DE2631692B2

DE2631692B2 - Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände von einer Gegenstandsreihe

Info

Publication number: DE2631692B2
Application number: DE2631692A
Authority: DE
Inventors: Benjamin A. Ioffe; Robert K. Kalnin; Anton Ja. Kulberg; Roman S. Leikin; Semen K. Litvinenko; Vladimir D. Ryschov
Original assignee: INST FIZ AN LATVSSR; KURGANSKOE PROEKTNO-KONSTRUKTORSKOE BJURO KURGAN
Current assignee: INST FIZ AN LATVSSR; KURGANSKOE PROEKTNO-KONSTRUKTORSKOE BJURO KURGAN
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1979-11-22
Also published as: SU520742A1; DE2631692C3; GB1520180A; DE2631692A1; FR2317964A1; FR2317964B1; CH611544A5; US4113142A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände von einer Gegenstandsreihe, die einen Magnet mit zu beiden Seiten eines Förderkanals angeordneten langgestreckten Polschuhen und den Kanal begrenzende Wändo aus nichtmagnetiüchem Material aufweist, wobei der Abstand der Polschuhe in Förderrichtung der Gegenstände abnimmt.

Aus der DE-OS 22 22 326 sind Verfahren und Vorrichtung zum Führen oder Sortieren von Gegenständen aus einem magnetisierbaren Material bekannt, bei denen die Gegenstände ungeordnet an einem Ende einer Führungsbahn zugeführt werden und mittels eines magnetomotorischen Systems mit zwei Magnetpolen, die auf beiden Seiten nahe der Führungsbahn angeordnet sind, ein Magnetfluß erzeugt wird, wobei die Stärke des Magnetflusses im Verlauf der Zuführungsbahn vom Zuführende her zunimmt, so daß die Gegenstände auf der Führungsbahn in Richtung der Magnetflußzunahme bewegt werden.

Bekannt ist ferner eine Einrichtung zum stiickweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände, die einen Magnet und zwischen den Polsdiuhen einen Förderkanal mit nichtmagnetischen Wunden besitzt (US-PS 33 53 822). Außer dem Hauptmagnet zum Lösen von miteinander verhakten ferromagnetischen Gegenständen enthält die Einrichtung eine Reihe von zusätzlichen Elektromagneten, die in einem bestimmten Abstand voneinander längs dem Förderkanal angeordnet sind, sowie eine bewegliche Platte zur satzweisen Zuführung von Gegenständen zum Förderkanal. Stahlblechartige Gegenstände, die zu einem Stapel vereinigt sind, werden auf der Platte angeordnet und in den Raum zwischen den Polen des Hauptmagnets eingeführt Hier werden die oberen Gegenstände unter Einwirkung magnetischer Kräfte der Polanordnung voneinander getrennt und im gewichtslosen Zustand gehalten. Das komaktlose Abtrennen des oberen gewichtslosen Gegenstandes erfolgt durch Anwendung eines wandernden Magnetfeldes, das durch fortschreitendes Einschalten von zusätzlichen Elektromagneten erzeugt wird, die längs der Bahn des abgetrennten Gegenstandes angeordnet sind.

Diese Einrichtung zum kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände besitzt ein relativ kompliziertes magnetisches System und erfordert die Anwendung einer besonderen Einheit zur Stromwendung in zusätzlichen Elektromagneten. Außerdem muß die Lage, in der ein ankommender abzutrennender Gegenstand bezüglich des ersten zusätzlichen Elektromagneten eingestellt wird, genau bestimmt sein, was seinerseits die Anwendung eines Folgesystems zur Überwachung von Gegenständen und Fixierung von deren Lage erfordert.

Die bekannte Einrichtung erfordert ferner die Anwendung eintä Förderers, der eine gleichmäßige Zuführung der Gegenstände zum Raum zwischen den Magnetpolen gewährleistet, denn bei ungleichmäßiger Zuführung von Gegenständen, die in einem fortwährenden Strom ankommen, ist sie funktionsunfähig, da eine Überschreitung der rechnerischen Geschwindigkeit der Zuführung von Gegenständen deren Verhaken zur Folge haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände von einer Gegenstandsreihe anzugeben, die ein konstruktiv einfaches und zuverlässiges magnetisches V.yAem besitzt und das automatische stückweise Abtrennen auch unter Bedingungen gewährleistet, bei denen die Zuführung der Gegenstände in der Gegenstandsreihe ungleichmäßig ist.

Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens ein Polschuh einen solchen Querschnitt hat, daß das magnetische Material dieses Polschuhes sich im Sättigungszustand befindet, wenn sich ein abgetrennter Gegenstand an der Stelle des geringsten Abstandes (Position Xi)der Polschuhe befindet.

Zur Anpassung an verschiedene Abmessungen der ferromagnetischen Gegenstände ist es vorteilhaft, wenn der Polschuh, der für das Arbeiten im Sättigungszustand vorgesehen ist, mit einem verstellbaren Nebenschluß versehen ist.

Dieser Nebenschluß ist vorzugsweise in Gestalt einer Platte ausgebildet, die parallel zum Polschuh mit verstellbarem Abstand angeordnet ist.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung besteht nach der Erfindung darin, daß mindestens an einem der Polschuhe an der Stelle des minimalen Luftspaltes (Position Xi) ein Vorsprung ausgeführt ist, dessen Abmessungen der Projektion des abgetrennten Gegenstandes auf den Polschuh nahezu entsprechen, und daß in der Platte gegenüber dem Vorsprung eine Regelschraube aus ferromagnetischem Material in bezug auf den Vorsprung verstellbar angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gewährleistet ein rhythmisches automatisches stückweises kontaktloses Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände unter Anwendung eines relativ einfachen und zuverlässigen magnetischen Systems. Das rhythmische Abtrennen der Gegenstände ist mit Hilfe dieser Einrichtung sogar bei einer ungleichmäßigen Zuführung der Gegenstände in der Gegenstandsreihe möglich. Dank den in Weiterbildung der Erfindung vorgesehenen Anpassungsmöglichkeiten läßt -.ich die Einrichtung für eine weite Klasse von ferromagnetischen Gegenständen, wie Flachteilchen, Zahn- oder Federscheiben verschiedenen Durchmessers usw. anwenden. Zur Umstellung der Einrichtung ist nur die Änderung der Förderkanalbreite und die Regelung des im Elektromagneten fließenden Magneti- ii sierungsstroms sowie eine entsprechende Verstellung des magnetischen Nebenschlusses erforderlich. Dabei besitzt die Einrichtung relativ geringe Abmessungen und läßt sich mit verschiedenen Einheiten zur Zuführung der Gegenstandsreihe und zur Abführung der abgetrennten Gegenstände mühelos kombinieren.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführangsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematische Darstellung eines Teiles des magnetischen Systems einer Einrichtung gemäß der Erfindung mit den Verteilungseinrichtungen des magnetischen Flusses in demselben,

Fig. 2 Diagramme der Verteilung des magnetischen Potentials über die Länge des zu sättigenden Polschuhes,

Fig. 3 Diagramme der Verteilung der Magnetfeldstärke über die Länge des Polspaltes,

F i g. 4 perspektivische Gesamtansicht einer Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände in Form von einlageähnlichen Teilen,

Fig.5 schematische Darstellung eines Teiles des magnetischen Systems einer Einrichtung mit verstellbarem Nebenschluß in Draufsicht,

F i g. 6 Ansicht des Polschuhes von F i g. 5 vom Polspalt.

In Fig. 1 ist ein Teil des magnetischen Systens einer Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände mit zur größeren Klarheit fortgelassenem Schlußabschnitt eines Eisenkörpers 1 schematisch dargestellt. An den Eisenkörper 1 sind Polschuhe 2, 3 fest und ein magnetischer Nebenschluß 4 bezüglich des Polschuhes 3 hin- und herverschiebbar befestigt. Im Polspalt sind zu beiden Seiten einer Achse OX Führungen 5 symmetrisch angeordnet, die Leisten aus nichtmagnetischem Material darstellen. Die Führungen 5 bilden die Wände eines Förderkanals für Gegenstände 6, im vorliegenden Beispiel für Stäbe. Die Polschuhe 2, 3 sind derart angebracht, daß der Polspalt sich in der Verschiebungsrichtung der Gegenstände P verengt und seine minimale Größe an den Enden der P< ilschuhe 2.3 in der Nähe der Position A/besitzt. μ

Zur Bildung eines Gebietes mit erhöhter Feldstärke zur Fixierung der Lage des abgetrennten Gegenstandes ist der Polschuh 2 mit einem Vorsprung 7 an seinem Ende versehen. Der Vorsprung 7 besitzt Abmessungen, die der Projektion des abgetrennten Gegenstandes 6 auf den Polschuh 3 nahezu entspricht und befindet sich entsprechend der gewünschten Stellung des Gegenstandes 6 an der Stein; des minimalen Polspaltes. Im folgenden wird diese Lage des Gegenstandes 6 als Fixierungslage Xi bezeichnet. Der magnetische Nebenschluß 4 des zu sättigenden Poischuhes 3 ist in Gestalt einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgebildet und in einem regelbaren Abstand vom Polschuh 3 parallel zu diesem angeordnet Am Ende des Nebenschlusses 4 ist gegenüber dem Vorsprung 7 auf den Vorsprung 7 zu hin- und herverstellbar eine Regeischraube 8 aus ferromagnetischem Material angeordnet Mit strichlierten Linien sind in F i g. 1 Verteilungsrichtungen der magnetischen Flüsse φι, φι, φι des magnetischen Systems angedeutet

Die Polschuhe 2 und 3 besitzen einen verschiedenen Querschnitt, wobei der Querschnitt des Polschuhes 3 entsprechend der Bedingung, die ein Arbeiten des magnetischen Materials dieses Polschuhes im Sättigungszustand gewährleistet, wenn sich ein abzutrennender Gegenstand 6 an der Stelle des minimalen Polspaltes befindet, gewählt ist

In Fig. 2 sind Diagramme der Verteilung des magnetischen Potentials q>_m länp- des zu sättigenden Polschuhes 3 des in Fig.! abö'sbüdeten Systems dargestellt. Die Linie I bezieht sich auf den Fall, daß sich in der Austrittsposition Xi kein Gegenstand befindet, und die Linie Il veranschaulicht annäheind die Verteilung des Potentials φ,,, längs des Folschuhes 3, wenn sich in der Position X\ ein abgetrennter Gegenstand befindet, φ_ο bedeutet das volle magnetische Potential des Eisenkörpers 1 (Fig. 1). Durch strichlierte Linie ist die Änderung der Potentialverieilung bei Verschiebung der Schraube 8 angegeben.

Die Verteilung der Magnetfeldstärke H im Polspalt des magnetischen Systems, das in F i g. 1 abgebildet ist, ist in Fig.3 dargestellt Durch Linien !1I und IV ist annähernd die Verteilung der Feldstärke Wjeweils ohne und mit dem abgetrennten Gegenstand in der Ausgabeposition X/ angedeutet. Durch strichlierte Linie ist wie auch in F i g. 2 die Neuverteilung der Feldstärke H je nach der Lage der Regelschraube Λ (Fig. 1) dargestellt.

Bei Verringerung des Spaltes zwischen dem Ende der :;egelschraube 8 und dem Polschuh 3 nimmt das Potential <p_m (Fig. 2) lokal zu. und demgemäß steigt auch die Feldstärke H (F i g. 3) im Gebiet der Fixierungsposition X< d°s abgetrennten Gegenstandes an.

In Fig.4 ist eine perspektivische Gesamtansicht der Ein^richtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen einlageähnlicher ferromagnetischer Gegenstände aus einer Gegenstandsreihe dargestellt, die eine Zone V zum magnetischen Speichern der Gegenstände besitzt. An den Eisenkörper 1 des Elektromagnets sind massive profilierte Polschuhe 9 befestigt, in die wiederum zueinander identische abtrennende Polschuhe 10 mit Vorsprüngen 7 an ihren Enden einmontiert sind. Der Querschnitt de- Polschuhe 10 ist enisorechend der Bedingung gewählt, die ein Arbeiten des magnetischen Materials dieser Polschuhe 10 im Sättigungszustand gewährleistet, wenn sich an der Stelle des minimalen Polspaltes — zwischen den Vorsprüngen 7 — ein abzutrennender Gegenstand 11 befindet. Der Förderkanal zur Verschiebung des Gegenstandes 11 in diesem Fall der Scheiben, im Raum zwischen den Magnetpolen wird von den Führungen 5 aus nichtmagnetischem Material formii;rt. Zur Zuführung des Stromes von Gegenständen Ii zum Eingang des erwähnten Kanals ist ein Speiser vorgesehen, in diesem Fall eine Vibrationsrinne 12.

Die in Fig.4 dargestellte Einrichtung ist ohne magnetische Nebenschlüsse gezeigt, die die zu sättigenden Pole 10 umfassen. Die Einrichtung in dieser Ausführung ist zum Abtrennen von Gegenständen geeignet, deren Abmessungen sich geringfügig ändern. -,

In Fig. 5 ist in Draufsicht eine weitere Variante der Einrichtung zum kontaktlosen stückweisen Abtrennen scheibenähnlicher ferromagnetischer Gegenstände schematisch dargestellt. Zum Unterschied von der in Fig.4 gezeigten Variante der Einrichtung weist diese in Einrichtung an den Polschuhen 10 außer den Vorsprüngen 7 Vorsprünge 13 auf, die den Vorsprüngen 7 in Abmessungen und Form ähnlich sind, aber in einem bestimmten Abstand vor den Vorspriingen 7 in der Bewegungsrichtung des Stromes und senkrecht zu den r, Vorsprüngen 7 gemäß der Projektion der im Raum /wischen den Magnetpolen verschiebbaren scheibenförmigen Gegenständen 11 nuf die Polschuhe 10 angeordnet sind. Darüber hinaus ist die Einrichtung mit zwei verstellbaren magnetischen Nebenschlüssen 14 _>n versehen, von denen jeder an einem der Polschuhe 10 angebracht is!. Zur Abstandsänderung zwischen den magnetischen Nebenschlüssen 14 und den Polschuhen 10 sind Sätze von auswechselbaren Einlagen 15 aus fcrromagnetischein Material vorgesehen. Die Schrau- >-, ben 8 und 16 sine bezüglich der Vorsprünge 7 und 13 hin- und hcrverstellbar angeordnet.

F i g. 6. die eine Ansicht des Polschuhes 10 von F i g. 5 vom Polspalt aus darstellt, ist zur Veranschaulichung der Lage der Vorsprünge 7 und 13 angeführt n>

Die konstruktive Ausführung des magnetischen Systems der Einrichtung gemäß F i g. 5. 6 gewährleistet doppeltes Abtrennen und Neuorientieren einlageähnlicher Gegenstände 11.

Die Wirkungsweise der Einrichtung zum Abtrennen r> ferromagnetischer Gegenstände sei am Beispiel von Fig. I. 2. 3 näher erläutert. Die Reihe der Gegenstände 6 wird durch den Förderkanal der Wirkungszone der magnetischen Kräfte des Eisenkörpers 1 mit beliebigen bekannten Transportmitteln, beispielsweise mittels einer Vibrationsrhne. zugeführt. Unter der Einwirkung der magnetischen Kräfte werden die Gegenstände 6 im Anfangsteil des Kanals orientiert und. indem sie sich voneinander entfernen, in einem Abstand voneinander eingestellt. Hierbei wirkt auf den ersten Gegenstand 6 ji im Strom eine Kraft F (in der Zeichnung durch einen Pfeil angegeben) ein. die diesen Gegenstand 6 in Richtung der Achse .V beschleunigt. Die Entstehung der Kraft Fist dadurch bedingt, daß das Feld im Polspalt ungleichmäßig ist [Linie III von F i g. 3).

Nach dem Ankommen eines ersten abgetrennten Gegenstandes 6 in der Fixierungsposition Xi nimmt der magnetische Fluß cf 1 wegen Verringerung des Luftspaltes dank dem nahen Vorsprung 7 am Pol 2 und dem im Spalt vorhandenen ferromagnetischen Gegenstand 6 schlagartig zu. Hierbei gelangt das magnetische Material des Poles 3 in magnetische Sättigung. Um durch die Ankunft des Gegenstandes 6 das Material des Poles 3 zur Sättigung gelangen zu lassen, muß der Querschnitt S_n desselben entsprechend der Bedingung So < 5gewählt werden, wobei:

■S = ■--=-

darin bedeuten:

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— Unterschied der magnetischen Potentiale zwischen den Polschuhen des magnetischen Systems im Leerbetrieb, d. h. ohne in der Position Xi vorhandenem Gegenstand,

R_n, — magnetischer Widerstand eines Abschnittes des magnetischen Kreises im Zwischenraum Vorsprung 7 — Gegenstand 6 — gesättigter Polschuh 3 (bei in der Position AV vorhandenem Gegenstand),

flm»t — InduktionsgröDe bei der Sättigung des magnetischen Materials des Polschuhes 3.

Wenn das Material des Polschuhes 3 gesättigt is , so nimmt unter diesen Bedingungen der magnetische Widerstand des Polschuhes 3 beträchtlich zu, und der Hauptleil des vollen magnetischen Potentials <y„ fällt aiii der Länge dieses Polschuhes (Linie Il von Fig. 2) ab Dabei nimmt entsprechend auch die Magnetfeldstärke H im Polspalt (Linie IV von F i g. 3) ab. Infolge dieser Neuverteilung des magnetischen Feldes wirkt auf den zweiten und nachfolgenden Gegenstand 6 im Strom keine Kralt in der Richtung der Achse Λ ein, so dal) der erste Gegenstand 6 in abgetrennten Zustand gelangt, in dem er von magnetischen Kräften dank lokaler Ungleichmäßigkeit des magnetischen Feldes fixiert wird. Die die Fixierung des abgetrennten Gegenstandes bewirkende Kraft läßt sich durch Annähern des Endes der Regelschraube 8 an den Polschuh 3 vergrößern. Mil der Annäherung der Regelschraube 8 nimmt der magnetische Fluß <jpi, der über den abgetrennten Gegenstand 6 geschlossen wird, zu (angedeutet durch strichlierte Linie in Fig. 2, 3). Hierbei wird der Betriebszustand der Abschnitte des Polschuhes 3, die von der Fixierungsposition Xi entfernt liegen, niehl gestört. Der ursprüngliche Betriebszustand des magnetischen Systems wird wiederhergestellt, nachdem ein nächster abgetrennter Gegenstand 6 aus der Fixierungsposition Xi entfernt und zweckentsprechend verwendei wird.

Aus der Berechnungsformel des Querschnitts S des Polschuhes ist ersichtlich, daß der Querschnitt S„ bei der Umstellung der Einrichtung auf den Betrieb mil Gegenständen größerer Abmessungen (magnetischer Widerstand R_m nimmt ab) zu vergrößern ist. Jedoch läßi sich diese unbequeme Umstellung der Einrichtung dadurch ersetzen, daß an den zu sättigenden Polschuh 3 der magnetische Nebenschluß 4 angenähert wird Hierbei wird der magnetische Fluß qn. <j"2 über den magnetischen Nebenschluß 4 teilweise geschlossen und die Einrichtung, die zum Abtrennen von Gegenständen mit geringen Abmessungen bestimmt war. wird auch zum Abtrennen von Gegenständen mit größeren Abmessungen geeignet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung zum stückweisen kontaktlosen Abtrennen von einlageähnlichen ferromagnetischen Gegenständen 11 (F i g. 4) ist auch aus der angeführten Beschreibung der Wirkungsweise des in F i g. 1 dargestellten magnetischen Systems verständlich. Infolge einer Besonderheit in der Konstruktion des magnetischen Systems (vorhandene Zone V zum Speichern von Gegenständen) vermag es diese Einrichtung, im Förderkanal vor den Polschuhen 10 eine größere Menge von Gegenständen 11 zu speichern, was dann von großer Bedeutung ist, wenn der Strom dei zugeführten Gegenstände ungleichmäßig ist Dank det vergrößerten Zone V zum magnetischen Speichern dei Gegenstände läßt sich eine rhythmische Ausgabe abgetrennter Gegenstände 11 auch beim Speisen dei Einrichtung durch Vibrationsbunker oder andere Speisevorrichtungen (in der Zeichnung nicht abgebildet]

mit wahrscheinlichkeitsbedingter Ausgabe der Gegenstände erreichen. Dank der vorstehend beschriebenen Konfiguration und Lage der Vorsprünge 7 an den Polschuhen 10 werden die Gegenstände 11, während sie sich zwischen den Vorsprüngen 7 befinden, in fixiertem Zustand orientiert, derart, daß ihre Ebene die Fortsetzung der Ebene der Vorsprünge 7 darstellt.

Die Wirkungsweise einer weiteren Variante der EinrifHung ähnlicher Zweckbestimmung, die in Fig. 5, 6 gezeigt ist, besitzt eine Besonderheit, die darin besteht, daß das Abtrennen der Gegenstände 11 in zwei Etappen erfolgt. In der ersten Etappe werden die Gegenstände

•ο

U durch die Vorsprünge 13 und Regelschrauben 16 senkrecht zur Verschiebungsachse orientiert, und in der zweiten Etappe des Abtrennvorganges werden sie durch die Vorsprünge 7 und Regelschrauben 8 neuorientiert, wobei sie um 90° gedreht werden, wie es in F i g. 5 dargestellt ist. Das magnetische System des zweistufigen Abtrennens der Gegenstände erhöht die Zuverlässigkeit der Fixierung der abgetrennten Gegenstände 11 in orientierter Lage sogar unter Bedingungen, bei denen die Gegenstände in dar Gegenstandsreihe unter Druck stehen, der in breiten Grenzen schwankt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum stückweisen kontaktieren Abtrennen ferromagnetischer Gegenstände von einer Gegenstandsreihe, die einen Magnet unit zu beiden Seiten eines Förderkanals angeordneten langgestreckten Polschuhen und den Kanal begrenzende Wände aus nichtmagnetischem Material aufweist, wobei der Abstand der Polschuhe in Förderrichtung der Gegenstände abnimmit, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Polschuh (3) einen solchen Querschnitt hat, clsiß das magnetische Material dieses Polschuhes (3) sich im Sättigungszustand befindet, wenn sich ein abgetrennter Gegenstand (6) an der Stelle des geringsten Abstandes (Position Xi) der Polschuhe (2 und 3) befindet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Anspruch 1 ausgebildete Polschuh (3) mit einem verstellbaren Nebenschluß (4) verseilen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß (4) in Gestalt einer Platte ausgebildet ist, die parallel zum Polschuh (3) mit verstellbarem Abstand angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem der Polschu.he (2) an der Stelle des minimalen Luftspaltes (Position Xi) ein Vorsprung (7) ausgeführt ist, dessen Abnu:ssun- jo gen der Projektion des abgetrennten Gegenstandes (6) auf den "olschuh (2) nahezu entsprechen, und daß in der Platte (Nebenschluß 4) gegenüber dem Vorsprung (7) eine Regelschraube (8) aus Ferromagnetischem Material in -jezusr auf den Vorsprung (7) verstellbar angeordnet ist.