DE2902404A1

DE2902404A1 - Vorrichtung zum herstellen eines umwindegarnes

Info

Publication number: DE2902404A1
Application number: DE19792902404
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Bock; Bernhard Grupp; Eugen Dipl Ing Hini; Burkhard Dipl Ing Dr Wulfhorst
Original assignee: Schubert und Salzer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1980-08-07
Also published as: BR8000376A; JPS5598919A; JPS5737691B2; ES487367A1; DE2902404C2; US4336683A; CH641505A5; FR2447412B1; IT1129547B; FR2447412A1; GB2041993B; GB2041993A; IT8019271A0; IN152163B

Description

Tl

3 . P + Gw 79/600 Vorrichtung zum Herstellen eines Umwindegarnes

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Umwindegarnes, das aus einem von einem Bindefaden umwundenen Spinnfaserbündel besteht, mit einer ■ zwischen einem Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar gelagerten Hohlspindel, einer koaxial zur Hohlspindel angeordneten rotierenden Bindefadenspule und einem die Bindefadenspule umgebenden Gehäuse.

Eine Vorrichtung der oben genannten Art zum Herstellen eines Umwindegarnes ist bekannt, wobei das als Ballonbegrenzer dienende Gehäuse sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie die Bindefadenspule dreht (DE-AS 2.4 28.4 83 = US-PS 4.018.042). Der Bindefaden, hier ein Filament, ist um den Kern einer Scheibenspule gextfickelt, die ein Abrutschen von Fadenlagen vom Wickelkörper verhindert und insofern besonders vorteilhaft ist. Durch die Rotation der auf der angetriebenen Hohlspindel angeordneten und drehfest mit ihr verbundenen Bindefadenspule wird das von dem Lieferwalzenpaar in die Hohlspindel gelieferte Spinnfaserbündel vom Bindefaden umwunden und anschießend das fertiggestellte Umwindegarn durch die Abzugswalzen aus der Hohlspindel abgezogen. Beim Abzug des Bindefadens von der rotierenden Scheibenspule, der unter Ausbildung eines Fadenballons erfolgt, wird eine Fadenspannung erzeugt, so daß sich der Bindefaden unter Spannung um das Spinnfaserbündel herumlegt und es verfestigt. Die Fadenspannung des Bindefadens, die in ihrem Mittelwert von der Drehzahl des Spulenkörpers und der Feinheit des Bindefadens abhängt und sich in Abhängigkeit vom Format der Bindefadenspule ändert, beeinflußt die Garnstruktur und soll nach dem bekannten Vorschlag nicht zu hoch sein.

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Im laufenden Betrieb hat sich als nachteilig erwiesen, daß sich nach dem Austritt aus dem Lieferwalzenpaar Pasern vom Spinnfaserbündel lösen. Diese sowie anderer in Spinnereien üblicher Faserflug können in den Bereich des rotierenden Bindefadens gelangen, werden von diesem erfaßt und lagern sich an ihn an. Speziell bei glatten Bindefäden schlingen sich dabei die Pasern um denselben und werden durch die hohe Zentrifugalkraft zwischen der Umwindestelle und dem größten Ballondurchmesser am Fadenballon gehalten, wo sich schließlich ein Faserbart bildet. Dabei gleitet der Bindefaden mit seiner Abzugsgeschwindigkeit durch den Faserbart ohne ihn mit sich zu ziehen. Infolge der erhöhten Zentrifugalkraft' sowie des erhöhten Luftwiderstandes durch den Faserbart kommt es zu einem Anstieg der Bindefadenspannung. Ein weiterer Anstieg der Bindefadenspannung ist dann gegeben, wenn infolge des Faserbarts der Bindefadenballon zusammenbricht und somit der Bindefaden an der Spule reibt. Eine solche Erhöhung der Fadenspannung des Bindefadens ist jedoch unerwünscht, da sie, wie oben erwähnt, die Garnstruktur, aber auch die technologischen Garneigenschaften, insbesondere die Reißkraft, beeinflußt und sich damit nachteilig auf die Garnqualität auswirkt .

Unter Umständen kann es durch die Bildung des Paserbarts sogar zu Bindefadenbrüchen kommen und somit zu einer Unterbrechung des Spinnprozesses. Das Herauslösen von Pasern aus dem Faserverband läßt sich auch dann nicht völlig verhindern, wenn dem Spinnfaserbündel vor dem Eintritt in die Hohlspindel ein Falschdraht erteilt wird.

Neben diesen technologischen Nachteilen.hat sich der erhöhte Energieverbrauch des mit der Bindefadenspule umlaufenden Gehäuses als nachteilig erwiesen.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Herstellung eines qualitativ einwandfreien Umwindegarnes bei gleichzeitig reduziertem Energieverbrauch ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse ortsfest angeordnet und mit einem eine zentrisch zur Hohlspindel liegende Bohrung aufweisenden Deckel verschlossen ist, und daß durch einen im Gehäuse erzeugbaren und/oder in das Gehäuse einleitbaren Luftstrom im Gehäuse im Bereich der Bohrung ein Luftdruck aufgebaut ist, dessen Höhe zumindest gleich dem die Bohrung umgebenden Außendruck ist.

Dadurch wird eine pneumatische Abdichtung zwischen Gehäuse und Spindel erreicht, die verhindert, daß Pasern durch die Bohrung hindurch in das Gehäuse gelangen und sich am Bindefaden anlagern können.

Zum Erzeugen eines in Richtung zur Deckelbohrung fließenden Luftstromes im Innern des Gehäuses weist die dem Innern des Gehäuses zugewandte Seite des Deckels eine Luftwirbel brechende Struktur auf. In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird eine Luftströmung durch die Bohrung des Deckels hindurch nach außen dadurch erreicht, daß der Deckel einen doppelten Boden besitzt und in dem der Bindefadenspule am nächsten liegenden Boden Luftdurchtrittsöffnungen vorhanden sind. Eine Verstärkung dieses Luftstromes wird bei einer Vorrichtung mit einer den Bindefaden enthaltenden Scheibenspule ermöglicht durch wenigstens eine Lufteinlaßöffnung, die sich in das Innere des Gehäuses erstreckt und mit ihrer Mündung in Nähe der dem Deckel des Gehäuses abgewandten Spulenscheibe der Scheibenspule und auf einem Innendurchmesser des Gehäuses liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Scheibenspule ist.

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Die Einleitung eines Luftstromes in das Gehäuse wird durch eine an das Gehäuse anschließbare Druckluftleitung ermöglicht* Dadurch, daß die Hohlspindel über den Deckel hinausragt und die Bohrung des Deckels Durchlauföffnung für den Bindefaden ist, wird die Ablagerung von freigewordenen Pasern auf dem Deckel begünstigt. Um zu verhindern, daß auf dem Deckel liegende Pasern vom Bindefaden erfaßt und mitgerissen werden, trägt der Deckel ein die Bohrung umgebendes Schutzröhrchen. Die Reinigung des Deckels von Ablagerungen durch das den Lieferwalzen zugehörige Absaugrohr wird dadurch ermöglicht, daß der Deckel drehbar gelagert ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Pig. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt:

Pig. 1 eine Umwindevorrichtung mit ortsfestem Gehäuse, teilweise im Längsschnitt;

Pig. 2 einen drehbar auf dem Gehäuse gelagerten Deckel mit Schutzröhrchen, im Längsschnitt;

Pig. 3 einen Deckel mit doppeltem Boden, im Längsschnitt;

Fig. 4 ·

und 5 zwei Deckelhälften und einen Deckel mit Luftwirbel brechenden Strukturen, in der Draufsicht;

Fig. 6 eine Hohlspindel mit innerhalb des Gehäuses liegender EinlaufÖffnung, im Längsschnitt.

Zwischen einem Lieferwalzenpaar 1, 2 und einem Abzugswalzenpaar 3» 4 ist mittels eines Lagers 50 eine Hohlspindel 5 drehbar im Maschinengestell 6 gelagert (Fig. 1). Auf der ■Hohlspindel 5 ist eine mit ihr drehfest verbundene Scheibenspule 70 angeordnet, um deren Kern ein Bindefaden B gewickelt ist und

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die im folgenden als Bindefadenspule 7 bezeichnet wird. Als Bindefaden B dient ein Filament, ein Garn oder ein Zwirn. Beim Antrieb der Hohlspindel 5₅ beispielsweise mittels eines Tangentialriemens 51? läuft die Bindefadenspule 7 nii-t der Hohlspindel 5 um.

Die Bindefadenspule 7 ist in einem Abstand von einem koaxial zu ihr angeordneten^ im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse 8 umgeben, das direkt oder indirekt über das Lager am Maschinengestell 6 befestigt oder integrierter Bestandteil des Maschinengestells ist. Auf das ortsfeste Gehäuse 8 ist ein Deckel 80 aufgesetzt, der eine zentrische, in Verlängerung der Längsache der Hohlspindel 5 liegende Bohrung 8l besitzt. Die Hohlspindel 5 erstreckt sich durch die Bohrung 8l hindurch in Richtung zu dem Lieferwalzenpaar 1, 2, so daß sich ihre Einlauföffnung für das von dem Lieferwalzenpaar 1, 2 gelieferte Spinnfaserbündel S und für den von der Bindefadenspule 7 ablaufenden Bindefaden B außerhalb des geschlossenen Gehäuses befindet. Der Durchmesser der Bohrung 8l ist etwas größer als der Außendurchmesser der Hohlspindel 5_a derart, daß für den Austritt des Bindefadens B aus dem Gehäuse 8 ein ausreichend großer Spalt zwischen dem Mantel der Hohlspindel 5 und der Wandung der Bohrung 81 vorhanden ist. Beim Verlassen des Gehäuses 8 wird der Bindefaden B an der Wandung der Bohrung in Richtung zur Einlauföffnung der Hohlspindel 5 umgelenkt. Um den Zugang zur Bindefadenspule 7 zu ermöglichen, ist der Deckel 80 vom Gehäuse 8 abnehmbar.

Die dem Innern des Gehäuses 8 zugekehrte Seite des Deckels besitzt eine Struktur 80',_ die geeignet ist, Luftwirbel zu brechen. Eine solche Struktur wird, sofern sie nicht schon bei der Herstellung des Deckels 80 in diesen eingearbeitet wird, in einfacher Weise durch Aufkleben von geeigneten Profilen, beispielsweise von Stegen 82 oder Leitschaufeln 83 in Form eines Ventilatorflügels (Fig. 4) auf den Deckel ge-

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schaffen. Auch ein Lochblech 8-4 gemäß Fig. 5_S das an der Dekkel geklebt oder anderweitig an ihm befestigt wird, erfüllt den gewünschten Zweck.

Das Gehäuse 8 hat in Nähe der dem Deckel.80 abgewandten Spulenscheibe 71 der Scheibenspule 70 eine Lufteinlaßöffnung 85, die sich in das Innere des Gehäus'es erstreckt. Di-e Anordnung ist so getroffen, daß die Mündung der Lufteintrittsoffnung 85 auf einem Innendurchmesser d^ des Gehäuses 8 liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Spulenscheibe 71 ist. Gegebenenfalls können auch mehrere solcher Lufteinlaßöffnungen 85i deren Mündungen in einer von der Spulenscheibe 71 überdeckten vertikalen Ebene liegen, vorgesehen sein.

Wie bereits eingangs dargelegt, lösen sich im laufenden Betrieb auf der Strecke zwischen dem Lieferwalzenpaar 1, 2 und der Einlauföffnung der Hohlspindel 5 Pasern und Faserfragmente aus dem Spinnfaserbündel S. Diese freigewordenen Fasern oder auch in der Atmosphäre vorhandener Faserflug lagern sich nun zum großen Teil auf dem Deckel 80 ab. Insbesondere können Fasern, die sich an der Einlauföffnung der Hohlspihdel 5 aus dem Faserverband lösen, infolge ihrer kinetischen Energie den relativ schmalen Spalt zwischen der Hohlspindel 5 und der Wandung der Bohrung 81 überwinden'und sich auf den Deckel 80 ablegen. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, daß einzelne der freigewordenen Fasern·zu diesem Spalt gelangen. Sie würden dann bei einem Gehäuse ohne die durch·die Erfindung geschaffenen und im folgenden noch erläuterten Luftströmungsverhältnisse mit einem Luftstrom P₁ in das Innere des Gehäu- . ses 8 befördert und sich in der eingangs beschriebenen Weise um den Bindefaden B legen. Der Luftstrom P., der durch die Bohrung 81 in das Gehäuse 8 eintritt, wird durch die Rotation der Bindefadenspule 7 erzeugt und verläßt das Gehäuse -an -einer undichten Stelle, zum Beispiel am Lager 50 der Hohlspindel 5·

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Der Eintritt der Pasern in das Gehäuse wird jedoch durch die Erzeugung eines Luftstrom Pp verhindert. Bedingt durch die Rotation der Spulenscheibe 71 und den im Bereich der Mündung der Lufteinlaßöffnung 85 herrschenden Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck sowie durch die strukturierte

Fläche des Deckels 80 fließt der Luftstrom P» durch die Lufteinlaßöffnung 85 in das Gehäuse 8 und weiter in Richtung zum Deckel 80, wo er d'urch die Bohrung 81 wieder ins Freie treten kann. Im Bereich der Bohrung 8l des Deckels 80 wird dabei ein Luftdruck aufgebaut, der mindestens gleich dem die Bohrung 8l umgebenden Außendruck ist. Die Entstehung eines Luftstromes P^ wird somit verhindert. Der Luftstrom P₃ wirkt als Dichtung*

Die Größe des Luftdruckes an der Bohrung 8l hängt von den durch die Umwindevorrichtung vorgegebenen Parametern ab, zu denen die Drehzahl und Größe der Scheibenspule 70, der Abstand der Scheibenspule 70 zum Deckel 80 und zum Boden des Gehäuses 8 sowie der Durchmesser des Gehäuses 8 gehören. Der Luftstrom P~ wird noch verstärkt, wenn in Nähe der Lufteinlaßöffnung 85 ein Ventilatorflügel, ähnlich dem in Fig. 4 für die Strukturierung des Deckels 80 gezeigten., drehfest mit der Scheibenspule 70 verbunden wird.

Auf Lufteinlaßöffnungen 85 am Gehäuse kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn das Lager 50 den Eintritt eines Luftstromes in das Gehäuse 8 zuläßt. In diesem Fall reicht der strukturierte Deckel 80 oder auch ein Deckel 800 mit doppeltem Boden (Fig. 3) aus, um einen für den Aufbau eines Luftdruckes im Gehäuse 8 im Bereich der Bohrung 81, der dem die Bohrung umgebenden Außendruck zumindest gleich ist, genügend starken Luftstrom Pp zu erzeugen.

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Der oben erwähnte Deckel 800, der in Fig. 3 das Gehäuse 8 verschließt, hat zwei im Abstand voneinander angeordnete Böden 88 und 88'. In dem der Bindefadenspule 7 am nächsten liegenden Boden 88' sind Bohrungen 89 vorhanden. Mit dem so ausgebildeten Deckel 8OO wird eine Zone ruhiger Luft zwischen den beiden Böden 88 und 88· geschaffen und eine Luftströmung Pp durch die Bohrung 8l hindurch nach außen erreicht. Diese einen Überdruck im Bereich der Bohrung 81

bewirkende Luftströmung P„ wird durch eine oder mehrere Lufteinlaßöffnungen 85 (Fig. 1) noch verstärkt. Eine Struk— turierung der dem Innern des Gehäuses 8 zugewandten Seite des Bodens 88' ist in diesem Fall nicht unbedingt erforderlich.

Um zu verhindern, daß auf dem Deckel 80 liegende Fasern, zum Beispiel infolge vorhandener Raumluftströmungen, zur Bohrung 81 wandern, dort von dem Bindefaden B erfaßt und in die Hohlspindel 5 hinein mitgerissen werden und dann das Aussehen - des fertiggestellten Umwindegarnes beeinträchtigen, wird ein Schutzrohrchen 86 vorgesehen (Fig. 2). Dieses ist am Deckel befestigt oder in den Deckel integriert und umgibt die aus dem Gehäuse 8 herausragende Hohlspindel 5 in einem Abstand. Zusätzlich zu der Anordnung eines Schutzröhrchens oder unabhängig davon, kann eine Reinigung der Oberfläche des Deckels von Ablagerungen erfolgen und hierfür das vorhandene Absaugrohr 10 verwendet werden. Um alle Bereiche des Deckels 80 in den Saugbereich des Absaugrohres 10 zu bringen, ist der Deckel 80 drehbar gelagert, was durch eine Lagerung 87 angedeutet ist, und wird durch einen zwangsläufigen Antrieb oder lediglich durch die Maschinenschwingungen in Drehung versetzt.

Der Aufbau eines Luftdruckes im Bereich der Übergangsstelle zwischen Deckel und Hohlspindel, der gleich-dem Außendruck oder größer.als dieser ist, ist auch bei einer Vorrichtung vorteilhaft, bei der sich die Einlauföffnung der Hohlspindel.

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innerhalb des Gehäuses 8 befindet und die Einspeisung des Spinnfaserbündels in die Hohlspindel 5 ohne weitere Hilfsmittel durch eine dem Durchmesser des Spinnfaserbündels' angeapaßte Bohrung im Deckel oder, wie in Fig. 6 gezeigt, durch ein am Deckel 80 befestigtes Führungsrohr 52 erfolgt, das etwas in die Hohlspindel 5 hineinragt. Die im Geäuse 8 auftretenden Luftwirbel werden auch hier durch eine geeignete Struktur 80' gebrochen, die an der dem Innern des Gehäuses 8 zugewandten S£ite des Deckels 80 vorgesehen wird.

Die Erzeugung eines ausreichenden Luftstromes P„ im Gehäuse selbst, wie sie oben beschrieben wurde, bietet sich insbesondere bei einer Vorrichtung mit einer Scheibenspule mit zumindest einer Spulenscheibe an,die in Nähe der Lufteinlaßöffnung 85 liegt. Der Aufbau eines dem Außendruck zumindest gleichen Luftdruckes im Bereich der Bohrung 8l Ist jedoch auch dann möglich, wenn der Bindefaden B auf eine Hülse, aufgewickelt ist. In diesem Fall wird der für die Erzeugung des Luftstromes P„ in Richtung zur Bohrung erforderliche Luftstrom durch eine an einen Drucklufterzeuger (nicht gezeigt) angeschlossene Druckluftleitung 9 in das Gehäuse 8 eingeleitet, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die Druckluft kann an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses 8 in dieses eingeführt werden,' beispielsweise auch an der Lufteinlaßöffnung 85. Selbstverständlich Ist die Einleitung eines Druckluftstromes in das Gehäuse 8 auch bei Verwendung einer Scheibenspule möglich und kann gegebenenfalls auch zusätzlich zu der Erzeugung eines Luftstromes im Gehäuse erfolgen.

Eine weitere Möglichkeit zum Erzeugen eines Luftstromes Pp besteht darin, daß in einer zusätzlich die Deckelbohrung umgebenden Luftdruckkammer (nicht gezeigt) ein Luftdruck aufrechterhalten wird, der geringer als der Luftdruck im Innern des Gehäuses 8 in Nähe des.Schaftes der Hohlspindel 5 ist,

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und daß über am Gehäuse 8 angebrachte Lufteinlaßöffnungen Luft durch die Bohrung 81 des Deckels 80 in diese Luftdruckkammer gesaugt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Umwindevorrichtung in Verbindung mit einem ortsfesten Gehäuse werden die Spinnverhältnisse nicht beeinträchtigt. Vielmehr kann' durch eine Verkleinerung des Gehäuses 8 auf einen Innendurchmesser, der kleiner als ein freischwingender Fadenballon des Bindefadens ist, eine Ballonbegrenzung erreicht werden. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß dabei ein Abschmelzen eines als Bindefaden verwendeten Filamentes nicht erfolgt. Durch eine entsprechende Verkleinerung des Gehäuses 8 wird ferner eine weitere Einsparung an Energie erreicht.

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eerse

it

Claims

SCHUBERT & SALZER

McEchinea'abrik /ikteng

Pat e η t a η s ρ r ü c h e

P +. Gm 79/600

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Umwindegarnes_s das aus einem von einem Bindefaden umwundenen Spinnfaserbündel besteht, mit einer zwischen einem Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar gelagerten Hohlspindel, einer koaxial zur Hohlspindel angeordneten rotierenden Bindefa-denspule und einem die Bindefadenspule umgebenden Gehäuse dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) ortsfest angeordnet und mit einem eine zentrisch zur Hohlspindel (5) liegende Bohrung (81) aufweisenden Deckel (80) verschlossen ist, und daß durch einen im Gehäuse (8) erzeugbaren und/oder in das Gehäuse (8) einleitbaren Luftstrom (P_?) im Gehäuse (8) im Bereich der Bohrung (81) ein Luftdruck aufgebaut ist, dessen Höhe zumindest gleich dem die Bohrung (81) umgebenden Außendruck ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Innern des Gehäuses (8) zugewandte Seite des Dekkels eine Luftwirbel brechende Struktur (8O^f) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8OO) einen doppelten Boden besitzt und in dem der Bindefadenspule (7) am nächsten liegenden Boden (88^f) Luftdurchtrittsoffnungen (89) vorhanden sind.

^. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer den Bindefaden enthaltenden Scheibenspule, gekennzeichnet durch wenigstens eine Lufteinlaßöffnung (85), die sich in das Innere des Gehäuses (8) erstreckt und mit ihrer

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Mündung in Nähe der dem Deckel (80) des Gehäuses (8) abgewandten Spulenscheibe (71) der Scheibenspule (70) und auf einem Innendurchmesser (d,.) des Gehäuses (8) liegt, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Spulenscheibe (71) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, -dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Lufteinlaßöffnung (85) ein Ventilatorflügel- drehfest mit der Scheibenspule (70) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine an das Gehäuse (8) anschließbare Druckluftleitung (9)·

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel (5) über den Deckel (80) hinausragt und die Bohrung (8l) des Deckels (80) Durchlauföffnung für den Bindefaden (B) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7_S dadurch'gekennzeichnet, daß der Deckel (80) ein die Bohrung (81) umgebendes Schutzröhrehen (86) trägt.

•9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (80) drehbar gelagert ist.

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