EP0270826A1 - Tube-clamping system for a bobbin chuck - Google Patents

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EP0270826A1
EP0270826A1 EP87116079A EP87116079A EP0270826A1 EP 0270826 A1 EP0270826 A1 EP 0270826A1 EP 87116079 A EP87116079 A EP 87116079A EP 87116079 A EP87116079 A EP 87116079A EP 0270826 A1 EP0270826 A1 EP 0270826A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mandrel according
elements
coil mandrel
sleeve
coil
Prior art date
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Granted
Application number
EP87116079A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0270826B1 (en
Inventor
Heinz Mutter
Ruedi Schneeberger
Erwin Holbein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP0270826A1 publication Critical patent/EP0270826A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0270826B1 publication Critical patent/EP0270826B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/54—Arrangements for supporting cores or formers at winding stations; Securing cores or formers to driving members
    • B65H54/543—Securing cores or holders to supporting or driving members, e.g. collapsible mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a sleeve tensioning system for a spool, which is used for winding synthetic filament yarns.
  • the invention is concerned with the generation of the clamping forces, which hold a sleeve or a pack against the mandrel during the coil build-up via the sleeve clamping elements.
  • Bobbins for winding synthetic filament yarns are known, see, for example, US Pat. No. 4,336,912; 4460133; 3030039; 4458850. Such mandrels are installed in a winder for use, being mounted in a floating manner for rotation about their own longitudinal axis, see for example US PS 4298171; 4014476, European Patent No. 73930, and European Patent application No. 161385.
  • This invention is concerned with an alternative solution which contains fewer aging risks and can be operated with a smaller amount of releasing force.
  • a coil mandrel according to this invention comprises an axially movable part (relative to the mandrel), a stop and an elastically deformable body between the part and the stop. If this body is deformed by compression between the part and the stop, it exerts an axially directed restoring force (against the mandrel) on the part.
  • the coil mandrel comprises sleeve clamping elements which radially move when the Moving part, for example, the part can be designed as a cone, and the sleeve clamping elements can then sit on the conical surface of the part.
  • the above characteristic feature of the invention can also be found in the variant equipped with porous elastomers (according to British patent application No. 8525791).
  • the new variant differs from the previous one by the free space surrounding the body, which absorbs axial deformations of the body.
  • the space between the part and the stop is largely filled by the porous elastomers.
  • the axial deformation of the body occurs as a spread of its cross section. This feature is also further explained below in the description of the figures in comparison with disc springs.
  • the body is formed from a compact elastomeric material.
  • the body can be connected to two limiting means to thereby form a replaceable element (unit), whereby one limiting means prevents radial deformation inwards and the other limiting means prevents radial deformations outwards.
  • Two such elements can be arranged side by side, with mutual contact via one of their respective limiting means, so that axial forces can be transmitted between the elements via the contacting limiting means.
  • reference numeral 10 indicates the casing tube a coil mandrel of any type, with a longitudinal (rotary) axis 12 out.
  • Reference numeral 14 indicates a central guide which is arranged coaxially with the tube 10.
  • Sleeve clamping elements 34 sit on the conical surface of element 16 and project radially outward into a corresponding opening 36 in the casing tube 10 in.
  • the element 16 can be moved in the longitudinal direction (axial direction) of the mandrel or of the tube 10, the elements 34 sliding on the conical surface of the element 16 and thereby moving radially outwards or inwards through their respective openings 36.
  • a stop 28 is fixed relative to the tube 10 and the Guide 14 mounted (details not shown).
  • An elastically deformable body in the form of a hollow truncated cone 40, contacts the guide 14 and the stop 28 at its smaller end, and the end face of the element 16 and the inside of the flange 18 at its larger end.
  • the body is 40 in all operating states compressed between the element 16 and the stop 28. Since the stop 28 is firmly seated on the guide 14, the body 40 exerts an axially directed force on the element 16, which biases the element 16 away from the stop 28 (to the left in FIG. 1).
  • a suitable means (not shown) is present to limit the movement of the element 16 away from the stop 28 and thereby the displacement of the sleeve clamping elements 34 radially outwards.
  • This state determines the maximum inner diameter of the sleeves 30, which are to be held on the mandrel by this sleeve clamping system.
  • Sleeves with smaller inner diameters, up to the outer diameter of tube 10, can be held by a smaller distance between element 16 and stop 28.
  • the sleeve 30 has the maximum permissible inside diameter D, this corresponds to a certain distance L between the element 16 and the stop 28.
  • the distance range (L-1) can be called "sleeve clamping area", and the force / displacement characteristic of the body 40 is to be arranged such that predetermined sleeve clamping forces are exerted by the clamping elements 34 on the sleeve 30 to be tensioned within the sleeve clamping area.
  • the distance between element 16 and stop 28 must be able to be reduced even further, for example to the distance s. In this state, the body 40 must exert a predetermined maximum prestress on the element 16 to be overcome by the release means.
  • Body 40 is formed from a compact elastomer, i.e. without significant porosity.
  • space around the body 40 must be left free.
  • a chamber 42 within the body and a chamber 44 surrounding the body 40 are left free.
  • Deformations of the end portions of the body 40 are limited, not only by contact with the stop 28 and the end face of the element 16, but also by contact with the guide 14 and the inside of the flange 18.
  • the axial forces transmitted by the element 16 strain the Body 40 with pressure and / or with thrust. The result is a spread of the wall thickness t, the spread not necessarily being evenly distributed over the entire length of the body.
  • Fig. 2 shows a variant with modified disc springs to explain the comparison between this invention and a conventional disc spring assembly.
  • the guide 14 and the casing tube 10 are the same as in FIG. 1, and it can be assumed that the whole arrangement has a stop which is stuck on the guide 14 (similar to the stop 28, FIG. 1) and a cone element (similar to the element 16 1, but without flange 18); however, the latter elements are not shown in FIG. 2.
  • the cone element is preloaded by a package of disc springs 50, of which only three springs are shown in this figure.
  • Each of these springs 50 comprises an inner ring 52, which surrounds the guide 14, and an outer ring 54, which lies well on the inside of the casing tube 10. Axial forces are transmitted between adjacent springs 50 by touching their outer rings 54 or their inner rings 52.
  • the spring 56 indicated with dash-dot lines is a conventional disk spring, without inner and outer rings 52, 54.
  • the axial load which the curvature 50A causes would not have the same effect on the disk spring 56. Instead, the inner diameter of the spring 56 would be reduced and / or the outer diameter of the spring would expand, as indicated by the small arrows.
  • the general structure of the coil mandrel 200 partially shown in FIG. 3 largely corresponds to the structure of the mandrels shown in the aforementioned British patent applications, and use it in FIG. 3 th reference numerals correspond as far as possible to the reference numerals of the aforementioned applications.
  • the outer tube is indicated as a sleeve-carrying part of the mandrel 200.
  • This tube 22 is connected by a suitable means 210 (only partially shown) to a bearing section (not shown, left of the picture).
  • the mandrel 200 is designed so that it can wind a plurality of threads simultaneously by rotating about its own longitudinal axis into individual packages (bobbins). For each thread to be wound, the mandrel 200 must receive a corresponding empty sleeve (not shown in FIG. 3) and hold it in place during the bobbin build-up.
  • bobbins individual packages
  • FIG. 3 shows the sleeve clamping unit for such a sleeve, namely for the one which is worn at the "inner" end of the tube 22 (closest to the bearing section) during use.
  • a similar sleeve tensioning unit is provided for every other thread to be wound up (for every other sleeve).
  • the assembly shown in FIG. 3 comprises a stop 86A, which is fixed with screws 92 in relation to the outer tube 22.
  • the unit also comprises two sleeve clamping devices, which are arranged in mirror image on opposite sides of the stop 86A, but are otherwise constructed similarly.
  • the description below refers primarily to the left device, the reference numerals for the corresponding parts of the right device being added in parentheses.
  • the sleeve tensioning device includes a set of sleeve tensioning elements 34 (34) which (as in Fig. 1) radially backward (as in Fig. 1) by axial movement of a cone 76 (100) can be moved outside.
  • Cone 76 (100) is connected at its larger end to a guide member 96 A (102A), and the latter part slides on the inside of tube 22 to guide the axial movements of cone 76 (100).
  • the cone 76 (100) connects to an annular piston 74 (98) which is guided on the outside on the inside of the tube 22 and on the inside on a connecting tube 66A.
  • a pressure chamber 78 (104) On the other side of the piston 74 (98), the cavity within the tube 22 is left open to form a pressure chamber 78 (104).
  • the various pressure chambers can be supplied with pressure medium through the bearing section via a suitable line 220 and via the connecting channel 230 provided in the guide tube 66A.
  • chamber 78 (104) When chamber 78 (104) is pressurized, piston 74 (98) slides along guide tube 66A against stop 86A.
  • the cone 76 (100) follows the movement of the piston 74 (98), which releases a sleeve or coil. However, this movement can only be carried out by overcoming a prestress exerted on the guide part 96A (102A) and originating from two spring elements 400 (400). As indicated by the reference numerals, all the spring elements 400 are constructed identically, and only one of them is individually described below as an example.
  • Each spring element 400 comprises a truncated cone-shaped body 40A made of a compact elastomeric material, similar to the body 40 in FIG. 1. Furthermore, however, each element 400 also comprises an outer metal ring 410 and an inner metal ring 420. Body 40A is part of its larger end part over its entire wall thickness the inside of the ring 410, and on its smaller end portion firmly connected to the outside of the ring 420.
  • Each element 400 including the body 40A and rings 410, 420, is therefore assembled as a unit in the unit, the individual spring elements 400 being arranged in pairs in mirror image to one another, so that one ring 410 of the pair against the stop 86A and the other ring 410 of the Pair abuts against the respective guide part 96A (102A).
  • the axial forces are transmitted between the elements of the pair by contacting the inner rings 420.
  • each ring 420 is provided with a sliding layer 430, and the latter sits snugly on the outer surface of the guide tube 66A, so that the element can slide freely along the guide tube.
  • the outer surface of one ring 410 of a pair is from a flange 85 at stop 86A, and the outer surface of the other ring 410 of the pair of springs is positioned through a flange 97 (101) at guide member 96A (102A).
  • the inner and outer rings 420, 410 form limiting means in and of themselves, which limit the freedom of movement of the body 40A outwards and inwards under deformation.
  • each body 40A is already compressed in this state by the rings 410, 420, so that the desired axial force is exerted on the respective guide part 96A (102A) and thereby the sleeve tensioning elements 34 are subject to the desired clamping forces.
  • bodies 40A are further compressed between their respective rings 410, 420, releasing the tensioning forces.
  • the axial forces which are transmitted from the stop 86A and the guide parts 96A, 102A to the spring elements 400 load each body 40A with pressure and thrust, so that the wall thickness of the element spreads out from its fully relaxed state (not shown).
  • Suitable spring elements are available from Huber + Suhner, 8330 Pfäffikon, under the general name "Vibratex elements".
  • the example shown in FIG. 3 is a special version of the Vibratex element V14, the inner surface of the outer ring 410 and the outer surface of the inner ring 420 being arranged slightly obliquely to the axis in order to better transmit the axial forces to the body 40A.
  • the inner and outer surfaces of both rings are arranged coaxially to the axis.
  • each individual spring element is formed in the form of a rotating body. This is not a requirement.
  • the rotational symmetry of the entire unit is important, but this is favored by the rotational symmetry of the individual components.
  • each element is neatly guided inside the tube 66A and outside on the flange 85 or 97 (101) and centered with respect to the mandrel axis. Imbalance cannot occur due to the radial displacement of the entire element.
  • the deformation must be distributed symmetrically around the mandrel axis.
  • the effects of axial forces and that of centrifugal force must be taken into account.
  • the radial spread of the smaller end from the body 40A is limited to the ring 420 by the vulcanization.
  • the "free length" (F, Fig. 1) of the elastic body should be kept short, just to keep the free radial expansion small.
  • the deformation necessary to generate the restoring force is caused as far as possible by shear loading.
  • the freedom of the elastic body to expand radially can thus be reduced to a minimum.
  • the Shore A hardness can be between 30 and 90, with a value in the range of 50 to 80 being preferred.
  • the characteristic feature of shear loading is the thrust module.
  • the elastic body can have a shear modulus between 30 and 280 N / cm2, a value in the range from 50 to 200 N / cm2 being preferred.
  • each element must face the axis of rotation be centered. For this purpose, however, it is not absolutely necessary to provide internal and external guidance. If a continuous central element (tube 66A) is not necessary for the aggregate as a whole, each element can be filled on the inside or limited internally by its inner ring.

Landscapes

  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Ein Spulendorn (200) hat ein Hülsenspannsystem mit Gummifedern (40A), welche eine Vorspannung erzeugen, um Spannelemente (34) gegen die Innenseite einer Hülse zu drücken.A spool mandrel (200) has a sleeve tensioning system with rubber springs (40A) which generate a preload to press tensioning elements (34) against the inside of a sleeve.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hülsenspannsystem für einen Spulendorn, welcher zum Aufwinden von synthetischen Filamentgarnen verwendet wird. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit der Erzeugung der Spannkräfte, welche während des Spulenaufbaues über die Hülsenspannelemente eine Hülse, bzw. eine Packung gegenüber dem Dorn festhalten.The invention relates to a sleeve tensioning system for a spool, which is used for winding synthetic filament yarns. In particular, the invention is concerned with the generation of the clamping forces, which hold a sleeve or a pack against the mandrel during the coil build-up via the sleeve clamping elements.

Stand der TechnikState of the art

Spulendorne zum Aufwinden von synthetischen Filament­garnen sind bekannt, siehe z.B. US PS 4336912; 4460133; 3030039; 4458850. Solche Dorne sind zum Gebrauch in eine Spulmaschine eingebaut, wobei sie fliegend, zur Drehung um ihre eigene Längsachse, montiert sind, siehe z.B. US PS 4298171; 4014476, europäisches Patent No. 73930, und europäische Patentanmeldung No. 161385.Bobbins for winding synthetic filament yarns are known, see, for example, US Pat. No. 4,336,912; 4460133; 3030039; 4458850. Such mandrels are installed in a winder for use, being mounted in a floating manner for rotation about their own longitudinal axis, see for example US PS 4298171; 4014476, European Patent No. 73930, and European Patent application No. 161385.

Während des Spulenaufbaus muss der Dorn um die eigene Längsachse drehen und gleichzeitig die Hülse, worauf die Packung kontinuierlich aufgebaut wird, zur schlupffreien Drehung mit dem Dorn festhalten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Hülsenspannelemente durch die Erzeugung einer axial gerichteten Spannkraft radial nach aussen gegen die Hülseninnenseite zu zwingen, siehe z.B. US PS 3052420; 3554455; 4068806; 4142690; 4232835 und GB 2023256. Wie in US PS 4142690 gezeigt, werden die Spannkräfte häufig durch Tellerfederpakete erzeugt.During the build-up of the spool, the mandrel must rotate about its own longitudinal axis and at the same time hold the sleeve, on which the pack is continuously built up, for non-slip rotation with the mandrel. For this purpose it is known to force sleeve clamping elements radially outwards against the inside of the sleeve by generating an axially directed clamping force, see e.g. US PS 3052420; 3554455; 4068806; 4142690; 4232835 and GB 2023256. As shown in US PS 4142690, the clamping forces are often generated by plate spring assemblies.

Verwandte AnmeldungenRelated registrations

In unserer britischen Patentanmeldung Nr. 8524303 (eingereicht am 2. Oktober 1985) zeigen wir eine neue Dornkonstruktion, wonach die Hülsen-tragende Partie und die Lagerpartie aus einem Stück gebildet werden. Aequivalentanmeldungen sind kürzlich in Europa (Patentanmeldung No. 86113104.3) und USA (US SN ..) eingereicht worden.In our British patent application no. 8524303 (filed October 2, 1985) we show a new mandrel construction, according to which the sleeve-bearing part and the bearing part are formed from one piece. Equivalent applications have recently been filed in Europe (patent application No. 86113104.3) and USA (US SN ..).

In unserer britischen Patentanmeldung Nr. 8525791 (eingereicht am 18. Oktober 1985) ist ein Hülsenspannsystem beschrieben, worin die Spannkräfte durch Körper aus porösen Elastomeren erzeugt werden. Aequivalentanmeldungen sind neulich in Europa (Patentanmeldung Nr. 86113787.5) und USA (US SN 919652) eingereicht worden.In our British Patent Application No. 8525791 (filed October 18, 1985) a sleeve tensioning system is described in which the tensioning forces are generated by bodies made of porous elastomers. Equivalent applications have recently been filed in Europe (patent application no. 86113787.5) and the USA (US SN 919652).

Wie wir in der britischen Patentanmeldung Nr. 8525791 und den Aequivalentanmeldungen aufgeführt haben, ist die Erzeugung der Spannkräfte durch Tellerfedern mit einigen Problemen behaftet. Gewisse Probleme solcher Elemente werden nachstehend bei der Beschreibung der Figuren dieser Anmeldung weiter hervorgehoben. Die Probleme der Tellerfedern können durch die Verwendung von porösen Elastomeren gemäss unserer britischen Patentanmeldung Nr. 8525791 gelöst werden, aber es be­steht der Verdacht, dass solche Elastomer-Materialien längerfristig Alterungserscheinungen unterworfen sind, welche die Spannleistung beeinträchtigen. Wenn dieser Fall in der Praxis auftritt, müssen die krafterzeugenden Elemente ausgewechselt werden. Zudem ist die Montage- und Lösekraft sehr hoch.As we have listed in British Patent Application No. 8525791 and the equivalent applications the generation of the clamping forces by disc springs has some problems. Certain problems of such elements are further highlighted below in the description of the figures of this application. The problems of the disc springs can be solved by using porous elastomers according to our British patent application No. 8525791, but it is suspected that such elastomer materials are subject to signs of aging in the long term, which impair the clamping performance. If this occurs in practice, the force-generating elements must be replaced. In addition, the assembly and release force is very high.

Diese Erfindung befasst sich mit einer Alternativ­lösung, welche weniger Alterungsrisiken beinhaltet und mit kleinerem Lösekraftaufwand betrieben werden kann.This invention is concerned with an alternative solution which contains fewer aging risks and can be operated with a smaller amount of releasing force.

Ein Beispiel der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit einem Dorn gemäss unserer britischen Patentanmeldung Nr. 8524303 und anhand der Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung wird aber nicht auf die Kombination mit dieser Art von Spulendorn eingeschränkt.An example of the invention is described below in connection with a mandrel according to our British patent application No. 8524303 and with reference to the drawings. However, the invention is not restricted to the combination with this type of coil mandrel.

Ein Spulendorn gemäss dieser Erfindung umfasst einen (gegenüber dem Dorn) axial bewegbaren Teil, einen An­schlag und einen elastisch deformierbaren Körper zwi­schen dem Teil und dem Anschlag. Wenn dieser Körper durch Zusammendrücken zwischen dem Teil und dem Anschlag deformiert wird, übt er eine (gegenüber dem Dorn) axial gerichtete Rückstellkraft auf den Teil aus. Zudem umfasst der Spulendorn Hülsenspann­elemente, welche sich radial bei axialer Bewegung des Teils verschieben, z.B. kann der Teil als Konus ausgebildet werden, und die Hülsenspannelemente können dann auf der konischen Oberfläche des Teils sitzen.A coil mandrel according to this invention comprises an axially movable part (relative to the mandrel), a stop and an elastically deformable body between the part and the stop. If this body is deformed by compression between the part and the stop, it exerts an axially directed restoring force (against the mandrel) on the part. In addition, the coil mandrel comprises sleeve clamping elements which radially move when the Moving part, for example, the part can be designed as a cone, and the sleeve clamping elements can then sit on the conical surface of the part.

Obige Merkmale der Erfindung sind auch in dem schon erwähnten Stand der Technik zu finden. Die Erfindung ist aber dadurch gekennzeichnet, dass Begrenzungs­mittel vorhanden sind, um radiale Deformationen und radiale Verschiebungen des Körpers weitgehend zu verhindern. Die Unterschiede gegenüber einem Tellerfedersystem werden nachstehend in der Diskussion der Figuren 1 und 2 behandelt.The above features of the invention can also be found in the already mentioned prior art. However, the invention is characterized in that limiting means are present in order to largely prevent radial deformations and radial displacements of the body. The differences compared to a disc spring system are dealt with below in the discussion of FIGS. 1 and 2.

Das obige kennzeichnende Merkmal der Erfindung ist auch in der mit porösen Elastomeren ausgerüsteten Variante (gemäss britischer Patentanmeldung Nr. 8525791) zu finden. Die neue Variante unterscheidet sich von der früheren durch den den Körper umgebenden freien Raum, welcher axiale Deformationen des Körpers aufnimmt. In der früheren Variante ist der Raum zwischen dem Teil und dem Anschlag durch die porösen Elastomere weitgehend aufgefüllt.The above characteristic feature of the invention can also be found in the variant equipped with porous elastomers (according to British patent application No. 8525791). The new variant differs from the previous one by the free space surrounding the body, which absorbs axial deformations of the body. In the earlier variant, the space between the part and the stop is largely filled by the porous elastomers.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung tritt die axiale Deformation des Körpers als eine Ausbreitung seines Querschnittes auf. Dieses Merkmal wird auch nachstehend bei der Beschreibung der Figuren im Vergleich mit Tellerfedern weiter erklärt.According to a further feature of the invention, the axial deformation of the body occurs as a spread of its cross section. This feature is also further explained below in the description of the figures in comparison with disc springs.

In der bevorzugten Ausführung ist der Körper aus einem kompakten elastomerischen Material gebildet. In dieser Ausführung kann der Körper mit zwei Begrenzungsmitteln verbunden werden, um dadurch ein ersetzbares Element (eine Einheit) zu bilden, wobei ein Bregrenzungsmittel die radiale Deformation nach innen und das andere Begrenzungsmittel die radiale Deformation nach aussen verhindert. Zwei solche Elemente können nebeneinander, mit gegenseitiger Berührung über eines ihrer jeweiligen Begrenzungs­mittel, angeordnet werden, sodass axiale Kräfte zwischen den Elementen über die sich berührenden Begrenzungsmittel übertragen werden können.In the preferred embodiment, the body is formed from a compact elastomeric material. In this embodiment, the body can be connected to two limiting means to thereby form a replaceable element (unit), whereby one limiting means prevents radial deformation inwards and the other limiting means prevents radial deformations outwards. Two such elements can be arranged side by side, with mutual contact via one of their respective limiting means, so that axial forces can be transmitted between the elements via the contacting limiting means.

Die Erfindung, und insbesondere eine bevorzugte Aus­führung davon, wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch ein Hülsenspann-­system gemäss der Erfindung, wie sie in der vorangehenden Einleitung breit definiert wurde,
  • Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführung gemäss der Erfindung, welche aber näher an das bekannte Tellerfederpaket grenzt und die Unterschiede zwischen dieser Er­findung und dem vorbekannten System hervorheben sollte, und
  • Fig. 3 eine Seitenansicht mit einem Teilschnitt einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
The invention, and in particular a preferred embodiment thereof, will now be explained in more detail with reference to the drawings. It shows:
  • 1 shows a longitudinal cross section through a sleeve clamping system according to the invention, as was broadly defined in the preceding introduction,
  • Fig. 2 shows a corresponding cross section through another embodiment according to the invention, but which borders closer to the known plate spring assembly and should emphasize the differences between this invention and the previously known system, and
  • Fig. 3 is a side view with a partial section of a preferred embodiment of the invention.

Weder die Variante gemäss Fig. 1 noch diejenige gemäss Fig. 2 ist als praktische Ausführung der Erfindung ge­dacht. Diese Figuren erleichtern aber eine Beschreibung der Grundprinzipien der Erfindung und einen Vergleich mit dem Stand der Technik, insbesondere mit konven­tionellen Tellerfederpaketen.Neither the variant according to FIG. 1 nor that according to FIG. 2 is intended as a practical embodiment of the invention. However, these figures facilitate a description of the basic principles of the invention and a comparison with the prior art, in particular with conventional disk spring assemblies.

In Fig. 1 weist das Bezugszeichen 10 auf das Mantelrohr eines Spulendornes von irgendeinem Typ, mit einer Längs­(Dreh)achse 12 hin. Bezugszeichen 14 weist auf eine zentrale Führung, welche koaxial zum Rohr 10 angeordnet ist. Auf der Führung 14 sitzt ein Konuselement 16, mit einem Aussenflansch 18. Hülsenspannelemente 34, wovon in Fig. 1 nur zwei zu sehen sind, sitzen auf der koni­schen Oberfläche von Element 16 und ragen radial davon nach aussen jeweils in eine entsprechende Oeffnung 36 im Mantelrohr 10 hinein. Das Element 16 ist in Längs­richtung (axiale Richtung) des Dornes, bzw. des Rohres 10 bewegbar, wobei die Elemente 34 auf der konischen Oberfläche des Elementes 16 gleiten und sich dabei durch ihre jeweiligen Oeffnungen 36 radial nach aussen bzw. nach innen verschieben.In Fig. 1, reference numeral 10 indicates the casing tube a coil mandrel of any type, with a longitudinal (rotary) axis 12 out. Reference numeral 14 indicates a central guide which is arranged coaxially with the tube 10. A cone element 16, with an outer flange 18, sits on the guide 14. Sleeve clamping elements 34, of which only two can be seen in FIG. 1, sit on the conical surface of element 16 and project radially outward into a corresponding opening 36 in the casing tube 10 in. The element 16 can be moved in the longitudinal direction (axial direction) of the mandrel or of the tube 10, the elements 34 sliding on the conical surface of the element 16 and thereby moving radially outwards or inwards through their respective openings 36.

Wenn sich das Element 16 nach links (gemäss Fig. 1) be­wegt, werden die Elemente 34 radial nach aussen gegen die Innenseite einer auf dem Rohr 10 aufgesteckten Hülse 30 (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) ver­schoben. Durch die Berührung zwischen den Spann­elementen 34 und der Hülse 30 wird letztere während der für den Spulenaufbau notwendigen Drehung um die Achse 12 fest auf dem Dorn gehalten. Nach Fertigstellung der Spule auf der Hülse 30 kann das Element 16 nach rechts (gemäss Fig. 1) bewegt werden, sodass die Spannelemente 34 nicht mehr gegen die Innenseite der Hülse 30 ge­drückt werden und letztere für das Abziehen freigeben. Zur Freilassung der Hülse 30 erzeugt ein geeignetes Mittel (nicht gezeigt) eine Kraft auf das Element 16, um letzteres gegen eine Vorspannung nach rechts zu be­wegen. Die Erzeugung dieser Vorspannung ist Sache dieser Erfindung, wie nachstehend beschrieben.When the element 16 moves to the left (according to FIG. 1), the elements 34 are displaced radially outwards against the inside of a sleeve 30 which is attached to the tube 10 (indicated by dashed lines in FIG. 1). Due to the contact between the tensioning elements 34 and the sleeve 30, the sleeve 30 is held firmly on the mandrel during the rotation about the axis 12 necessary for the coil construction. After completion of the coil on the sleeve 30, the element 16 can be moved to the right (according to FIG. 1), so that the tensioning elements 34 are no longer pressed against the inside of the sleeve 30 and release the latter for removal. To release the sleeve 30, a suitable means (not shown) exerts a force on the element 16 to move the latter to the right against a bias. The generation of this bias is a matter of this invention as described below.

Ein Anschlag 28 ist fest gegenüber dem Rohr 10 und der Führung 14 montiert (Einzelheiten nicht gezeigt). Ein elastisch deformierbarer Körper, in der Form eines hohlen Kegelstumpfes 40, berührt an seinem kleineren Ende die Führung 14 und den Anschlag 28, und an seinem grösseren Ende die Stirnseite des Elementes 16 und die Innenseite des Flansches 18. In allen Betriebszuständen ist der Körper 40 zwischen dem Element 16 und dem An­schlag 28 zusammengedrückt. Da der Anschlag 28 fest an der Führung 14 sitzt, übt der Körper 40 auf das Element 16 eine axial gerichtete Kraft aus, welche das Element 16 vom Anschlag 28 weg (in Fig. 1, nach links) vor­spannt. Ein geeignetes Mittel (nicht gezeigt) ist vor­handen, um die Bewegung des Elementes 16 von Anschlag 28 weg, und dabei die Verschiebung der Hülsenspannele­mente 34 radial nach aussen, zu begrenzen. Dieser Zu­stand bestimmt den maximalen Innendurchnesser der Hülsen 30, welche durch dieses Hülsenspannsystem auf dem Dorn zu halten sind. Hülsen mit kleineren Innen­durchmessern, bis zum Aussendurchmesser des Rohres 10, können durch einen kleineren Abstand zwischen Element 16 und Anschlag 28 gehalten werden.A stop 28 is fixed relative to the tube 10 and the Guide 14 mounted (details not shown). An elastically deformable body, in the form of a hollow truncated cone 40, contacts the guide 14 and the stop 28 at its smaller end, and the end face of the element 16 and the inside of the flange 18 at its larger end. The body is 40 in all operating states compressed between the element 16 and the stop 28. Since the stop 28 is firmly seated on the guide 14, the body 40 exerts an axially directed force on the element 16, which biases the element 16 away from the stop 28 (to the left in FIG. 1). A suitable means (not shown) is present to limit the movement of the element 16 away from the stop 28 and thereby the displacement of the sleeve clamping elements 34 radially outwards. This state determines the maximum inner diameter of the sleeves 30, which are to be held on the mandrel by this sleeve clamping system. Sleeves with smaller inner diameters, up to the outer diameter of tube 10, can be held by a smaller distance between element 16 and stop 28.

Angenommen zum Beispiel, die Hülse 30 habe den maximal zulässigen Innendurchmesser D, so entspricht dies einem gewissen Abstand L zwischen Element 16 und Anschlag 28. Wenn aber der Innendurchmesser der Hülse dem Aussen­durchmesser (d) des Rohres 10 entspricht, ist der Ab­stand zwischen Element 16 und Anschlag 28 auf l redu­ziert. Der Abstandbereich (L - l) kann "Hülsenspannbe­reich" genannt werden, und die Kraft/Weg-Charakteristik des Körpers 40 ist so anzuordnen, dass innerhalb des Hülsenspannbereiches vorbestimmte Hülsenspannkräfte von den Spannelementen 34 auf die zu spannende Hülse 30 aus­geübt werden.Assuming, for example, the sleeve 30 has the maximum permissible inside diameter D, this corresponds to a certain distance L between the element 16 and the stop 28. However, if the inside diameter of the sleeve corresponds to the outside diameter (d) of the tube 10, the distance between the element 16 and stop 28 reduced to l. The distance range (L-1) can be called "sleeve clamping area", and the force / displacement characteristic of the body 40 is to be arranged such that predetermined sleeve clamping forces are exerted by the clamping elements 34 on the sleeve 30 to be tensioned within the sleeve clamping area.

Um die Hülse 30 sicher freizugeben, muss der Abstand zwischen Element 16 und Anschlag 28 noch weiter redu­ziert werden können, zum Beispiel auf den Abstand s. In diesem Zustand muss der Körper 40 eine vorbestimmte maximale, vom Freigabemittel zu überwindende Vor­spannung auf das Element 16 ausüben.In order to safely release the sleeve 30, the distance between element 16 and stop 28 must be able to be reduced even further, for example to the distance s. In this state, the body 40 must exert a predetermined maximum prestress on the element 16 to be overcome by the release means.

Der Körper 40 ist aus einem kompakten Elastomer ge­bildet, d.h. ohne nennenswerte Porosität. Um die Defor­mation des Körpers 40 während des Zusammenschrumpfens des Abstandes von L auf s zu ermöglichen, muss Raum um den Körper 40 freigelassen werden. Zu diesem Zweck sind eine Kammer 42 innerhalb des Körpers und eine den Körper 40 umgebende Kammer 44 freigelassen. Defor­mationen der Endpartien des Körpers 40 sind aber be­grenzt, nicht nur durch Berührung mit dem Anschlag 28 und der Stirnseite des Elementes 16, sondern auch durch Berührung mit der Führung 14 und der Innenseite des Flansches 18. Die axialen, vom Element 16 übertragenen Kräfte belasten den Körper 40 mit Druck und/oder mit Schub. Das Resultat ist eine Ausbreitung der Wanddicke t, wobei die Ausbreitung nicht unbedingt gleichmässig über die ganze Länge des Körpers verteilt ist.Body 40 is formed from a compact elastomer, i.e. without significant porosity. In order to allow the deformation of the body 40 during the shrinking of the distance from L to s, space around the body 40 must be left free. For this purpose, a chamber 42 within the body and a chamber 44 surrounding the body 40 are left free. Deformations of the end portions of the body 40 are limited, not only by contact with the stop 28 and the end face of the element 16, but also by contact with the guide 14 and the inside of the flange 18. The axial forces transmitted by the element 16 strain the Body 40 with pressure and / or with thrust. The result is a spread of the wall thickness t, the spread not necessarily being evenly distributed over the entire length of the body.

Fig. 2 zeigt eine Variante mit modifizierten Tellerfe­dern, um den Vergleich zwischen dieser Erfindung und einem konventionellen Tellerfederpaket zu erläutern. Die Führung 14 und das Mantelrohr 10 sind gleich wie in Fig. 1, und es kann angenommen werden, dass die ganze Anordnung einen auf der Führung 14 festsitzenden An­schlag (ähnlich dem Anschlag 28, Fig. 1) und ein Konus­element (ähnlich dem Element 16, Fig. 1, aber ohne Flansch 18) umfasst; letztere Elemente sind aber in Fig. 2 nicht gezeigt.Fig. 2 shows a variant with modified disc springs to explain the comparison between this invention and a conventional disc spring assembly. The guide 14 and the casing tube 10 are the same as in FIG. 1, and it can be assumed that the whole arrangement has a stop which is stuck on the guide 14 (similar to the stop 28, FIG. 1) and a cone element (similar to the element 16 1, but without flange 18); however, the latter elements are not shown in FIG. 2.

In Fig. 2 ist die Vorspannung des Konuselementes durch ein Paket von Tellerfedern 50 bewirkt, wovon in dieser Figur nur drei Federn gezeigt sind. Jede dieser Federn 50 umfasst einen Innenring 52, welcher die Führung 14 satt umgibt, und einen Aussenring 54, welcher satt an der Innenseite des Mantelrohres 10 liegt. Axiale Kräfte werden zwischen benachbarten Federn 50 durch Berührung ihrer Aussenringe 54, bzw. ihrer Innenringe 52, über­tragen.In FIG. 2, the cone element is preloaded by a package of disc springs 50, of which only three springs are shown in this figure. Each of these springs 50 comprises an inner ring 52, which surrounds the guide 14, and an outer ring 54, which lies well on the inside of the casing tube 10. Axial forces are transmitted between adjacent springs 50 by touching their outer rings 54 or their inner rings 52.

Um die Federpakete zusammenzudrücken, muss der Abstand A zwischen zwei benachbarten, aber nicht in Berührung stehenden Aussenringen 54 reduziert werden. Dabei än­dern sich die Dimensionen der Innen- und Aussenringe 52, 54 nicht. Die elastischen Teller zwischen diesen Ringen müssen sich also "wölben", wie strichpunktiert angedeutet wird (50A).In order to compress the spring assemblies, the distance A between two adjacent but not in contact outer rings 54 must be reduced. The dimensions of the inner and outer rings 52, 54 do not change. The elastic plates between these rings must "bulge", as is indicated by dash-dotted lines (50A).

Die mit Strich-Punkt-Linien angedeutete Feder 56 ist eine konventionelle Tellerfeder, ohne Innen- und Aussen­ringe 52, 54. Die axiale Belastung, welche die Wölbung 50A hervorruft, würde nicht die gleiche Wirkung auf die Tellerfeder 56 zeigen. Statt dessen würde sich unter dieser Belastung der Innendurchmesser der Feder 56 re­duzieren und/oder der Aussendurchmesser der Feder aus­breiten, wie durch die kleinen Pfeile angedeutet ist.The spring 56 indicated with dash-dot lines is a conventional disk spring, without inner and outer rings 52, 54. The axial load which the curvature 50A causes would not have the same effect on the disk spring 56. Instead, the inner diameter of the spring 56 would be reduced and / or the outer diameter of the spring would expand, as indicated by the small arrows.

In einem konventionellen Tellerfederpaket mit Teller­federn 56 müssen die axialen Kräfte sauber von einer Feder an ihre Nachbarfedern übertragen werden. Keine Feder darf sich also so weit nach innen oder nach aussen ausbreiten, dass sie an der Führung 14 oder am Rohr 10 klemmt. Anders gesagt, muss am inneren und äusseren Tellerrand genügend Spielraum vorhanden sein, um die für den Betrieb notwendige Ausbreitung der Tellerfedern zu ermöglichen. Das Paket als ganzes kann also nicht sauber im ganzen Aggregat geführt angeordnet werden, und die einzelnen Federn können sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft radial verschieben, was zu beträchtlicher Unwucht im ganzen Aggregat führen kann.In a conventional disc spring package with disc springs 56, the axial forces have to be transmitted cleanly from one spring to its neighboring springs. No spring may therefore spread so far inwards or outwards that it clamps on the guide 14 or on the tube 10. In other words, there must be enough scope on the inside and outside of the box to allow the spread of the business To enable disc springs. The package as a whole cannot therefore be arranged in a clean manner in the entire assembly, and the individual springs can move radially under the action of the centrifugal force, which can lead to considerable imbalance in the entire assembly.

Ausserdem müssen bis zu 30 Tellerfedern in einem Paket nebeneinander angeordnet werden, um die heute notwen­digen Hülsenspannkräfte von bis zu 300 Newton zu erzeu­gen. Die Belastung muss dann ziemlich gleichmässig zwischen den einzelnen Federn des Paketes verteilt wer­den, sonst kann es leicht vorkommen, dass eine Feder "umkippt". Statt spiegelbildlich, liegt die umgekippte Feder dann parallel zu ihren beiden Nachbarn. Das Paket gibt dann natürlich nicht mehr die gewünschte Feder­charakteristik.In addition, up to 30 disc springs have to be arranged next to each other in a package in order to generate the sleeve clamping forces of up to 300 Newtons that are required today. The load must then be distributed fairly evenly between the individual springs in the package, otherwise it can easily happen that a spring "tips over". Instead of a mirror image, the overturned spring lies parallel to its two neighbors. The package then of course no longer gives the desired spring characteristics.

Durch das Anbringen der begrenzenden Ringe 52, 54 kann die unerwünschte Ausbreitung der neuen Tellerfedern ver­mieden werden, und das ganze Paket kann sauber innen und aussen geführt werden. Weiter wird das Risiko des Umkippens durch die Deformation 50A ausgeschlossen. Es bleibt aber noch das Problem, dass relativ viele Einzel­federn 50 in einem Paket zusammengesetzt werden müssen, um die heute notwendigen Spannkräfte zu erzeugen. Die bevorzugte Ausführung, welche nun im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben werden soll, basiert also auf der Grundlage der Variante von Fig. 1, wobei sich die not­wendigen Spannkräfte mit relativ weniger Einzelfedern produzieren lassen.By attaching the limiting rings 52, 54, the undesired spreading of the new disc springs can be avoided, and the whole package can be guided cleanly inside and out. Furthermore, the risk of tipping over is excluded by the deformation 50A. However, the problem still remains that a relatively large number of individual springs 50 have to be assembled in one package in order to generate the clamping forces required today. The preferred embodiment, which will now be described in connection with FIG. 3, is based on the variant of FIG. 1, the necessary tensioning forces being able to be produced with relatively fewer individual springs.

Der allgemeine Aufbau des in der Fig. 3 teilweise ge­zeigten Spulendornes 200 entspricht weitgehend dem Auf­bau der in den vorerwähnten britischen Patentan­meldungen gezeigten Dorne, und die in Fig. 3 verwende­ ten Bezugszeichen entsprechen so weit wie möglich den Bezugszeichen der vorerwähnten Anmeldungen.The general structure of the coil mandrel 200 partially shown in FIG. 3 largely corresponds to the structure of the mandrels shown in the aforementioned British patent applications, and use it in FIG. 3 th reference numerals correspond as far as possible to the reference numerals of the aforementioned applications.

Mit 22 ist das Aussenrohr als eine Hülsen-tragende Par­tie des Dornes 200 angedeutet. Dieses Rohr 22 ist durch ein geeignetes Mittel 210 (nur teilweise gezeigt) mit einer Lagerpartie (nicht gezeigt, links vom Bild) ver­bunden. Der Dorn 200 ist so konstruiert, dass er eine Mehrzahl von Fäden gleichzeitig durch Drehung um seine eigene Längsachse zu individuellen Packungen (Spulen) aufwinden kann. Für jeden aufzuwindenden Faden muss der Dorn 200 eine entsprechende Leerhülse (in Fig. 3 nicht gezeigt) aufnehmen und während des Spulenaufbaues fest­halten. Fig. 3 zeigt das Hülsenspannaggregat für eine solche Hülse, nämlich für diejenige, welche am "innern" Ende des Rohres 22 (der Lagerpartie am nächsten) im Ge­brauch getragen wird. In der nicht gezeigten Fort­setzung des Rohres 22 (rechts von Fig. 3) wird für je­den anderen aufzuwickelnden Faden (für jede andere Hül­se) ein ähnliches Hülsenspannaggregat vorgesehen.At 22, the outer tube is indicated as a sleeve-carrying part of the mandrel 200. This tube 22 is connected by a suitable means 210 (only partially shown) to a bearing section (not shown, left of the picture). The mandrel 200 is designed so that it can wind a plurality of threads simultaneously by rotating about its own longitudinal axis into individual packages (bobbins). For each thread to be wound, the mandrel 200 must receive a corresponding empty sleeve (not shown in FIG. 3) and hold it in place during the bobbin build-up. Fig. 3 shows the sleeve clamping unit for such a sleeve, namely for the one which is worn at the "inner" end of the tube 22 (closest to the bearing section) during use. In the continuation of the tube 22 (not shown on the right of FIG. 3), a similar sleeve tensioning unit is provided for every other thread to be wound up (for every other sleeve).

Das in Fig. 3 gezeigte Aggregat umfasst einen Anschlag 86A, welcher durch Schrauben 92 gegenüber dem Aussen­rohr 22 fixiert ist. Das Aggregat umfasst auch zwei Hülsenspannvorrichtungen, welche spiegelbildlich an gegenüberstehenden Seiten des Anschlages 86A angeord­net, aber sonst ähnlich aufgebaut sind. Die nachstehen­de Beschreibung bezieht sich in erster Linie auf die linke Vorrichtung, wobei die Bezugszeichen für die ent­sprechenden Teile der rechten Vorrichtung jeweils in Klammern hinzugefügt wurden.The assembly shown in FIG. 3 comprises a stop 86A, which is fixed with screws 92 in relation to the outer tube 22. The unit also comprises two sleeve clamping devices, which are arranged in mirror image on opposite sides of the stop 86A, but are otherwise constructed similarly. The description below refers primarily to the left device, the reference numerals for the corresponding parts of the right device being added in parentheses.

Die Hülsenspannvorrichtung enthält einen Satz Hülsen­spannelemente 34 (34), welche (wie in Fig. 1) durch axiale Bewegungen eines Konus 76 (100) radial nach aussen verschoben werden können. Konus 76 (100) ist an seinem grösseren Ende mit einem Führungsteil 96 A (102A) verbunden, und letzterer Teil gleitet an der Innenseite des Rohres 22, um die axialen Bewegungen des Konus 76 (100) zu führen. An seinem kleineren Ende schliesst sich der Konus 76 (100) an einen ringförmigen Kolben 74 (98), welcher aussen an der Innenseite des Rohres 22 und innen an einem Verbindungsrohr 66A ge­führt ist. Auf der anderen Seite des Kolbens 74 (98) ist der Hohlraum innerhalb des Rohres 22 freigelassen, um eine Druckkammer 78 (104) zu bilden. Die verschie­denen Druckkammern können durch die Lagerpartie über eine geeignete Leitung 220 und über den im Führungsrohr 66A vorgesehenen Verbindungskanal 230 mit Druckmitteln versorgt werden. Wenn die Kammer 78 (104) unter Druck gesetzt wird, verschiebt sich der Kolben 74 (98) dem Führungsrohr 66A entlang gegen den Anschlag 86A.The sleeve tensioning device includes a set of sleeve tensioning elements 34 (34) which (as in Fig. 1) radially backward (as in Fig. 1) by axial movement of a cone 76 (100) can be moved outside. Cone 76 (100) is connected at its larger end to a guide member 96 A (102A), and the latter part slides on the inside of tube 22 to guide the axial movements of cone 76 (100). At its smaller end, the cone 76 (100) connects to an annular piston 74 (98) which is guided on the outside on the inside of the tube 22 and on the inside on a connecting tube 66A. On the other side of the piston 74 (98), the cavity within the tube 22 is left open to form a pressure chamber 78 (104). The various pressure chambers can be supplied with pressure medium through the bearing section via a suitable line 220 and via the connecting channel 230 provided in the guide tube 66A. When chamber 78 (104) is pressurized, piston 74 (98) slides along guide tube 66A against stop 86A.

Der Konus 76 (100) folgt der Bewegung des Kolbens 74 (98), was eine Hülse, bzw. Spule freigibt. Diese Be­wegung kann aber nur durch Ueberwindung einer auf den Führungsteil 96A (102A) ausgeübten, von zwei Feder­elementen 400 (400) ausgehenden Vorspannung durchge­führt werden. Wie durch die Bezugszeichen angedeutet, sind alle Federelemente 400 identisch aufgebaut, und nur eines davon wird nachstehend als Beispiel individuell beschrieben.The cone 76 (100) follows the movement of the piston 74 (98), which releases a sleeve or coil. However, this movement can only be carried out by overcoming a prestress exerted on the guide part 96A (102A) and originating from two spring elements 400 (400). As indicated by the reference numerals, all the spring elements 400 are constructed identically, and only one of them is individually described below as an example.

Jedes Federelement 400 umfasst einen kegelstumpfförmi­gen Körper 40A aus einem kompakten elastomerischen Material, ähnlich dem Körper 40 in Fig. 1. Weiter um­fasst jedes Element 400 aber auch einen Aussenmetall­ring 410 und einen Innenmetallring 420. Körper 40A ist über seine ganze Wanddicke an seiner grösseren End­partie mit der Innenseite des Ringes 410, und an seiner kleineren Endpartie mit der Aussenseite des Ringes 420 fest verbunden. Jedes Element 400, inklusive Körper 40A und Ringe 410, 420, wird also als Einheit in das Aggre­gat montiert, wobei die einzelnen Federelemente 400 paarweise spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, sodass ein Ring 410 des Paares gegen den Anschlag 86A, und der andere Ring 410 des Paares gegen den jeweiligen Führungsteil 96A (102A) anstösst. Die axialen Kräfte werden zwischen den Elementen des Paares durch die Be­rührung der Innenringe 420 übertragen.Each spring element 400 comprises a truncated cone-shaped body 40A made of a compact elastomeric material, similar to the body 40 in FIG. 1. Furthermore, however, each element 400 also comprises an outer metal ring 410 and an inner metal ring 420. Body 40A is part of its larger end part over its entire wall thickness the inside of the ring 410, and on its smaller end portion firmly connected to the outside of the ring 420. Each element 400, including the body 40A and rings 410, 420, is therefore assembled as a unit in the unit, the individual spring elements 400 being arranged in pairs in mirror image to one another, so that one ring 410 of the pair against the stop 86A and the other ring 410 of the Pair abuts against the respective guide part 96A (102A). The axial forces are transmitted between the elements of the pair by contacting the inner rings 420.

Die Innenfläche jedes Ringes 420 ist mit einer Gleit­schicht 430 versehen, und letztere sitzt satt auf der Aussenfläche des Führungsrohres 66A, sodass das Element frei dem Führungsrohr entlang gleiten kann. Die Aussen­fläche eines Ringes 410 von einem Paar ist von einem Flansch 85 am Anschlag 86A, und die Aussenfläche des andern Ringes 410 des Federpaares ist durch einen Flansch 97 (101) am Führungsteil 96A (102A) positio­niert. Die Innen- und Aussenringe 420, 410 bilden aber an und für sich Begrenzungsmittel, welche die Bewegungs­freiheit des Körpers 40A nach aussen und nach innen unter Deformation begrenzen.The inner surface of each ring 420 is provided with a sliding layer 430, and the latter sits snugly on the outer surface of the guide tube 66A, so that the element can slide freely along the guide tube. The outer surface of one ring 410 of a pair is from a flange 85 at stop 86A, and the outer surface of the other ring 410 of the pair of springs is positioned through a flange 97 (101) at guide member 96A (102A). The inner and outer rings 420, 410, however, form limiting means in and of themselves, which limit the freedom of movement of the body 40A outwards and inwards under deformation.

Fig. 3 zeigt das Hülsenspannaggregat in seinem relativ entspannten Zustand, d.h. mit den Hülsenspannelementen 34 so weit wie möglich radial nach aussen verschoben. Geeignete Mittel (nicht gezeigt, zum Beispiel an den einzelnen Hülsenelementen 34) können vorgesehen werden, um diesen "entspannten" Zustand zu definieren. Wie be­reits in der Variante von Fig. 1 beschrieben, ist aber jeder Körper 40A schon in diesem Zustand durch die Ringe 410, 420 zusammengedrückt, sodass die erwünschte axiale Kraft auf den jeweiligen Führungsteil 96A (102A) ausgeübt wird und dadurch die Hülsenspannelemente 34 den erwünschten Spannkräften unterworfen sind. Bei der Unter-Druck-Setzung der Kammern 78, 104 werden die Kör­per 40A zwischen ihren jeweiligen Ringen 410, 420 noch weiter zusammengedrückt, wobei die Spannkräfte aufge­hoben werden. Die axialen Kräfte, welche vom Anschlag 86A und den Führungsteilen 96A, 102A, auf die Feder­elemente 400 übertragen werden, belasten jeden Körper 40A mit Druck und Schub, sodass sich die Wanddicke des Elementes gegenüber seinem voll entspannten Zustand (nicht gezeigt) ausbreitet.3 shows the sleeve tensioning unit in its relatively relaxed state, ie with the sleeve tensioning elements 34 displaced radially outward as far as possible. Suitable means (not shown, for example on the individual sleeve elements 34) can be provided to define this "relaxed" state. As already described in the variant of FIG. 1, however, each body 40A is already compressed in this state by the rings 410, 420, so that the desired axial force is exerted on the respective guide part 96A (102A) and thereby the sleeve tensioning elements 34 are subject to the desired clamping forces. When chambers 78, 104 are pressurized, bodies 40A are further compressed between their respective rings 410, 420, releasing the tensioning forces. The axial forces which are transmitted from the stop 86A and the guide parts 96A, 102A to the spring elements 400 load each body 40A with pressure and thrust, so that the wall thickness of the element spreads out from its fully relaxed state (not shown).

Geeignete Federelemente sind von der Firma Huber + Suhner, 8330 Pfäffikon, unter dem allgemeinen Namen "Vibratex-Elemente" erhältlich. Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel ist eine Spezialausführung des Vibratex-Ele­mentes V14, wobei die Innenfläche des Aussenringes 410, und die Aussenfläche des Innenringes 420 leicht schräg zur Achse angeordnet werden, um die Axialkräfte besser auf den Körper 40A zu übertragen. In der Normalaus­führung des Elementes V14 sind die Innen- und Aussen­flächen beider Ringe koaxial zur Achse angeordnet.Suitable spring elements are available from Huber + Suhner, 8330 Pfäffikon, under the general name "Vibratex elements". The example shown in FIG. 3 is a special version of the Vibratex element V14, the inner surface of the outer ring 410 and the outer surface of the inner ring 420 being arranged slightly obliquely to the axis in order to better transmit the axial forces to the body 40A. In the normal version of element V14, the inner and outer surfaces of both rings are arranged coaxially to the axis.

In der in Fig. 3 gezeigten Variante ist jedes einzelne Federelement in der Form eines Rotationskörpers gebil­det. Dies ist keine zwingende Voraussetzung. Wichtig ist die Rotationssymmetrie des ganzen Aggregates, was aber durch Rotationssymmetrie der einzelnen Komponenten begünstigt wird. Zudem ist jedes Element innen am Rohr 66A und aussen am Flansch 85 bzw. 97 (101) sauber ge­führt und gegenüber der Dornachse zentriert. Unwucht kann also nicht wegen radialer Verschiebung des ganzen Elementes auftreten.In the variant shown in FIG. 3, each individual spring element is formed in the form of a rotating body. This is not a requirement. The rotational symmetry of the entire unit is important, but this is favored by the rotational symmetry of the individual components. In addition, each element is neatly guided inside the tube 66A and outside on the flange 85 or 97 (101) and centered with respect to the mandrel axis. Imbalance cannot occur due to the radial displacement of the entire element.

Unwucht könnte aber auch durch asymmetrische De­formation des elastischen Körpers hervorgerufen werden.However, unbalance could also be caused by asymmetrical deformation of the elastic body.

Insofern der Körper noch frei ist, sich radial auszu­dehnen, muss die Deformation symmetrisch um die Dorn­achse verteilt werden. In diesem Zusammenhang müssen die Auswirkungen von axialen Kräften und auch diejenige der Fliehkraft berücksichtigt werden. In einer Aus­führung gemäss Fig. 1 könnte es sich also als notwendig erweisen, die radiale Ausbreitung des kleineren Endes vom Körper 40 auch durch einen Flansch auf den Anschlag 28 zu begrenzen bzw. zu verhindern. In der Variante ge­mäss Figur 3 ist die radiale Ausbreitung des kleineren Endes vom Körper 40A durch die Vulkanisation auf den Ring 420 begrenzt. Zudem sollte die "freie Länge" (F, Fig. 1) des elastischen Körpers kurz gehalten werden, gerade um die freie radiale Ausdehnung klein zu halten.If the body is still free to expand radially, the deformation must be distributed symmetrically around the mandrel axis. In this context, the effects of axial forces and that of centrifugal force must be taken into account. In an embodiment according to FIG. 1, it could therefore prove necessary to limit or prevent the radial spreading of the smaller end from the body 40 by means of a flange on the stop 28. In the variant according to FIG. 3, the radial spread of the smaller end from the body 40A is limited to the ring 420 by the vulcanization. In addition, the "free length" (F, Fig. 1) of the elastic body should be kept short, just to keep the free radial expansion small.

In der bevorzugten Variante ist die zur Erzeugung der Rückstellkraft notwendige Deformation soweit wie mög­lich durch Schubbelastung hervorgerufen. Die Freiheit des elastischen Körpers, sich radial auszudehnen, kann somit auf ein Minimum reduziert werden. Zum Gebrauch in einem Spulendorn kann die Shore A Härte zwischen 30 und 90 liegen, wobei ein Wert im Bereich 50 bis 80 vorgezo­gen wird. Die kennzeichnende Eigenschaft bei Schubbe­lastung ist der Schubmodul. Der elastische Körper kann einen Schubmodul zwischen 30 und 280 N/cm2 aufweisen, wobei ein Wert im Bereich 50 bis 200 N/cm2 vorgezogen wird.In the preferred variant, the deformation necessary to generate the restoring force is caused as far as possible by shear loading. The freedom of the elastic body to expand radially can thus be reduced to a minimum. For use in a mandrel, the Shore A hardness can be between 30 and 90, with a value in the range of 50 to 80 being preferred. The characteristic feature of shear loading is the thrust module. The elastic body can have a shear modulus between 30 and 280 N / cm2, a value in the range from 50 to 200 N / cm2 being preferred.

Wo eine Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Elementen be­nutzt wird, ist es nicht notwendig, die kleineren Enden dieser Elemente in Berührung zu bringen (wie in Fig. 3) - die Uebertragung der axialen Kräfte kann auch durch Berührung der grösseren Enden bewerkstelligt werden.Where a plurality of frustoconical elements are used, it is not necessary to bring the smaller ends of these elements into contact (as in Fig. 3) - the transmission of the axial forces can also be accomplished by touching the larger ends.

Im Aggregat muss jedes Element gegenüber der Drehachse zentriert werden. Zu diesem Zweck ist es aber nicht zwingend notwendig, eine innere und eine äussere Führung vorzusehen. Wenn ein durchgehendes zentrales Element (Rohr 66A) für das Aggregat als Ganzes nicht notwendig ist, kann jedes Element innen aufgefüllt werden oder aber allein durch seinen Innenring nach innen begrenzt werden.In the unit, each element must face the axis of rotation be centered. For this purpose, however, it is not absolutely necessary to provide internal and external guidance. If a continuous central element (tube 66A) is not necessary for the aggregate as a whole, each element can be filled on the inside or limited internally by its inner ring.

Claims (13)

1. Spulendorn mit einem axial bewegbaren ersten Teil (16; 96A), einem in einem axialen Abstand vom ersten Teil stehenden zweiten Teil (28; 86A), einem elastisch deformierbaren Körper (40; 50; 40A) zwischen den Teilen, um letztere in der den Abstand vergrössernden Richtung vor­zuspannen, und mit Hülsenspannelementen (34), welche sich radial bei axialer Bewegung des ersten Teils verschieben,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Körper (40; 50; 40A) in Berührung stehende Mittel (18, 14; 52, 54; 410, 420) vor­handen sind, um radiale Verschiebungen minde­stens der Endpartien des Körpers zu verhindern.1. Spool mandrel with an axially movable first part (16; 96A), a second part (28; 86A) which is axially spaced from the first part, an elastically deformable body (40; 50; 40A) between the parts, to the latter in the direction increasing the distance and with sleeve tensioning elements (34) which move radially when the first part moves axially,
characterized,
that means (18, 14; 52, 54; 410, 420) in contact with the body (40; 50; 40A) are present in order to prevent radial displacements of at least the end parts of the body. 2. Spulendorn gemäss Anspruch 1,
gekennzeichnet durch einen den Körper umgeben­den freien Raum, um axiale Deformation des Kör­pers aufzunehmen.2. coil mandrel according to claim 1,
characterized by a free space surrounding the body to accommodate axial deformation of the body. 3. Spulendorn gemäss Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Deformation des Körpers eine Aus­breitung seines Querschnittes erfordert.3. coil mandrel according to claim 1 or 2,
characterized,
that a deformation of the body requires a widening of its cross section. 4. Spulendorn gemäss einem der vorangehenden An­sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper aus einem kompakten elastomeri­schen Material gebildet ist.4. coil mandrel according to one of the preceding claims,
characterized,
that the body is made of a compact elastomeric material. 5. Spulendorn gemäss einem der vorangehenden An­sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper kegelstumpfförmig ist.5. coil mandrel according to one of the preceding claims,
characterized,
that the body is frustoconical. 6. Spulendorn gemäss einem der vorangehenden An­sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper mit mindestens einem, radiale Bewegungen begrenzenden Mittel fest verbunden ist.6. coil mandrel according to one of the preceding claims,
characterized,
that the body is firmly connected to at least one means limiting radial movements. 7. Spulendorn gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper mit einem inneren und einem äusseren Begrenzungsmittel fest verbunden ist.7. coil mandrel according to claim 6,
characterized,
that the body is firmly connected with an inner and an outer limiting means. 8. Spulendorn gemäss Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Mehrzahl solcher Elemente in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind und sich gegenseitig über ihre Begrenzungsmittel berühren, um axiale Kräfte zwischen den Elementen zu übertragen.8. coil mandrel according to claim 6 or 7,
characterized,
that a plurality of such elements are arranged one behind the other in the axial direction and touch one another via their limiting means in order to transmit axial forces between the elements. 9. Spulendorn gemäss Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass für jeden Satz Hülsenspannelemente ein Paar elastisch deformierbare Elemente vorge­sehen ist.9. coil mandrel according to claim 8,
characterized,
that a pair of elastically deformable elements is provided for each set of sleeve clamping elements. 10. Spulendorn gemäss einem der vorangehenden An­sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper (40; 50; 40A) und jedes mit ihm verbundene Element rotationssymmetrisch ist.10. coil mandrel according to one of the preceding claims,
characterized,
that the body (40; 50; 40A) and each element connected to it is rotationally symmetrical. 11. Spulendorn mit einem axial bewegbaren ersten Teil (16; 96A), einem in einem axialen Abstand vom ersten Teil stehenden zweiten Teil (28, 86A), einem elastisch deformierbaren Körper (40; 50; 40A) zwischen den Teilen, um letztere in der den Abstand vergrössernden Richtung vor­zuspannen, und mit Hülsenspannelementen (34), welche sich radial bei axialer Bewegung des ersten Teils verschieben,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper (40; 50; 40A) im Gebrauch einer Schubbelastung unterworfen ist, um die Vor­spannung zu erzeugen.11. Spool mandrel with an axially movable first part (16; 96A), a second part (28, 86A) axially spaced from the first part, an elastically deformable body (40; 50; 40A) between the parts, in order to the latter in the direction increasing the distance and with sleeve tensioning elements (34) which move radially when the first part moves axially,
characterized,
that the body (40; 50; 40A) is subjected to a shear load in use to generate the bias. 12. Spulendorn gemäss Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Körper einen Schubmodul von 30 bis 280 N/cm2 aufweist.12. coil mandrel according to claim 11,
characterized,
that the body has a shear modulus of 30 to 280 N / cm2. 13. Spulendorn gemäss Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schubmodul des Körpers im Bereich 50 bis 200 N/cm2 liegt.13. coil mandrel according to claim 1 or 2,
characterized,
that the shear modulus of the body is in the range of 50 to 200 N / cm2.
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