aus mehreren, locker miteinander
verbundenen, aus mit Schlichte versehenen Elementarfäden zusammengesetzten Teilfäden
bestehender Spinnfaden entwickelt. Wird dieser Spinnfaden geschnitten, so zerfällt
er in die einzelnen Teilfäden und ergibt bei der Weiterverarbeitung Matten mit sehr
feinem Gefüge, die bei Verwendung als Verstärkungsmaterial für Kunststoffe sich
gut tränken lassen und kein störendes Faserbild hervorrufen.
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Die Herstellung eines solchen Fadens wird in der belgischen Patentschrift
570 587 beschrieben. Die Herstellung erfolgt dadurch, daß die aus einer Düse mittels
einer rotierenden Wickel spule gezogenen Fäden an einer Benetzungseinrichtung vorbeigeführt,
in zwei oder mehr Gruppen unterteilt und die einzelnen Fadengruppen in Sammelglieder
gesammelt werden, so daß aus diesen Fadengruppen einen geringeren Durchmesser aufweisende
Fadengruppenstränge, d. h. Teilfäden entstehen, die parallel nebeneinander bis zu
einer Verteilervorrichtung, üblicherweise Fadenführer genannt, laufen, der durch
seine Querbewegung eine absatzweise Vereinigung der Teilfäden bewirkt und den aus
auf diese Weise locker miteinander verbundenen Teilfäden bestehenden Spinnfaden
über die Länge der Spule verteilt, auf der er aufgewickelt wird. In dieser Patentschrift
ist nichts darüber offenbart, auf welche Weise bei dieser Vorrichtung eine Unterteilung
des Gesamtfadenfächers in die Teilfächer bzw. Teilfäden erfolgen soll. Mechanische
Mittel zur Unterteilung sind in ihr weder beschrieben noch ihr entnehmbar. Eine
Unterteilung von Hand wäre möglich, sie wäre jedoch umständlich und könnte eine
Unterteilung in Teilfäden mit gleicher Elementarfadenzahl nicht gewährleisten.
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Nach einer anderen Ausführungsart gemäß dieser Patentschrift erfolgt
die Herstellung der Teilfäden unter Verwendung von besonderen Spinndüsen, aus denen
das Schmelzgut in Form von Strömen austritt, um in der oben beschriebenen Weise
zu Fäden ausgezogen zu werden. Diese Spinndüsen werden in Kombination mit ähnlichen
Anlagen in aneinanderstoßender Anordnung verwendet, so daß ein vollständiger Kreis
entsteht, der an eine Schmelzgutquelle angeschlossen ist. Jedes benachbarte Paar
von Spinnvorrichtungen, die entweder mit ihren Enden zusammenstoßen oder einander
gegenüberliegend an verschiedenen Vorherdzweigen liegen, führt ein Paar von Teilfäden
zu, die mit Hilfe des oben beschriebenen Fadenführers absatzweise vereinigt und
auf einer Spule aufgewickelt werden. Man kann somit drei, vier oder mehr von benachbarten
Spinnvorrichtungen gelieferte Teilfäden zu einem absatzweise vereinigten Spinnfaden
vereinigen.
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Diese Vorrichtung erlaubt wohl die Herstellung von Teilfäden mit
gleichmäßiger Elementarfadenzahl, ist jedoch kompliziert und erfordert viel Handarbeit,
da die Elementarfäden eines jeden Teilfadens in einer Sammelstelle zusammengefaßt
werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung
eines solchen aus mehreren, locker miteinander verbundenen, aus Elementarfäden,
die nach ihrem Austritt aus der Spinndüse eine Benetzungseinrichtung passieren,
zus ammengesetzten Teilfäden bestehenden Spinnfadens so auszubilden, daß die Unterteilung
der Elementarfäden in Teilfäden auf einfache, schnelle, wirtschaftliche, zuverlässige
und praktisch völlig mechanische Weise erfolgt, so daß ein Teilen von Hand nicht
erforderlich ist und der auf der Spule aufgewickelte Spinnfaden tatsächlich die
gewünschte Zahl von Teilfäden aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
gekennzeichnet durch mindestens ein mit den Elementarfäden in und außer Eingriff
bringbares Führungsorgan zum fächerbildenden Einlegen der Elementarfäden sowie durch
mit den Elementarfäden in und außer Eingriff bringbare, zwischen Benetzungseinrichtung
und Führungsorgan angeordnete Teilkörper, die mit Rillen und dazwischenliegenden
Teilkanten versehen sind, deren Abstände voneinander nach außen entsprechend der
sich einstellenden Fächerwinkelung zunehmen.
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Durch die vorstehend beschriebenen Teilkörper wird eine sehr gleichmäßige
Teilung erreicht, und durch die Bewegung dieser Teilkörper in die Fadenbahn ist
ein Auflegen von Hand vermieden.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß dem Teilkörper eine danach in Eingriff bringbare Einheit mit
abweichender Teilung zugeordnet ist, die als Spreizkörper wirkt.
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Diese Zweistufigkeit ergibt die Möglichkeit der Vergrößerung der
Teilabstände und dadurch den Vorteil, daß die Teilfäden auf zuverlässige Weise daran
gehindert werden, sich auf ihrem Wege zum den Spinnfaden (Gesamtfaden) auf der Spule
verteilenden Fadenführer zu berühren und infolgedessen miteinander zu verkleben.
Auf diese Weise erhält man einen Spinnfaden, der tatsächlich die gewünschte Zahl
von Teilfäden aufweist.
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Nach der Erfindung kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein,
daß die Bewegung des Teilkör-
pers bzw. Spreizkörpers durch Schwenken seiner Halterung
erfolgt und daß beim Schwenken des Teilkörpers in die Fadenbahn das Führungsorgan
vom Strang entfernt wird.
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Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann weiter gekennzeichnet
sein durch einen ersten schwenkbaren Hebel, an dessen der Benetzungseinrichtung
abgekehrten Seite das Führungsorgan und an dessen der Benetzungseinrichtung zugekehrten
Arm Teilkörper der ersten Stufe sitzen sowie ein weiterer schwenkbarer Hebel, der
Spreizkörper der zweiten Stufe trägt.
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Diese Ausbildung der Vorrichtung kann ferner gekennzeichnet sein
durch einen ersten schwenkbaren Hebel, der mit einem starr befestigten seitlichen
Fortsatz versehen ist, an dessen Ende der Hebel gelagert ist.
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Durch diese Ausbildung der Vorrichtung ist in sehr zuverlässiger
Weise eine Mechanisierung dei gewünschten Vorgänge bewirkt.
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Nach einer anderen Ausführungsart kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet sein, daß der Teilkörper zunächst in unmittelbarer Nähe der
Benetzungseinrichtung gegen die Fächerbahn und danach etwa entlang dieser Bahr auf
das Führungsorgan zu bewegbar ist, wobei dei Strang von dem Führungsorgan abgehoben
wird.
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Diese Ausbildung der Vorrichtung nach der Er findung kann gekennzeichnet
sein durch eine Gleitbahn für den Teilkörper, die um einen kleinen Winkel gegenüber
dem Strangverlauf zwischen Benetzungseinrichtung und Führungsorgan geneigt ist.
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Auch diese Art der Vorrichtung ermöglicht in schi zuverlässiger Weise
eine praktisch nahezu automat tisch wirkende Handhabung und ermöglicht mit sein
wenigen Konstruktionsteilen in einfacher Weise die Herstellung des gewünschten Spinnfadens.
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Nach der Erfindung kann diese Vorrichtung ferne gekennzeichnet sein
durch ein Hebelsystem als Träger der Teilkörper mit Mitteln zu einer verkantungsfreien
Bewegung der Teilkörper in der Gleitbahn.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann wei terhin gekennzeichnet
sein durch eine etwa cotg. förmige Einteilung der Abstände der Teilkanten au: den
Teilkörpern bei vorzugsweise gleichen Abstände den der tiefsten Stellen der Rillen,
so daß in jede Teilung die gleiche Zahl von Elementarfäden fällt.
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Ferner kann die Vorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet sein
durch je eine Laufnut am Grunc jeder Rille.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann außer dem gekennzeichnet sein
durch eine Elankensteilhei der Rillen, die unter Berücksichtigung sämtliche Reibungsverhältnisse
ein zuverlässiges Eingleiten de Elementarfäden in die betreffende Laufnut ergibt.
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Zur Erläuterung sei folgendes ausgeführt. Zun Ausziehen von Glasfäden
aus einer für die Glas seidenindustrie gebräuchlichen Ziehdüse ist eine be stimmte
Kraft je Elementarfaden erforderlich, die ii ihrer Größe bestimmt ist durch die
Schmelztemperatu und die Abzugsgeschwindigkeit. Wie bereits erwähnt passieren die
Fäden eine Benetzungseinrichtung unc werden dann in Führungsrollen (-organe) gelegt
Wird nun in den Fadenlauf eine Umlenkrolle (be der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist dies der Teil körper) eingeschwenkt und wird hierdurch der Faden fächer aus
seiner Richtung ausgelenkt, so erzeug jeder Elementarfaden eine resultierende Kraft
Q, di
zur Rollenachse gerichtet ist (s. in der Zeichnung Fig. I).
Diese Kraft Q wird bestimmt durch den Fadenzug S, unter Berücksichtigung des Umschlingungswinkels
a'. Es ist somit Q~ S(e'+l) esa a 1 Jeder Elementarfaden liegt beim Teilvorgang
mit der Kraft Q gegen eine Teilrollenflanke (in der Zeichnung Fig. II). Für eine
einwandfreie Funktion der Unterteilung in Teilfäden gilt: Der Flankenwinkel a muß
größer sein als der Reibungswinkel e (e = lt, lt = Reibungswert zwischen Faden und
Seilrolle; a 2 Q), damit ein zuverlässiges Abgleiten des Fadens bis zur Laufnut
gewährleistet ist.
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Q P = tg (α - #> .
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen Fig. I und II die bildliche Darstellung zu den weiter
oben genannten Formeln, F i g. 1 eine Seitenansicht von der Vorrichtung, bei welcher
die Bewegung der Teilkörper durch Schwenken ihrer Halterungen erfolgt, in der Ausgangsstellung,
bei der die Führungsrolle (Führungsorgan) mit dem Strang im Eingriff ist, während
die Teilkörper mit dem Strang noch nicht im Eingriff sind, Fig.2 eine Vorderansicht
von der Vorrichtung gemäß F i g. 1, ebenfalls in der zu F i g. 1 beschriebenen Ausgangsstellung,
F i g. 3 eine Seitenansicht von der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2, jedoch
in einer Stellung, in der die Führungsrolle bereits vom Strang entfernt ist, während
der erste Teilkörper in die Fächerbahn eingeschwenkt ist, Fig.4 eine Vorderansicht
von der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 3 in einer Stellung, wie sie zu F i g.
3 beschrieben ist, Fig 5 eine Seitenansicht von der Vorrichtung gemäß den F i g.
1 bis 4 in der endgültigen Arbeitsstellung, wobei das Führungsorgan und der erste
Teilkörper vom Strang bzw. Fächer abgehoben sind, während der zweite Teilkörper
(Spreizkörper) in die Fächerbahn geschwenkt ist, wobei die Fächerbahn in eine Bahn
mit parallelgeführten Teilfäden übergegangen ist, Fig. 6 eine Vorderansicht von
der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 5 in der endgültigen Arbeitsstellung, wie
sie zu F i g. 5 beschrieben ist, Fig.7 in vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht
vom ersten Teilkörper, bei dem die Teilabstände noch verhältnismäßig gering sind,
Fig. 8 ebenfalls in vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht vom zweiten Teilkörper
(Spreizkörper), welcher größere Teilabstände aufweist, Fig. 9 etwa im Maßstab der
Fig. 1 bis 6 eine Seitenansicht von einer Vorrichtung, bei welcher der reilkörper
zunächst in unmittelbarer Nähe der Benetzungseinrichtung gegen die Fächerbahn bewegt
und danach etwa entlang dieser Bahn auf das Führungsorgan zu bewegt wird, wobei
der Strang von iem Führungsorgan abgehoben wird, F i g. 10 eine Vorderansicht von
der Vorrichtung gemäß Fig. 9, bei welcher jedoch gegenüber der Grbeitsstellung in
F i g. 9 der Teilkörper bereits ein-
geschwenkt ist, während der Endzustand gestrichelt
gezeichnet ist, Fig. 11 in etwas vergrößertem Maßstab eine teilweise spiegelbildliche
Seitenansicht von der Vorrichtung gemäß Fig.9 und 10, welche weitere Einzelheiten
erkennen läßt, Fig. 12 in ebenfalls vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht gemäß
Fig. 10 und 11, Fig. 13 in einem vergrößerten Maßstab gemäß Fig. 8 eine Vorderansicht
von einem Teilkörperelement, wie es in kleinerem Maßstab in den F i g. 10 und 12
dargestellt ist.
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In den Fig. I und II bedeutet der Pfeil mit der Bezeichnung S die
Zugkraft, die auf den Faden 1 ausgeübt wird, während er über den Umschlingungswinkel
o;' an dem Teilkörper 2 im Punkt 3 entlanggezogen wird. Der die Benetzungseinrichtung
6 verlassende Faden 1 hat anfänglich den strichpunktierten Verlauf 1'. Durch das
Einschwenken des Teilkörpers 2 gerät der Faden von der Stellung 1' in die Stellung
1 bzw. im Punkt 3 in Berührung mit dem Teilkörper 2. Durch die Auslenkung des Fadens
in Stellung 1 ergibt sich eine Querkraft Q; diese Querkraft Q ist in Fig. II um
900 versetzt gezeichnet.
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Beim Auftreffen der Querkraft Q auf die Flanke der Nut ergeben sich
infolge Kräftezerlegung weitere Kräfte N und P, die durch die angegebene Formel
bestimmbar sind. Entscheidend ist dabei der Winkel a, der so geeignet gewählt sein
muß, daß der Faden 1 die Möglichkeit hat, in die Laufnut 4 abzugleiten.
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Das vorstehend Gesagte bezieht sich auf alle Vorrichtungen, die vorstehend
oder nachstehend beschrieben sind.
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Bei der speziellen Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 8 ist 5 die
Fadenerzeugungseinrichtung, 6 die Benetzungseinrichtung, an der der Fadenfächer
vorbeigeführt wird, 7 sind die Führungsorgane, die zunächst die Stränge 8 und 9
führen. Dabei bilden sich die beiden Fächer 10 und 11 aus. Im Punkt 12 ist ein Hebel
gelagert, welcher die starr miteinander verbundenen Arme 13, 14 und 15 hat. Am Ende
des Armes 14 sitzen die bereits erwähnten Führungsorgane 7. Am Ende des Armes 15
sitzen die ersten Teilkörper 16, die zunächst in die Fächerbahn geschwenkt werden
können (s. hierzu die F i g. 3 und 4).
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Dabei entfernt sich gleichzeitig der Arm 14 mit den Führungsorganen
7 vom Strang 8 bzw. 9. Die Stränge 8 und 9 gehen dabei über in mehrere Teilfäden
17 und 18. Gleichzeitig verändern die Fächer 10 und 11 der Fig. 1 und 2 sich zu
den Teilfächern 19 und 20. Am Ende des Hebelarmes 15 sitzt zusätzlich ein schwenkbarer
Hebel 21, welcher den zweiten Teilkörper 22 (Spreizkörper) trägt, der nicht der
eigentlichen Teilung dient, sondern nur der Vergrößerung der Abstände der Teilfäden
voneinander, also die Funktion eines Spreizorgans ausführt. In den Fig. 5 und 6
ist der zweite Teilkörper 22 in die Fächerbahn geschwenkt, wobei sich die Fächerbahn
von dem ersten Teilkörper 16 entfernt und wobei ferner die beiden Teilfadengruppen
17 und 18 von dem Führungsorgan 7 entfernt bleiben. Die Teilfäden verändern sich
noch weiter gemäß den F i g. 5 und 6 zu den Teilfadengruppen 23 und 24. Diese Teilfadengruppen
sind jetzt auch im oberen Teil maßgebend, welcher nicht mehr fächerförmig, sondern
parallel geführt ist. F i g. 6 zeigt besonders anschaulich, wie die endgültige Teilung
zu einer Parallelführung der Fadenteilstränge führt. Die verschiedenen Arbeitsstufen
lassen
erkennen, daß diese Teilung zuverlässig vor sich geht, ohne daß ein Auflegen im
einzelnen von Hand nötig ist.
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Die Fig. 7 und 8 lassen im einzelnen den Teilkörper 16 mit den untereinander
gleichen Abständen 25 und den Spreizkörper 22 mit den größeren, aber wiederum untereinander
gleichen Abständen 26 erkennen. Die eigentlichen Teilkanten sind in F i g. 7 mit
27 und in Fig. 8 mit 28 bezeichnet. Zwischen den Teilkanten 27 bzw. 28 liegen die
Rillen 48 bzw.
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49. Der Spreizkörper 22 gemäß Fig. 8 weist im Grunde seiner Rillen
49 speziell ausgebildete Laufnuten 4 auf.
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Die Fig. 9 bis 13 zeigen eine andere Ausbildung der Vorrichtung bzw.
einen Teil davon, bei welcher der Teilkörper 29 zunächst in unmittelbarer Nähe der
Benetzungseinrichtung 6 gegen die Fächerbahn 34' bewegt und danach etwa entlang
dieser Bahn auf das Führungsorgan 7 zu bewegt wird, wobei der Strang von dem Führungsorgan
abgehoben wird.
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Der Teilkörper 29 befindet sich zunächst unmittelbar unter der Benetzungseinrichtung
6. Der Teilkörper 29 bzw. die Teilkörper 29 befinden sich dabei noch in einer gewissen
Entfernung von der Fächerbahn. Danach werden die Teilkörper 29 in die Stellung 30
bewegt und entlang der gestrichelten Linie in Richtung des Pfeiles 32 nach unten
geführt bis in die Nähe der Führungsorgane 7. Sie nehmen dabei die Stellung 33 ein.
Der Strang 34, der in F i g. I mit 1' bezeichnet ist, geht dabei über in die Stellung
35, die in Fig. I mit 1 bezeichnet ist. Der Strang wird dabei von dem Führungsorgan
7 abgehoben, und die Teilung in Teilfäden ist erfolgt. Die Einstuflgkeit bei dem
mit dieser Vorrichtung ausgeführten Verfahren bei gleichem Endergebnis wie bei dem
Verfahren gemäß den Fig. 1 bis 8 ist deshalb möglich, weil der Teilkörper 29 anfänglich
an einem höheren Punkt in die Fächerbahn bewegt wird, in welcher diese Fächerbahn
noch breiter ist als bei der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 8.
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In Fig. 11 sind noch Einzelheiten der Gleitführung dargestellt. Bei
dem Niedergleiten des Teilkörpers 29 wird der Strang 34 von dem Führungsorgan 7
entfernt und geht in die Stellung 35 über.
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Zuvor wird der Teilkörper 29 längs der Gleitführung 36 auf die Fäden
34 zu bewegt. Danach erfolgt die Abwärtsbewegung längs der Gleitführung 37. Man
erkennt, daß die Gleitführung 37 etwas geneigt ist gegenüber der Richtung des Fadens
34.
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Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht gemäß Fig. 11.
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Zur Parallelführung der Teilkörper 29 dient eine Gelenkanordnung mit
den Gelenkarmen38, 39, 40 und 41. In Fig. 11 ist erkennbar, wie die Gelenkpunkte
42 und 43 nach vorwärts ausschwenken, wodurch sich der Abstand zwischen der Achse
44 und den Teilkörpern 29 mehr oder weniger groß einstellen läßt unter gleichzeitiger
genauer Parallelhaltung dieser Teilkörper. Dabei bewegt sich die Achse 45 in den
Gleitbahnteilen 37 bzw. auch 36.
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F i g. 13 zeigt die diesbezüglichen Teilkörperelemente bzw. ein solches
Element 29. Die Teilkanten sind hier mit 46 bezeichnet. Ihre Abstände sind jedoch
anders als die Abstände der Teilkanten 27 bzw. 28 in den Fig. 7 und 8. Diese andere
Größe der Teilkantenabstände ist bedingt durch die andere Ausführung der Vorrichtung.
Auch hier sind wieder untereinander gleiche Abstände 47 vorhanden und am Grunde
jeder Rille 50 Laufnuten 4 vorgesehen.
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Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Herstellung eines aus mehreren,
locker miteinander verbundenen, aus Elementarfäden, die eine Benetzungseinrichtung
passieren, zusammengesetzten Teilfäden bestehenden Spinnfadens (Mehrfachfadens)
aus Glas oder anderen thermoplastischen Massen, g e k e n nz e i c h n e t d u r
c h mindestens ein mit den Elementarfäden in und außer Eingriff bringbares Führungsorgan
(7) zum fächerbildenden Einlegen der Elementarfäden sowie durch mit den Elementarfäden
in und außer Eingriff bringbare, zwischen Benetzungseinrichtung (6) und Führungsorgan
(7) angeordnete Teilkörper (16, 29), die mit Rillen (48, 50) und dazwischenliegenden
Teilkanten (27, 46) versehen sind, deren Abstände voneinander nach außen entsprechend
der sich einstellenden Fächerwinkelung zunehmen.