DE665655C

DE665655C - Grinding device

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Publication number: DE665655C
Application number: DEP72841D
Authority: DE
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Priority date: 1936-03-12
Filing date: 1936-03-12
Publication date: 1938-09-30

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 30. SEPTEMBER 1938ISSUED ON SEPTEMBER 30, 1938

IS OCT. 2938IS OCT. 2938

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REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 665 KLASSE 50 c GRUPPE 17otJVi 665 CLASS 50 c GROUP 17ot

Hermann Plauson in Berlin Mahlvorrichtung Hermann Plauson in Berlin grinding device

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. März 1936 abPatented in the German Empire on March 12, 1936

Die Erfindung hat eine Verbesserung der bekannten, aber bis heute nur wenig angewandten Mahlvorrichtungen mit Mahlkugeln, die unter dem Einfluß elektromagnetischer Drehfelder bewegt werden, zum Gegenstand. Der neue erfinderische Gedanke beruht darauf, daß nicht nur reine elektromagnetische Induktion durch umlaufend wirkende elektromagnetische Felder als die Mahlbewegung hervorrufende Kraft auf eine mehr oder weniger große Zahl mehr oder \veniger großer Mahlkugeln oder -walzen aus Metall oder Metallegierungen zum Zwecke der Bearbeitung von Mahlgut verschiedener Art zur Einwirkung gelangt, sondern daß gleichzeitig eine Einwirkung mechanischer Schwingungen auf die Mahlkugeln und das Mahlgut herbeigeführt wird. Zu diesem Zwecke wird das Mahlgehäuse beweglich auf einer starken Stahlfederspirale angeordnet, die mit Hilfe einer kräftigen elektromagnetischen Spule in starke Schwingungen versetzt wird, so daß die Wirkung der umlaufenden Mahlkugeln bedeutend erhöht wird.The invention is an improvement on the known but little used to date Grinding devices with grinding balls, which are under the influence of electromagnetic Spinning fields are moved to the object. The new inventive idea is based on that not only pure electromagnetic induction by circulating electromagnetic ones Fields as the force causing the grinding movement to a more or less large number more or less large Grinding balls or rollers of metal or metal alloys for the purpose of machining of different types of grist comes to the effect, but that at the same time one The effect of mechanical vibrations on the grinding balls and the grist is brought about will. For this purpose, the grinding housing is movably arranged on a strong steel spring spiral, which with the help of a powerful electromagnetic coil is set in strong vibrations, so that the effect of the rotating grinding balls is significantly increased.

Als Mahlkugeln können nicht nur Metallkugeln mit magnetischen Eigenschaften, wie solche aus Eisen, Stahl, Nickel usw., verwendet werden, sondern auch solche aus beliebigen, nichtmagnetisierbaren Metallen.As grinding balls, not only metal balls with magnetic properties, such as those made of iron, steel, nickel, etc., can be used, but also those made of any non-magnetizable metals.

Bei gewöhnlichen Kugelmühlen wird die Mahlwirkung durch das Gewicht der Kugeln und ihre Fallwirkung erzielt. Bei der Mahlwirkung durch elektromagnetische Induktion spielt die Kugelgröße in dieser BeziehungIn ordinary ball mills, the grinding effect is determined by the weight of the balls and achieved their fall effect. In the grinding action by electromagnetic induction plays the ball size in this relationship

eine untergeordnete Rolle, weil auch kleine Kugeln durch die elektromagnetische Induktionskraft je nach der Stärke des Magnetfeldes mit einer gewissen Kraft, die immer größer ist als das Gewicht der gegebenen Kugelgröße, aneinandergezogen und damit zur Mahlwirkung gebracht werden. Durch die zusätzliche Anwendung der mechanischen Schwingungen wird diese Wirkung weiter erhöht.a subordinate role, because also small balls by the electromagnetic induction force depending on the strength of the magnetic field with a certain force, which is always greater than the weight of the given Ball size, pulled together and thus brought to the grinding effect. Through the additional application of mechanical vibrations, this effect is further increased.

Die neue Mahlvorrichtung wird durch folgende Beschreibung der Hauptausführungsmöglichkeiten an Hand der Zeichnungen näher erläutert:The new grinding device is illustrated by the following description of the main design options explained in more detail using the drawings:

Die einfachste elektromagnetische Induktionsmühlenausrüstung besteht in erster Linie aus einem vierpoligen Elektromagnetstatorfeld ι (Fig. 1) mit vier hervortretenden, aus Eisenblech zusammengesetzten Polen 2, 3, 4, 5 und auf denselben gewickelten vier isolierten elektrischen Drahtspulen 6, 7, 8, 9. Die Erregung dieser Spulen mit gewöhnlichem Wechselstrom wird einmal über Leitung 11 zu Spule 6, von da über Leitung 13 zu Spule 7 und von da zum Leitungsanschluß 14 geleitet und ein andermal durch eine zweite Parallel- fio stromleitung von Stelle 15 über einen am besten regelbaren Kondensator 16 und Leitung 17 zu Spule 9, von da über Leitung 18 zu Spule 8 und über Leitung 19 zur Anschlußstelle 12 der Leitung 14 geführt. Wenn die Kapazität des Kondensators 16 in den Spulenleitungen 8 und 9 so groß gewählt wird, daß die Stromphase gleicher Stärke ¹^ Periode hinter der Stromphase in der Leitung 11 der Spulen 6 und 7 liegt, so entsteht ein zwei- 7c phasiges, elektromagnetisches Drehfeld im Innern des Statorkreisfeldes, wie es bekannt-The simplest electromagnetic induction mill equipment consists primarily of a four-pole electromagnetic stator field ι (Fig. 1) with four protruding, composed of sheet iron poles 2, 3, 4, 5 and on the same wound four insulated electrical wire coils 6, 7, 8, 9 Excitation of these coils with normal alternating current is conducted once via line 11 to coil 6, from there via line 13 to coil 7 and from there to line connection 14 and at another time through a second parallel line from point 15 via a capacitor 16 that is best controllable and line 17 to coil 9, from there via line 18 to coil 8 and via line 19 to connection point 12 of line 14. If the capacitance of the capacitor 16 in the coil lines 8 and 9 is selected to be so large that the current phase of the same strength is ¹ ^ period behind the current phase in the line 11 of the coils 6 and 7, a two-phase electromagnetic rotating field is created Inside the stator field, as it is known-

lieh auch bei Elektromotoren der Fall ist. An Stelle eines Kondensators kann man auch einen Induktionswiderstand verwenden.borrowed is also the case with electric motors. Instead of a capacitor you can also use an induction resistor.

Bringt man in dieses elektromagnetische Drehfeld z. B. einen Porzellanzylinder o. dgl. Gefäß 25 (Fig. i), das mit metallischen Kugeln gefüllt ist, so kommen diese beim Einschalten des Stromes im Statorkreis in Bewegung und beginnen mitumzulaufen. FülltIf you bring z. B. a porcelain cylinder o. The like. Vessel 25 (Fig. I), which is filled with metallic balls, these come into motion when the current is switched on in the stator circuit and begin to rotate with it. Fills

ίο man zwischen diese Mahlkugeln ein Mahlgut ein, so wird ein energisches Mitbewegen und Mahlen des Mahlgutes bewirkt, während das Gefäßes, wenn es genügend befestigt ist, sich nicht mitdreht.ίο you put a grist between these grinding balls a vigorous movement and grinding of the grist is effected while the If the vessel is sufficiently fastened, it does not turn with it.

Dabei ist zu bemerken, daß, da der Wechselstrom bei 50 Pcriodcn/Sck. periodisch zweimal höchste wie niedrigste Amplitude des Stromes in den Spulen erzeugt und damit in gleicher Periode sich auch die Induktions-It should be noted that since the alternating current is 50 Pcriodcn / Sck. periodically twice the highest and lowest amplitude of the current generated in the coils and thus in the same period, the induction

ao ströme verändern, diese Schwankungserscheinungen durch elektromagnetische Induktion auch auf die umlaufenden Kugeln wirken, welche dadurch eine Schwingung durch Anzieh- wie Abstoßkräfte mitmachen, deren Periode der des Wechselstromes nahesteht. Auf diese' Weise wird nicht nur durch elektromagnetischen Induktionsumlauf der Kugeln eine Mahlung erzielt, sondern auch durch mittels elektromagnetischer Stromamplituden erzeugter Schwankungen eine erhöhte Mahl· wirkung der Kugeln hervorgerufen.ao currents change these fluctuations also act on the rotating balls through electromagnetic induction, which thereby participate in an oscillation through both attractive and repulsive forces, their period that of the alternating current is close. This' way is not just by electromagnetic Induction circulation of the balls achieved a grinding, but also by means of electromagnetic current amplitudes generated Fluctuations caused an increased grinding effect of the balls.

Um die Mahlvvirkung nun noch weiter zu erhöhen, die an sich schon erheblich höher liegt als bei gewöhnlichen Kugelmühlen oder sog. Schwingmühlen, da die Mahlkugcln durch elektromagnetische Induktionskräfte nicht nur mahlend in Umlauf versetzt werden, sondern die einzelnen Kugeln unter- und gegeneinander eine erhöhte Reibungs- und Prallwirkung aufweisen, wird die in Fig. 2 gezeigte Ausführung gemäß der Erfindung praktisch angewendet:In order to increase the grinding effect even further increase, which in itself is considerably higher than with ordinary ball mills or so-called vibratory mills, since the grinding balls are produced by electromagnetic induction forces not only be put into circulation by grinding, but the individual balls under and have an increased friction and impact effect against each other, that in FIG. 2 Shown embodiment according to the invention applied in practice:

Der Mahlzylinder 25, gefüllt mit Mahlgut und Mahlkugeln aus Elektrizität leitendem Metall, liegt waagerecht und wird durch zwei gleitende Achsen 29 und 35 in Kugeloder Ollagerstützen 30 und 34 in waagerechter Richtung frei beweglich gehalten. Das eine Ende der Achse 29 ist an Stelle 28 am Deckeljoch 27, welches wieder durch Schraubenbolzen 32, 33 mit der Gefäßwähdung 25 verbunden ist, befestigt. Das andere Ende der Achse 35 ist am Gefäßbodenansatz 38 befestigt. Von diesem Bodenende geht nun eine kräftige Stahlfederspirale 37 aus, die dazu dient, die Mahlkugeln im Gefäß in kräftige Schwingungen zu versetzen. Die Spirale 37 ragt teilweise in · eine starke elektromagnetische Spule-2o hinein. Die Einschaltung dieser Spule in den Stromkreis ist auf Fig. ι schematisch ersichtlich. 21 ist die Anschlußleitung an die Hauptstromleitung, 20 die elektromagnetische Spule, 23 ein Unterbrecher und parallel zu ihm einerseits ein Kondensator 22 für Funkenlöschung und andererseits ein Schalter 24 zum Ausschalten des Unterbrechers.The grinding cylinder 25, filled with grinding material and grinding balls made of electricity conductive Metal, lies horizontally and is held in spherical or by two sliding axes 29 and 35 Ollagerstützen 30 and 34 held freely movable in the horizontal direction. The one The end of the axis 29 is at point 28 on the cover yoke 27, which is again secured by screw bolts 32, 33 connected to the vessel wall 25 is attached. The other end of the axis 35 is attached to the base of the vessel 38. A strong steel spring spiral 37 now extends from this bottom end, which serves to turn the grinding balls in the vessel into strong ones To set vibrations. The spiral 37 protrudes partially into a strong electromagnetic one Coil-2o in. The connection of this coil in the circuit is on Fig. Ι can be seen schematically. 21 is the connecting line to the main power line, 20 the electromagnetic coil, 23 a breaker and parallel to it on the one hand a Capacitor 22 for spark extinction and, on the other hand, a switch 24 for switching off of the breaker.

Mit Hilfe dieser besonderen Einrichtung wird gemäß der Erfindung außer der Bewegung der Mahlkugeln unter dem Einfluß elektromagnetischer Drehfelder gleichzeitig noch eine axiale mechanische Schwingungseinwirkung auf die Mahlkugeln und das Mahlgut hervorgerufen. Nachdem die Spirale und das Mahlgehäuse durch Einschaltung des Unterbrechers in starke Schwingungen gebracht sind, kann dieser gegebenenfalls durch Ausschalten mittels Schalter 24 (Fig. 1) wieder außer Tätigkeit gesetzt werden, und es genügt die Wechselstromwirkung, um weiter beständig Schwingungen zu erhalten, da die Feder nur nach der Trägheit ihrer eigenen Schwingungen schwingen wird, auch wenn Wechselstrom mit höherer Periodenzahl als die Eigenschwingungen der Feder auf sie einwirkt. With the help of this particular device, according to the invention, there is no movement of the grinding balls under the influence of rotating electromagnetic fields at the same time an axial mechanical vibration effect on the grinding balls and the material to be ground evoked. After the spiral and the grinding housing are brought into strong vibrations by switching on the interrupter are, this can optionally by switching off using switch 24 (Fig. 1) again be put out of action, and the action of the alternating current is sufficient to continue to get constant vibrations, since the spring only after the inertia of its own Oscillations will oscillate, even if alternating current with a higher number of periods than the natural vibrations of the spring act on them.

Bei der Ausführung der Kugeln ist es erste Bedingung, daß sie an der Oberfläche oder ganz aus Metall sind. Es können massive Kugeln aus Eisen, Stahl, Nickel, aber auch yo Kupfer, Aluminium, Zink oder ihren Legierungen oder Legierungen beliebiger Metalle miteinander oder mit Silicium usw. verwendet werden. Die Kugeln wirken insbesondere auch dann gut, wenn sie mit einer Schicht aus Porzellan oder Glas, Quarz, Hartzement, Metallzement mit Silicium usw. überzogen sind oder wenn hohle Mctallkugeln mit obigen Stoffen gefüllt werden. Verwendet man Metallkugeln mit leichtem spezifischem Gewicht, so kann dieses verbessert werden, indem man hohle Metallhüllen, z. B. mit Blei, Bleilegierungen usw. ausgießt. Es können auch Porzellan-, Glas-, Quarzkugeln benutzt werden, wenn man sie auf galvanoplastischem oder Metallspritzwege mit einer mehr oder weniger dicken Schicht gut leitender Metalle überzieht. Sollen die Kugeln harte Stoffe mahlen, so kann man sie, wie angegeben, nochmals mit einer Schicht von Hartporzellan, Glas usw. überziehen.In the execution of the balls it is first condition that they are on the surface or are made entirely of metal. There can be massive balls made of iron, steel, nickel, but also yo Copper, aluminum, zinc or their alloys or alloys of any metals with each other or with silicon, etc. can be used. The balls also work in particular then good if they are covered with a layer of porcelain or glass, quartz, hard cement, metal cement are coated with silicon, etc., or when hollow metal spheres are coated with the above Substances are filled. If you use metal balls with a light specific weight, so this can be improved by using hollow metal shells, e.g. B. with lead, lead alloys etc. pours out. Porcelain, glass or quartz balls can also be used if they are electroformed or Metal spray paths covered with a more or less thick layer of highly conductive metals. If the balls are to be ground hard materials, they can be coated again with a layer of hard porcelain, as indicated. Cover glass, etc.

Schließlich können die . Kugeloberflächen auch aus einer siebartig gelochten Metallschicht bestehen. Bringt man auf der Oberfläche der Kugeln mit isolierender Grundlage Schlitze, z. B. spiralförmige, an, so ordnen sich solche Kugeln mit ihren Polen in Feldrichtung, was bei großen Kugeln besonders wichtig ist, weil die Polstellung bei der Einwirkung elektromagnetischer Drehfeldinduktion wegen der beständigen Veränderung durch das Mahlgut einen erhöhten, ge-After all, they can. Spherical surfaces also made of a sieve-like perforated metal layer exist. If you bring slots on the surface of the balls with an insulating base, e.g. B. spiral-shaped, so arrange such spheres with their poles in Field direction, which is particularly important for large spheres because the pole position is at the effect of electromagnetic rotating field induction because of the constant change due to the regrind an increased,

richteten Reibungsdruck ausübt. In gewissen Fällen können auch Metallstäbe als freie Walzen, wenn sie mit ihrer Längsachse quer zum elektrischen Induktionsfeld angeordnet sind, verwendet werden.directed frictional pressure. In certain cases, metal bars can also be used as free rollers, if they are arranged with their longitudinal axis transverse to the electrical induction field, be used.

Die Mahlvorrichtung nach der Erfindung erlaubt nicht nur periodisches Arbeiten, sondern es können auch große, kontinuierlich arbeitende Röhrenmühlen gebaut werden. ZuThe grinding device according to the invention allows not only periodic work, but large, continuously operating tube mills can also be built. to

ίο diesem Zwecke werden waagerechte Röhrengefäße mit elektromagnetischen Induktionsdrehfeldern auf den Röhrenwandungen versehen und die mechanischen Schwingungen durch ein geeignetes Spiral system in waagerechter oder senkrechter Richtung erzeugt.ίο this purpose are horizontal tubular vessels provided with electromagnetic rotating induction fields on the tube walls and the mechanical vibrations through a suitable spiral system in the horizontal or perpendicular direction.

Für diese Zwecke werden viele einzelne Aggregate in Serie auf dem Rohr oder innerhalb des Rohres montiert. Die Wicklungen dieser Aggregate können alle parallel zueinander oder in Serie oder gruppenweise parallel und die Gruppen wieder in Serie geschaltet werden. Die einzelnen elektromagnetischen Felder können auch so gewickelt werden, daß die einzelnen Pole zueinander nicht in einer Linie, sondern ¹Z₂ phasig angeordnet oder gewiekelt sind, wodurch eine spiralartige Vorwärtsbewegung des Mahlgutes erzielt werden kann.For this purpose, many individual units are mounted in series on the pipe or inside the pipe. The windings of these units can all be connected in parallel to one another or in series or in parallel in groups and the groups in series again. The individual electromagnetic fields can also be wound in such a way that the individual poles are not arranged in a line with one another, but rather in ¹ Z ₂ phases or are bent, whereby a spiral-like forward movement of the material to be ground can be achieved.

Die Mahlkugeln können für grobes Mahlgut anfangs größer sein und bei weiterer Mahlung durch geeignete kleinere Kugeln ersetzt werden. Zu diesem Zwecke wird die elektromagnetische Induktionsrohrmühle etwas zur Abführstelle geneigt, damit das Mahlgut leicht in ein neues Gefäß fließen oder sich bewegen kann, während die Mahlkugeln mit Hilfe eines gelochten Siebes, dessen Maschen kleiner sind als die Kugeln, zurückgehalten werden. In einer weiteren Mahlvorrichtung mit kleineren Kugeln wird das Gut danach weitergcmahlen.The grinding balls can initially be larger for coarse grist and for more Grinding can be replaced by suitable smaller balls. For this purpose, the Electromagnetic induction tube mill inclined slightly towards the discharge point, so that the grist is produced can easily flow into a new vessel or move around while using the grinding balls With the help of a perforated sieve, the mesh of which is smaller than the balls, held back will. The material is then in a further grinding device with smaller balls continue grinding.

Bei großen Röhrenmühlen auf der Grundlage elektromagnetischer Drehfelder, deren Wirkung durch mechanische Schwingungen verstärkt wird, kann gleichzeitig noch ein Luftstrom durchgeblasen und damit eine Windsichtung erzielt werden.For large tube mills based on rotating electromagnetic fields, their Effect is reinforced by mechanical vibrations, can at the same time still a Air flow blown through and thus a wind sifting can be achieved.

Bei der bisherigen Beschreibung wurde nur von einphasigem Strom gesprochen, der durch Verspätung der Phasen in Parallelleitung auf Y₂ Phase geschoben wurde, und zwar entweder durch Einschaltung von Kapazität oder durch Induktionswiderstand. Dies geschah aus Gründen der Übersicht bei den schematischen Skizzen.. In der Praxis wird aber Zwei- oder Dreiphasenstroni verwendet werden und nicht nur 4 Pole (bei Ein- oder Zweiphasenstrom) oder nur 3 Pole (bei Dreiphasenstrom), sondern die Polzahl kann bei Ein- und Zweiphasenstrom auf 8 bis 12 und mehr erhöht werden und bei Dreiphasenstrom auf 6 bis 9 bis 12 usw. Dadurch wird es ermöglicht, die Umlaufgeschwindigkeit der induzierten Kugeln beliebig zu beschleunigen oder zu verlangsamen, was besonders bei größeren Kugeln äußerst wichtig sein wird.In the previous description, only single-phase current was spoken of, which was _{shifted to Y 2} phase by delaying the phases in the parallel line, either by switching on capacitance or by induction resistance. This was done for the sake of clarity in the schematic sketches. In practice, however, two- or three-phase currents are used and not just 4 poles (for one or two-phase current) or only 3 poles (for three-phase current), but the number of poles can be used with one - and two-phase currents can be increased to 8 to 12 and more and with three-phase currents to 6 to 9 to 12 etc. This makes it possible to accelerate or slow down the speed of rotation of the induced balls as required, which is extremely important, especially with larger balls.

Ebenso können verschiedene andere Wicklungssysteme zur Erzeugung eines elektromagnetischen Drehfeldes, die man heute für synchrone oder asynchrone Motorwicklungen verwendet, auch für die Einrichtung gemäß der Erfindung angewendet werden.Various other winding systems for generating an electromagnetic Rotating field that is used today for synchronous or asynchronous motor windings, also for the device according to of the invention can be applied.

Bei Gleichstrom muß ein durch einen kleinen Motor in Umlauf gebrachtes Kollektorsystem angewendet werden, durch welches der Gleichstrom in gleicher Weise, wie z. B. bei Schiffstelegraphen, über geeignete Wicklungen in den Statormagnetpolen in umlaufende elektromagnetische Statorfelder umgewandelt wird. Wenn der Motor des Kollektors mit Umlaufvcränderungswiderständen ausgerüstet ist, so kann man mit diesem System verschiedene Umlaufzahlen des elektromagnetischen Feldes und damit verschiedene Mählwirkungen je nach Kugelart und Mahlguteigenschaften erzielen.In the case of direct current, a collector system must be circulated by a small motor be applied, through which the direct current in the same way, such as. B. at Ship telegraph, via suitable windings in the stator magnetic poles in rotating electromagnetic stator fields is converted. When the motor of the collector with Umlaufvcränderungswideratoren is equipped, so you can use this system different Circulation numbers of the electromagnetic field and thus various milling effects Achieve depending on the type of ball and grist properties.

Die neue Mahlvorrichtung ist geeignet zum Mahlen von trockenem wie mit Flüssigkeit versetztem Mahlgut. Sie erlaubt ferner, harte Stoffe, wie Erze, Zement, Kaolin, Ton, Kohle usw., auch Stoffe, wie Zellstoff, Holzmehl, Kautschukabfälle, Würzen, Kräuter und ähnliche Stoffe zu mahlen. Sie ist weiter zum Zerreiben von Farben in Öl, Kunstharzlösungen, Celluloseestern und anderen beliebigen Bindemitteln in Flüssigkeiten, ferner zur Herstellung von Emulsionen, wie hochfein verteilten, kolloidalen Dispersionen aus Graphit, Fischsilber, Perlmutter, Fischbein, Glimmer usw., und zuletzt zur Herstellung kolloidaler 10c Dispersionen für pharmazeutische Zwecke, wie Dispersionen für Pflanzenschutzmittel usw., verwendbar. Sie ist weiter anwendbar bei der Bildung von Farbstoffen, Verlackungen von Farbstoffen, Oxydationen von organischer Farbstoffen wie Synthesen durch Oxydation.The new grinding device is suitable for grinding both dry and liquid mixed regrind. It also allows hard substances such as ores, cement, kaolin, clay and coal etc., including substances such as cellulose, wood flour, rubber waste, condiments, herbs and the like Grind fabrics. She is also used to rub colors in oil, synthetic resin solutions, Cellulose esters and any other binding agents in liquids, also for production of emulsions, such as extremely finely divided, colloidal dispersions of graphite, fish silver, mother-of-pearl, whalebone, mica etc., and finally for the preparation of colloidal 10c dispersions for pharmaceutical purposes, such as Dispersions for pesticides, etc., can be used. It is also applicable to the Formation of dyes, laking of dyes, oxidation of organic substances Dyes such as synthesis by oxidation.

Claims

Claim:

Grinding device with grinding balls located in a Mahl- no housing, the moved under the influence of rotating electromagnetic fields, characterized in that that the grinding housing is movably arranged and exposed to mechanical vibrations.

1 sheet of drawings