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Die Erfindung betrifft einen rotierenden
Fadenführer
für Ringspinnmaschinen,
der in einem Abstand über
dem oberen Ende der Ringspindel angeordnet ist und über ein
magnetisches Kraftfeld mit der Ringspindel gekuppelt ist, so daß der Fadenführer mit
der gleichen Drehzahl wie die Ringspindel dreht.
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Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Fäden an der
Ringspinnmaschine hauptsächlich
zwischen Streckwerk und Fadenführer
in der sog. Spinnzone brechen. In diesem Bereich ist die aus dem Streckwerk
austretende Lunte noch nicht so weit verfestigt, daß sie jeder
Fadenspannunsspitze gewachsen ist. Hinzu kommt, daß der konventionelle
Fadenführer,
die sog. Fadenführeröse die Drehungsfortpflanzung
in die Spinnzone teilweise behindert.
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Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, sog.
Kronen auf die Ringspindel aufzusetzen, um die von dem auf dem Ring
umlaufenden Läufer
ausgehende Drallgebung zum Spinndreieck hin wirkungsvoller zu machen,
um in dem kritischen Bereich eine bessere Verfestigung der aus dem
Streckwerk austretenden Lunte zu erreichen. Bei diesen Spindelaufsätzen legt
sich der Faden in die Zacken der Krone und wird durch diese mitgenommen,
jedoch muß das Garn
an der Krone dieselbe Rückwärtsbewegung machen,
wie der Läufer
auf dem Spinnring, der entsprechend der Auwindung und der Aufwindegeschwindigkeit
hinter der Umfangsgeschwindigkeit der Spindel zurückbleibt.
Der Faden springt also von Zacke zu Zacke rückwärts entsprechend dem Zurückbleiben
des Läufers.
Die dabei entstehende Reibung führt
zur Garnschädigungen
und zur Aufrauhung des Garnes, was unerwünscht ist. Zusätzlich erzeugt
jeder Sprung einen Stoß am
Läufer.
Diese Kronenspindelaufsätze
haben deshalb einen großen
Läuferverschleiß zur Folge.
Beim sog. Spinnfinger als Aufsatz auf die Ringspindel sind zwar
die Kronenzacken vermieden, der Spinnfinger ist glatt und raubt
das Garn dadurch weniger auf. Der Spinnfinger arbeitet jedoch praktisch
wie eine Krone mit einer Zacke, um die das Garn herumläuft. Das
bedeutet, daß der
Sprung sehr viel größer ist,
nämlich
fast eine Umdrehung. Der Läufer
bleibt in diesem Moment des Springens kurz stehen und wird dann
wieder beschleunigt. Diese Spinnfingerlösung führt deshalb zu großen Fadenstößen. Außerdem kann
der Spinnfinger nicht ausgewuchtet werden, weshalb besondere Spindellager notwendig
sind, die diese Umwucht aushalten.
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Um diese Nachteile zu vermeiden,
ist vorgeschlagen worden, einen rotierenden Fadenführer vorzusehen.
Dieser rotierende Fadenführer
besteht aus einem kugelgelagerten Fadenführerröhrchen, das zweckmäßig aus
Keramik hergestellt ist, welches über dem Spindeloberteil der
Ringspindel unabhängig
von dieser am Maschinengestell gelagert ist, und über im Spindelkopf
und in dem Fadenführerröhrchen angeordnete
Permanentmagnete magnetisch mit der Ringspindel gekoppelt und bei
Drehung derselben mitgenommen wird. Die Spindeldrehzahl wird so
durch diese magnetische Kupplung synchron auf das Fadenführerröhrchen übertragen.
Diese bekannte Vorrichtung erteilt dem Faden in der Spinnzone eine
Falschdrehung durch die Berührungen
des Fadens beim Durchlaufen des Drallröhrchens und der Kante des Spindeloberteiles.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die
Wirkung dieses rotierenden Fadenführers unbefriedigend ist, da
der Faden bei der Berührung
erheblichem Schlupf ausgesetzt ist, so daß die Falschdrahterzeugung
instabil und daher unbefriedigend ist. Hinzu kommt die intermittierende
Arbeitsweise, da der Faden jeweils nur während des Bruchteiles einer
Ballon- bzw. Läuferumdrehung
an dem Reibkörper
vollständig
anliegt und ein Drehmoment erfährt.
Außerdem
ist die Wirkung der bekannten Vorrichtung stark von dem Fadenverlauf
abhängig.
Ein wirklich ins Gewicht fallender Abbau der Fadenzugskraft und/oder
von Fadenbrüchen
hat sich nicht gezeigt. Abgesehen von den Einfädelproblemen hat sich das Fadenbruchproblem
an der Ringspinnmaschine durch den rotierenden Fadenführer nicht
generell lösen
lassen. Als Nachteil hat sich außerdem erwiesen, daß bei der
magnetischen Kupplung von Spindel und Fadenführer auf eine gesteuerte Fadenführerbewegung
von vornherein verzichtet werden muß (Textilpraxis International
1982, Januar, Seite 19 und 20).
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese
Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, eine bessere und definierte Drehungsfortpflanzung
bis zum Spinndreieck zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des Anspruch 1 gelöst.
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Durch die Ausbildung des Fadenführers als Drehröhrchen mit
einem Mitnehmen für
den durchlaufenden Faden wird dem Faden eine echte Drehung in dem
kritischen Bereich zwischen Fadenführer und Streckwerk erteilt
und zwar exakt in der Spindeldrehzahl. Durch die zwangsläufige Mitnahme
des Fadens sind Schlupf und Unwägbarkeiten
der Reibungsmitnahme und damit auch die Einflüsse des Einlaufwinkels in den
Fadenführer
ausgeschaltet. Der Mitnehmer ist zweckmäßig als Spirale ausgebildet,
da die Spirale durch ihre Wendel eine definierte Umschlingung dem
Faden vorschreibt. Diese Umschlingung ist wichtig, da sie wie eine
Bremse wirkt und damit Spannungs spitzen ausgehend vom Läufer und
Ballon dämpft,
so daß sie
sich in dem empfindlichen Bereich zwischen Fadenführung und
Streckwerk nicht auswirken können.
Die Wendel der Spirale ist zweckmäßig größer als 360°, vorzugsweise etwa 420°, um diese
Dämpfwirkung
optimal zu erreichen. Für
eine gute Mitnahme des Fadens, ohne diesen aufzurauhen, ist das
obere und das untere Ende der Spirale 13 als Kante ausgebildet,
die in einer Ebene senkrecht zur Drehachse der Spirale liegt und
zweckmäßig abgerundet
ist. Das Drehröhrchen
ist zweckmäßigerweise
in einem Gehäuse
drehbar angeordnet. Durch diese Kapselung wird nicht nur das Drehröhrchen und
der Fadenlauf geschützt,
sondern es werden bei Fadenbruch Wickel oder Verknotungen des Fadens
vermieden. Außerdem
ermöglicht
diese Kapselung ein automatisches Einfädeln mittels Saugluft, was
zu Einsparungen von Bedienungszeiten beim Fadenbruchbeheben führt.
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Die exzentrische Anordnung der Fadeneinlaßbohrung
hat überraschenderweise
dazu geführt, daß keine
Ballonbildung zwischen Fadenführer
und Streckwerk entsteht. Die Exzentrizität richtet sich zweckmäßig nach
dem Durchmesser des Kernes des Mitnehmers. Zur Vermeidung überhöhter Fadenspannungen
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den
Fadenführer
in einem bestimmten Abstand zum oberen Ende der auf die Ringspindel
aufgesteckten Hülse
zentrisch über
dem Ende der Ringspindel anzuordnen. Dabei hat sich ein Abstand
von wenigstens 50 Millimeter als günstig erwiesen, wobei auch der
Durchmesser des Spinnringes und der dadurch erzeugte Ballon eine
Rolle spielt.
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Die Schwenkbarkeit des Fadenführers aus einer
Betriebsstellung in eine Bedienungsstellung ermöglicht nicht nur einen problemlosen
manuellen oder maschinellen Abzug der Kopse, sondern dient auch
zur Wartung und Sauberhaltung des Fadenführers. Zweckmäßig ist
der Fadenführer
in der Bedienungsstellung mit einer Saugeinrichtung koppelbar, die
der Fadenführer
gleichzeitig durch seine Bewegung in die Bedienungsstellung betätigen kann.
Auf diese Weise wird der Fadenführer
von Flug gereinigt und durch die Saugeinrichtung der Faden für das Wiederanspinnen
in den Fadenführer
eingefädelt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
werden anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen
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1 die
erfindungsgemäße Fadenführeranordnung
im Zusammenhang mit der Ringspindel und einer Saugvorrichtung;
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2 den
als Spirale ausgebildeten Mitnehmer gemäß 1;
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3 eine
Draufsicht auf den Mitnehmer gemäß 2;
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4 eine
Draufsicht auf das Gehäuse
gemäß 1;
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5 eine
andere Ausführung
des Fadenführers
gemäß der Erfindung.
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In 1 ist
eine Ausführungsform
eines rotierenden Fadenführers 1 im
Schnitt gezeigt. Er besteht aus einem Gehäuse 2 mit einer exzentrisch
angeordneten Garneinlaßöffnung 21,
dem in einem Kugellager 16 drehbar gelagerten Drehröhrchen 11 mit einer
zentrisch angeordneten Fadenauslaßöffnung 22. In dem
Drehröhrchen 11 ist
der Mitnehmer 13 gelagert und mit diesem drehfest verbunden,
so daß sich
dieser Mitnehmer 13 mit dem Drehröhrchen 11 gemeinsam
dreht. Das Gehäuse 2 ist
stationär
auf den Lagerring 17 aufgesetzt, der zur Aufnahme des Kugellagers 16 dient.
Der Lagerring 17 wird durch einen Halter 18 aufgenommen,
der um ein Scharnier 19 schwenkbar ist. Dadurch kann der
Fadenführer 1 in
die gestrichelt gezeichnete Bedienungsstellung 1' hochgeschwenkt
werden, so daß der
Kopf der Spindel 3 frei und für den Abzug der Kopse und Wiederaufstecken
von Hülsen 4 zugänglich ist.
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An der Ringspinnmaschine ist parallel
zu der üblichen,
unter den Streckwerkswalzen angeordneten Luntenabsaugung eine weitere
Saugvorrichtung 5 in Form eines Rohrprofiles angeordnet.
Jeder Spinnstelle ist an diesem Rohr 5 eine Saugöffnung 51 zugeordnet,
an die sich die Fadeneinlaßöffnung 21 des
Fadenführers 1 in
der Bedienungsstellung 1' anlegt,
so daß durch
die Saugeinrichtung 5 Saugluft durch den Fadenführer 1 hindurchgesaugt
wird. Dieser Saugzug dient zum einen für die Sauberhaltung des Fadenführers 1 von
Flug- und ähnlichen
losen Ablagerungen. Zum anderen kann auf diese Weise der von der
Spindel 3 hochgeführte
Faden vor die zentrische Fadenauslaßöffnung 22 gelegt werden,
so daß dieser
in den Fadenführer 1 eingesaugt
und damit eingefädelt
wird. Für
das Wiederanspinnen wird der Fadenführer 1 aus seiner
Bedienungsposition 1' in
die Betriebsposition heruntergeklappt. Der sich aus der Fadeneinlaßöffnung 21 in
die Saugöffnung 51 erstreckende
Faden wird für
den Start des Spinnvorganges aufgenommen und am Streckwerk in bekannter
Weise angelegt.
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Zweckmäßigerweise ist die Saugöffnung 51 durch
die Bewegung des Fadenführers 1 öffenbar und
verschließbar,
um in Betriebsstellung unnötigen Luftverbrauch
zu vermeiden. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß an der
Fadeneinlaßöffnung 21 des
Fadenführers 1 ein
Nocken angeordnet ist, der den Verschluß der Saugöffnung 51 aufdrückt oder
in anderer Weise betätigt,
so daß die Saugeinrichtung 5 aktiviert
wird, wenn sich der Fadenführer 1 in
der Bedienungsstellung 1' an
die Saugöffnung 51 anlegt,
und die Saugöffnung 51 wieder
verschlossen wird, wenn der Fadenführer 1 wieder in seine
Betriebsstellung zurückgeschwenkt wird..
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Das der Spindel 3 zugewandte
Teil des Drehröhrchens 11 ist
als Magnet ausgebildet und bildet mit dem Kopf 31 der Spindel 3, der
ebenfalls mit Permanentmagneten bestückt ist, eine Magnetkupplung, so
daß das
Drehröhrchen 11 mit
der gleichen Drehzahl wie die Spindel 3 umläuft. Der
Abstand des Spindelkopfes 31 vom Drehröhrchen 11 ist in bekannter Weise
durch das Magnetfeld bestimmt, das notwendig ist, um eine Mitnahme
des Drehröhrchens
mit der Spindel zu gewährleisten.
In der Regel beträgt
dieser Abstand etwa 5 bis 10 mm.
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In der einfachsten Ausführung ist
der Mitnehmer, wie 5 zeigt,
als Kreuz oder T ausgebildet und besteht aus dem Kern 12' und einer Kante 14, die
als Querbalken in dem Kern 12' verankert ist. Diese Kante 14 nimmt
den durch die Fadeneinlaßöffnung 24 eintretenden
Faden mit und erteilt ihm die Drehung analog der Spindeldrehzahl. Über eine
exzentrisch angeordnete Fadenauslaßöffnung 23 im Drehröhrchen 10 verläßt der Faden
den Fadenführer 100.
Auch hier ist das Drehröhrchen 10 in
einem Kugellager 16 drehbar in dem Lagerring 17 auf
dem Halter 18 gelagert. Die Mitnahme erfolgt durch die
oben beschriebene Magnetkupplung zwischen dem Spindelkopf 31 und
dem Drehröhrchen 10.
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Um zu verhindern, daß die volle
Spannung des Ballons sich auf die Spinnzone zwischen Fadenführer 100 und
Streckwerksausgang überträgt, wird der
Faden um den Kern 12' des
Mitnehmers 12 herumgeschlungen. Je nach Reibungswert der
Oberfläche
dieses Kernes 12' des
Mitnehmers 12 erfolgt das Umschlingen ein- oder zweimal,
um die gewünschte Dämpfung zu
erhalten. Bei dieser einfachen Ausführung gemäß 5 ist für eine solche Umschlingung ein
erhöhter
Zeitraum für
das Handeinfädeln
durch die Bedienung erforderlich. Das Gehäuse 20 muß zu diesem
Zweck auch abnehmbar sein. Außerdem
sind nur ganze oder halbe Umschlingungen möglich. Eine feinere Abstufung
wäre nur
gegeben, wenn ein weiterer Querbalken, beispielsweise um 90° versetzt
zu der Kante 14 vorgesehen wäre.
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Bei der Ausführung in 1 ist deshalb der Mitnehmer 13 als
Spirale ausgebildet, wie in 2 im Detail
gezeigt. Die Spirale 13 weist sowohl an ihrem oberen als
auch an ihrem unteren Ende jeweils eine Kante 15 auf, über die
der Faden in die Spirale 13 hinein- bzw. aus der Spirale
herausläuft.
Durch die Wendel α wird
die Umschlingung um den Kern 13' automatisch bestimmt. Der Faden
wird, wie oben geschildert, eingesaugt, legt sich automatisch in
die Gänge
der Spirale 13 ein, und die gewünschte Umschlingung ist hergestellt.
Um einen schonenden Fadenlauf während
des Betriebes sowie ein leichtes Einfädeln zu gewährleisten, ist diese Kante 15 vorzugsweise
als abgerundeter Steg ausgebildet.
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Infolge der starken Belastung durch
den Fadenlauf ist es zweckmäßig, diese
Spirale 13 aus Keramik herzustellen oder aus Metall mit
einer verschleißfesten
Sinterbeschichtung. Über
die Sinterbeschichtung oder die Oberfläche des Keramikteiles ist es
möglich,
einen bestimmten Reibungswert μ der Oberfläche zu geben
und damit die gewünschte Dämpfung zusätzlich zur
Umschlingung zu bestimmen. Bei Versuchen hat sich erwiesen, daß die gewünschte Dämpfung bei
einer Wendel α von
wenigstens 360° erreicht
wird. Als optimal hat sich eine Wendel von α = 540° (etwa 1 1/2 Umschlingungen) erwiesen.
Die Dämpfung
wirkt auf folgende Weise: Durch die Reibung des Fadens infolge der
Umschlingung am Mitnehmer 13 bzw. 14 wird zwar
ein stärkerer
Zug vom Fadenballon her gefordert, was zur Folge hat, daß der Ballon
kleiner wird. Auf der anderen Seite wird die Spannung in der Spinnzone
zwischen Fadenführer
und Streckwerk wesentlich herabgesetzt, da diese durch die Reibung
zurückgehalten wird.
Insbesondere Spannungsspitzen, die sich durch Läufer und Ballon bilden und
sehr oft zu Fadenbrüchen
geführt
haben, werden aus der Spinnzone eleminiert.
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Die Funktionsweise des Fadenführers ist
folgende: Der aus dem Streckwerk auslaufende Faden läuft durch
die Fadeneinlaßöffnung 21 bzw. 24 in
das Gehäuse 2 des
Faden führers 1 bzw.
des Gehäuses 20 des
Fadenführers 100 ein
und verläßt durch
die Garnauslaßöffnung 22 bzw. 23 den
Fadenführer.
Die mit dem Mitnehmer 13 umlaufende Kante 15 bzw. Mitnehmer 12 mit
Kante 14 erfaßt
den durch das Gehäuse
sich erstreckenden Faden und erteilt diesem durch die Mitnahme Drehung
mit der Spindeldrehzahl. Das Drehröhrchen 10 bzw. 11 läuft über den
Fadenballon in üblicherweise
unter dem auf dem Spinnring umlaufenden Läufer hindurch zur Aufwindung auf
die Hülse 4.
Da der Läufer
um die Aufwindung hinter der Winkelgeschwindigkeit der Spindel zurückbleibt,
wird um diesen Betrag die echte Drehung, die der Faden in der Spinnzone
erhalten hat, wieder reduziert. Vorteilhaft ist aber, daß zur Verfestigung
der aus dem Streckwerk austretenden Lunte in der Spinnzone eine
höhere
und durch den Mitnehmer 12 bzw. 13 exakt der Spindeldrehzahl
entsprechende Drehung erteilt wird, die sich auf dieser kurzen Strecke
bis in das Spinndreieck problemlos fortsetzt. Dies führt zu einer
exakten und stetigen Drehungserteilung. Ein Springen über Kronenzacken
oder dergleichen entfällt,
ebenso die Unwägbarkeiten
einer Drallgebung durch Reibung.
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Der Ausgleich der Differenz zwischen
der Winkelgeschwindigkeit der Spindel 3 und der Winkelgeschwindigkeit
des Läufers
erfolgt, nachdem der Faden das Drehröhrchen 11 bzw. 10 verlassen
hat. Der Faden kann sich in dem Zwischenraum zwischen dem Spindelkopf 31 und
dem Drehröhrchen 10 bzw. 11 frei
bewegen, so daß dieser
Ausgleich kontinuierlich erfolgt im Gegensatz zu den aus dem Stand
der Technik bekannten Maßnahmen
zur Drehungsfortpflanzung. Der Faden soll sich hier möglichst
frei bewegen, er darf zwar den Spindelkopf 31 berühren, soll
aber sich an diesem nicht derart reiben, daß ein Drehmoment in Aufdrehrichtung
erfolgt. Es ist deshalb ein Abstand h zwischen der Oberkante der
Hülse 4 und
dem Fadenführer 1 bzw. 100 einzuhalten, damit
ein genügend
großer
Ballon auch in der obersten Stellung der Ringbank entsteht und so
der Spindelkopf 31 möglichst
gar nicht oder nur wenig berührt wird.
Anderer seits bedingt die Magnetkupplung zum Fadenführer 1 bzw. 100 einen
geringen Abstand von etwa 5 bis 10 Millimeter des Spindelkopfes
zum Drehröhrchen 10 bzw. 11,
um die Mitnahme zu garantieren. Es ist deshalb notwendig, die Spindel
wenigstens 50 Millimeter über
das Ende der Hülse 4 zu verlängern. Je
nach Spinnringdurchmesser und den dadurch bedingten Fadenballon
soll die Verlängerung
mindestens dem Spinnringdurchmesser entsprechen.
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Bei der Ausführung in 5 ist eine zentrische Fadeneinlaßbohrung 24 gezeigt,
während
bei der Ausführung
in 1 die Fadeneinlaßbohrung 21 exzentrisch
angeordnet ist. Es hat sich überraschenderweise
gezeigt, daß die
exzentrische Fadeneinlaßbohrung 21 vorteilhafter
als eine zentrische Fadeneinlaßbohrung 24 ist,
da eine Ballonbildung zwischen Fadenführer 1 bzw. 100 und
Streckwerksausgang durch die exzentrische Anordnung der Fadeneinlaßbohrung 21 vermieden
wird. Die Exzentrizität
e dieser Fadeneinlaßbohrung 21 zur
Drehachse des Mitnehmers 13 soll etwa dem Durchmesser des
Kernes 13' der
Spirale 13 entsprechen (4).
Um eine Ballonbildung auch bei der Ausführung gemäß 5 zu vermeiden, müßte die Fadeneinlaßbohrung 24 um den
Durchmesser des Kernes 12' exzentrisch
zur Drehachse des Mitnehmers 12 angeordnet werden.
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- 1,100
- Fadenführer
- 1'
- Bedienungsstellung
Fadenführer
- 10,11
- Drehröhrchen
- 12
- Mitnehmer
- 12'
- Kern
des Mitnehmers
- 13
- Mitnehmer,
Spirale
- 13'
- Kern
der Spirale
- 14,15
- Kante
- 16
- Kugellager
- 17
- Lagerring
- 18
- Halter
- 19
- Scharnier
- 2,20
- Gehäuse
- 21,24
- Fadeneinlaßbohrung
- 22,23
- Fadenauslaßbohrung
- 3
- Ringspindel
- 31
- Magnetaufsatz,
Spindelkopf
- 4
- Hülse
- 5
- Saugeinrichtung
- 51
- Saugöffnung