DE3500324C2 - Torque limiting device - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentbegrenzungsein­ richtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.The invention relates to torque limiting direction of the type explained in the preamble of claim 1.

Eine derartige Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist aus der DE-AS 22 00 035 bekannt. Die bekannte Drehmomentbegrenzungsein­ richtung weist nur eine einzige Schlingfeder auf, wobei eines der Enden dieser Schlingfeder mit dem Antrieb und das andere En­ de der Schlingfeder mit dem Abtrieb verbunden sind. Wird die be­ kannte Drehmomentbegrenzungseinrichtung in Betrieb gesetzt, so wickelt sich die Schlingfeder, abhängig vom am Abtrieb aufzu­ bringenden Drehmoment fortlaufend auf. Dabei wird die Geschwin­ digkeit des Motors fortlaufend herabgesetzt und die kinetische Energie vermindert, bis der Motor mit einer extrem geringen Ge­ schwindigkeit läuft und die Teile nur noch eine unbedeutend ge­ ringe kinetische Energie aufweisen. Der Motor "zerrt" dann, bis das aufzubringende Drehmoment dem Stillstands-Drehmoment des Mo­ tors entspricht, wobei dann der Motor stehenbleibt. Bei der be­ kannten Drehmomentbegrenzungseinrichtung muß somit jedesmal der Motor "abgewürgt" werden, um das aufzubringende Drehmoment be­ grenzen zu können. Such a torque limiting device is from the DE-AS 22 00 035 known. The well known torque limit direction has only a single wrap spring, one the ends of this wrap spring with the drive and the other en de the wrap spring are connected to the output. If the be Known torque limiting device put into operation, so the wrap spring is wound, depending on the opening at the output torque continuously. The speed is engine continuously decreased and the kinetic Energy is reduced until the engine with an extremely low Ge speed is running and the parts are only insignificant rings have kinetic energy. The engine then "pulls" until the torque to be applied to the standstill torque of the Mo tors corresponds, whereby the engine stops. At the be Known torque limiting device must therefore each time Engine "stalled" to be the torque to be applied to be able to limit.  

Die US-PS 3 450 214 beschreibt eine Drehmomentbegrenzungsein­ richtung, bei der wiederum nur eine einzige Schlingfeder zur Drehmomentübertragung verwendet wird, wobei eines ihrer Enden am Antrieb und das andere ihrer Enden am Abtrieb festgelegt ist. Beim Antrieb wird die Schlingfeder fest um zylindrische Bereiche des An- und Abtriebs gewickelt, so daß ein Drehmoment übertragen werden kann. Übersteigt dieses Drehmoment ein vor­ bestimmtes Drehmoment, so wird der Eingriff der Schlingfeder mit Hilfe einer Kupplung gelöst.U.S. Patent 3,450,214 describes a torque limiter direction, in which only a single wrap spring Torque transmission is used with one of its ends fixed to the drive and the other of its ends to the output is. When driving, the wrap spring is firmly around cylindrical Areas of the input and output coils, so that a torque can be transferred. If this torque exceeds one certain torque, so the engagement of the wrap spring solved with the help of a clutch.

Die DE-AS 21 23 364 beschreibt ein Werkzeug zum Festziehen von Befestigungselementen, bei dem eine Schlingfeder zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb eingeschaltet und mit einem ihrer Enden am Antrieb und mit dem anderen Ende am Abtrieb festgelegt ist. Die bekannte Vorrichtung hat jedoch keine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines vorgegebenen Maximal-Drehmomentes, sondern arbeitet mit einer Anzeigevorrichtung, die dem Benutzer das aufgebrachte Drehmoment anzeigt. Diese Anzeigeeinrichtung in Verbindung mit der "Dämpfung" der Drehmomentübertragung über die Schlingfeder soll zum sanften Eindrehen von Schrauben oder dgl. beitragen.DE-AS 21 23 364 describes a tool for tightening Fasteners in which a wrap spring between the Drive and the output switched on and with one of their ends is fixed on the drive and with the other end on the output. However, the known device has no adjustment device for setting a predetermined maximum torque, but works with a display device that the user applied torque indicates. This display device in Connection with the "damping" of the torque transmission via the wrap spring is intended for the gentle screwing in of screws or Like. Contribute.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bereitzustellen, bei der beim Erreichen eines vorab eingestellten Drehmomentes die gesamte oder ein Hauptteil der Antriebsenergie daran gehindert wird, die angetriebene Einrichtung zu erreichen.In contrast, the invention is based on the object To provide torque limiting device in which Reaching a pre-set torque the entire or a major part of the drive energy is prevented to reach the powered device.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1 solved.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, daß An- und Abtrieb beim Erreichen eines vorbestimmten Drehmomentes, bei dem die Reibungskraft zwischen der ersten Schlingfeder und dem zylindrischen Bereich aufgehoben wird, sanft und konti­ nuierlich voneinander getrennt werden. Der dadurch bedingte Drehzahlunterschied zwischen dem An- und dem Abtrieb betätigt die zweite Schlingfeder, die wiederum mit dem Fühlerelement in Eingriff bringbar ist, wodurch entweder eine Anzeige zum ma­ nuellen Abschalten des Motors betätigt wird oder der Motor selbsttätig abgeschaltet wird.With the configuration according to the invention it is achieved that and output when a predetermined torque is reached, in which the frictional force between the first wrap spring and the cylindrical area is lifted, gently and continuously be separated from each other. The resulting  Speed difference between the input and output actuated the second wrap spring, which in turn with the sensor element in Intervention can be brought, whereby either an indication to ma manual shutdown of the engine or the engine is switched off automatically.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the invention are the See subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is described below the drawings explained in more detail. Show it:  

Fig. 1 ein Schnitt durch eine einstell­ bare Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach der Erfindung, Fig. 1 is a section through an adjusting bare torque limiting device according to the invention,

Fig. 2A eine perspektivische Sprengdarstellung eines Teils der Elemente einer einstellbaren Dreh­ momentbegrenzungseinrichtung nach der Erfindung, und Fig. 2A is an exploded perspective view of a portion of the elements of an adjustable torque limiting device according to the invention, and

Fig. 2B eine perspektivische Sprengdarstellung der übrigen Elemente einer einstellbaren Dreh­ momentbegrenzungseinrichtung nach der Er­ findung. Fig. 2B is an exploded perspective view of the remaining elements of an adjustable torque limiting device according to the invention.

Es wird nun auf die Fig. 1, 2A und 2B Bezug ge­ nommen. Eine einstellbare Drehmomentbegrenzungsein­ richtung bzw. Drehmomentbegrenzungsanordnung nach der Erfindung ist dargestellt im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10. Die Einrichtung 10 umfaßt ein läng­ liches, zylindrisches Gehäuse 12, in dem sie allge­ mein enthalten ist. Das Gehäuse 12 weist einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 14 mit verringertem Durchmesser auf, welcher in ein komplementäres Gewinde in dem Gehäuse für eine Antriebskraft (diese ist nicht dargestellt), wie ein elektrischer oder pneumatischer Motor eingeschraubt werden kann. An dem dem Abschnitt 14 mit verringertem Durchmesser gegenüberliegenden Ende des Gehäuses befindet sich ein Bereich 16 mit einem Innengewinde, welcher ein mit einem komplementären Ge­ winde versehenes Gehäuse 18 aufnehmen kann, welches mit einer Endantriebseinrichtung (diese ist nicht dar­ gestellt) verbunden werden kann.It is now ge to Figs. 1, 2A and 2B, reference taken. An adjustable torque limiting device or torque limiting arrangement according to the invention is shown generally with reference number 10 . The device 10 comprises an elongated, cylindrical housing 12 in which it is generally included. The housing 12 has a threaded portion 14 of reduced diameter which mates with a complementary thread in the housing for a driving force (not shown) such as an electric or pneumatic motor. At the section 14 with a reduced diameter opposite end of the housing is a region 16 with an internal thread, which can receive a housing 18 provided with a complementary thread, which can be connected to a final drive device (this is not shown).

Eine erste Schlingfederanordnung 20 weist allgemein eine Eingangswelle 22 auf, welche von einem reibungs­ armen Lager, wie eine Kugellageranordnung 24, gehalten ist und vorzugsweise eine einstückig ausgebildete Ein­ gangsnabe 26 umfaßt, auf deren Umfang Keile 28 ange­ ordnet sind. Ein Kupplungsring 32 ist konzentrisch um die Eingangswelle 26 angeordnet und nimmt deren Teile 28 auf und erstreckt sich allgemein axial von der Ein­ gangswelle 22 fort und weist komplementäre Keile 34 auf, die an seiner Innenfläche angeordnet sind. Von dem Kupplungsring 32 wird ebenfalls eine Federauf­ nahmeeinstellnabe 36 aufgenommen und gehalten, die komplementäre Keile 38 aufweist, welche an den Keilen 34 innerhalb des Kupplungsringes 32 eingreifen. Die Einstellnabe 36 begrenzt eine mittig angeordnete, durchgehende Öffnung 40 und einen axial ausgerichteten Federaufnahmekanal 42, der sich von der Öffnung 40 nach außen erstreckt. Ein tangential angeordneter, ein Gewinde aufweisender Durchgang 44 ist allgemein zu dem Federaufnahmekanal 42 ausgerichtet und nimmt eine mit einem komplementären Gewinde versehene Ein­ stellschraube 46 auf. Zugang zu der Einstellgewinde­ schraube 46 wird durch eine Öffnung 48 in den Kupplungs­ ring 32 erhalten. Es wird darauf hingewiesen, daß, da die Keile 34 und 38 eine relative Drehung zwischen dem Kupplungsring 32 und der Einstellnabe 36 verhindern, der Durchgang 44 und die Einstellschraube 46 mit der Öffnung 48 während des Zusammenbaus dieser Bauteile ausgerichtet werden müssen, um Zugang zu der Einstell­ schraube 46 zu erhalten. Eine in geeigneter Weise ange­ ordnete Zugangsöffnung 50 geeigneter Größe ist in dem Gehäuse 12 ausgebildet und erleichtert den Zugang zu der Einstellschraube 46, wenn der Kupplungsring 32 ge­ eignet gedreht und die Öffnung 48 zu der Zugangsöffnung 50 ausgerichtet ist. Die Zugangsöffnung 50 kann mit einer Schiebeplatte oder Schiebepfropfen (beide sind nicht dargestellt) geschlossen oder abgedichtet wer­ den, um in erster Linie Fremdkörper am Eintreten in das Gehäuse 12 zu hindern und auch den Zugang zu der Einstellschraube 46 zu kontrollieren. Unmittelbarer oder begrenzter Zugang zu der Einstellschraube 46 kann durch die Auswahl eines Verschlusses getroffen werden, welcher mit einem herkömmlichen Werkzeug, wie ein Schrau­ benzieher, oder nur durch ein besonders geformtes oder einziges Werkzeug entfernt werden kann, wodurch die Wahr­ scheinlichkeit einer unberechtigten Einstellung verringert wird. Ein reibungsarmes Lager, wie eine Kugellageran­ ordnung 52 hält drehbar die Einstellnabe 36. Eine Feder­ sicherung 54 hält die Lager der Kugellageranordnung 52 auf einer Abtriebswelle 56. Schließlich erstreckt sich eine zylindrische Federhaltebuchse 58, an deren einem Ende Keile 60 angeordnet sind, die mit den Keilen 34 des Kupplungsringes 32 in Eingriff sind, allgemein konzentrisch um die Abtriebswelle 56 in einer von der Antriebswelle 22 fortweisenden Richtung und ist an ihrem anderen Ende durch ein reibungsarmes Lager, wie die Kugellageranordnung 62 gehalten. Die Kugel­ lageranordnung 62 und eine gewellte Beilagscheibe 64 sind von einem Bereich 66 der zylindrischen Federhalte­ buchse 58 aufgenommen, der von komplementärer Größe ist und einen größeren Durchmesser aufweist. Ein Feder­ haltekanal 68 erstreckt sich axial längs der Innenseite der Federhaltebuchse 58 allgemein dem Bereich 66 benach­ bart. Die Federhaltebuchse 58 weist auch einen Bereich 70 mit verringertem Durchmesser auf, welcher von anderen Teilen der Einrichtung 10 aufgenommen wird. Ein anderes reibungsarmes Lager, wie eine Kugellager­ anordnung 72 ist um die Abtriebswelle 56 und von der Kugellageranordnung 52 durch ein ringförmiges Abstands­ element 74 beabstandet auf der Abtriebswelle 56 ange­ ordnet. Die Kugellageranordnung 72 zentriert radial eine sich axial erstreckende, zylindrische Kupplungs­ buchse 76 und hält diese. Die Kupplungsbuchse 76 ist konzentrisch um die Abtriebswelle 56 angeordnet und an ihren gegenüberliegenden Enden durch ein reibungs­ armes Lager, wie eine Rollenlageranordnung 78 gehalten. Ein Paar Überholkupplungsanordnungen 80 ist zwischen der Kugellageranordnung 72 und der Rollenlageranordnung 78 angeordnet und konzentrisch um die Abtriebswelle 56 und innerhalb der Kupplungsbuchse 76 positioniert. Die Kupplungsanordnungen 80 sind von herkömmlicher Bauart und kuppeln die Kupplungsbuchse 76 an die Ab­ triebswelle 56 bei einer relativen Drehung in einer Richtung und geben bei einer Drehung in der entgegen­ gesetzten Richtung diese Bauteile frei oder kuppeln sie aus. Schließlich weist die erste Schlingfederan­ ordnung 20 eine erste Schlingfeder 84 auf, die allgemein konzentrisch um die Kupplungsbuchse 76 positioniert ist. Die Schlingfeder 84 besteht aus einer Vielzahl von Windungen, wobei ein größerer Anteil der Windungen 86A, der ungefähr 8 bis 10 Windungen umfaßt, einen Innendurchmesser aufweist, welcher einen Paßsitz um die Kupplungsbuchse 76 herum schafft, und wobei ein kleinerer Anteil der Windungen 86B, der aus einer geringeren Anzahl von Windungen besteht, einen Innendurchmesser aufweist, der genau so groß wie oder etwas größer als der Außendurchmesser der Kupplungs­ buchse 76 ist. Der Abstand zwischen dem kleineren Anteil Windungen 86B und der Kupplungsbuchse 76 in Fig. 1 ist zur Erläuterung etwas übertrieben darge­ stellt und die Schlingfeder 84 ist in Fig. 2A in ihrem entspannten Zustand gezeigt. An beiden Enden der Schlingfeder 84 ist diese mit sich axial erstreckendem Ansatz ausgebildet. Ein erster Ansatz 88A wird von dem sich axial erstreckenden Federaufnahmekanal 68, der in der Federhaltebuchse 58 ausgebildet ist, und ein zweiter Ansatz 88B wird von dem Federaufnahmekanal 42 der Einstellnabe 36 aufgenommen.A first wrap spring assembly 20 generally has an input shaft 22 which is held by a low-friction bearing, such as a ball bearing assembly 24 , and preferably comprises an integrally formed input hub 26 , on the circumference of which wedges 28 are arranged. A clutch ring 32 is concentrically disposed about the input shaft 26 and receives its parts 28 and extends generally axially from the input shaft 22 and has complementary splines 34 which are arranged on its inner surface. From the coupling ring 32 also a Federauf acquisition hub 36 is received and held, which has complementary wedges 38 which engage the wedges 34 within the coupling ring 32 . The adjustment hub 36 delimits a centrally arranged, through opening 40 and an axially aligned spring receiving channel 42 , which extends outward from the opening 40 . A tangentially arranged, a threaded passage 44 is generally aligned with the spring receiving channel 42 and receives a set screw 46 provided with a complementary thread. Access to the adjustment thread screw 46 is obtained through an opening 48 in the coupling ring 32 . It is noted that since the splines 34 and 38 prevent relative rotation between the coupling ring 32 and the adjustment hub 36 , the passageway 44 and the adjustment screw 46 must be aligned with the opening 48 during assembly of these components to access the Obtain adjusting screw 46 . A suitably arranged access opening 50 of suitable size is formed in the housing 12 and facilitates access to the adjusting screw 46 when the coupling ring 32 is rotated suitably and the opening 48 is aligned with the access opening 50 . The access opening 50 can be closed or sealed with a sliding plate or sliding plug (both are not shown) to prevent foreign bodies from entering the housing 12 and also to control the access to the adjusting screw 46 . Immediate or limited access to the adjustment screw 46 can be made by selecting a lock that can be removed with a conventional tool, such as a screwdriver, or only with a specially shaped or single tool, thereby reducing the likelihood of unauthorized adjustment . A low-friction bearing, such as a Kugellageran arrangement 52 rotatably holds the adjusting hub 36 . A spring fuse 54 holds the bearings of the ball bearing assembly 52 on an output shaft 56th Finally, a cylindrical spring support sleeve 58 extends, are arranged at one end of the wedges 60, which are of the clutch ring 32 in engagement with the wedges 34 generally concentrically about the output shaft 56 in a facing away from the drive shaft 22 direction, and is through at its other end a low friction bearing, such as the ball bearing assembly 62 held. The ball bearing assembly 62 and a corrugated washer 64 are received from an area 66 of the cylindrical spring retainer 58 , which is of complementary size and has a larger diameter. A spring holding channel 68 extends axially along the inside of the spring holding bush 58 generally the area 66 neighbors. The spring retainer 58 also has an area 70 of reduced diameter that is received by other parts of the device 10 . Another low-friction bearing, such as a ball bearing assembly 72 is spaced around the output shaft 56 and from the ball bearing assembly 52 by an annular spacer 74 on the output shaft 56 is arranged. The ball bearing assembly 72 radially centers an axially extending, cylindrical coupling bush 76 and holds it. The coupling sleeve 76 is arranged concentrically around the output shaft 56 and held at its opposite ends by a low-friction bearing, such as a roller bearing assembly 78 . A pair of overrunning clutch assemblies 80 are disposed between the ball bearing assembly 72 and the roller bearing assembly 78 and are positioned concentrically around the output shaft 56 and within the clutch sleeve 76 . The coupling assemblies 80 are of conventional design and couple the coupling sleeve 76 to the drive shaft 56 from a relative rotation in one direction and release these components when they rotate in the opposite direction or couple them out. Finally, the first wrap spring assembly 20 has a first wrap spring 84 that is positioned generally concentrically about the coupling sleeve 76 . The wrap 84 consists of a plurality of turns, wherein a major portion of the turns 86 A, which comprises about 8 to 10 turns, has an inner diameter which is a snug fit around the coupling sleeve 76 around manages, and wherein a minor portion of the turns 86 B , which consists of a smaller number of turns, has an inner diameter that is exactly as large as or slightly larger than the outer diameter of the coupling sleeve 76 . The distance between the smaller portion of turns 86 B and the coupling sleeve 76 in Fig. 1 is somewhat exaggerated Darge for explanation and the wrap spring 84 is shown in Fig. 2A in its relaxed state. At both ends of the wrap spring 84 , this is formed with an axially extending extension. A first extension 88 A is received by the axially extending spring receiving channel 68 , which is formed in the spring holding bush 58 , and a second extension 88 B is received by the spring receiving channel 42 of the adjusting hub 36 .

Eine zweite Schlingfederanordnung 100 umfaßt allgemein eine Abtriebsnabe 102, die konzentrisch um die Abtriebs­ welle 56 angeordnet ist. Die Abtriebsnabe 102 umfaßt eine Keilnut 104, welche einen Keil 106 aufnimmt. Der Keil 106 erstreckt sich durch einen in der Seitenwand der Abtriebswelle 56 ausgebildeten, radial ausgerichteten Schlitz 108 komplementärer Größe hindurch und in eine kurze Welle 110, wodurch diese drei Bauteile aneinander befestigt werden. Die kurze Welle 110 kann Keile oder Zahnradzähne 112 aufweisen, welche an die Kraft auf­ nehmenden Bauteile angepaßt sind, die in dem Gehäuse 18 angeordnet sind. Die Nabe 102 weist auch eine zylinderförmige Federaufnahmeoberfläche 114 auf, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Federhalte­ buchse 58 ist. In einem unmittelbar der Abtriebsnabe 102 benachbarten Bereich ist die Abtriebswelle 56 dreh­ bar von einem reibungsarmen Lager gehalten wie einer Kugellageranordnung 116. Die Kugellageranordnung 116 ist wiederum fest und konzentrisch in dem Gehäuse 12 innerhalb eines abgestuften, kreisförmigen Abstand­ elementes 120 gehalten. Das kreisförmige Abstands­ element 120 weist einen sich radial von seinem Umfang nach innen erstreckenden Durchgangskanal 112 auf. Tangential in einer der Seitenwände des Kanals 122 ist eine Sacköffnung 124, die eine Druckfeder 126 auf­ nimmt. Eine zylindrische Steuerbuchse 130 ist kon­ zentrisch innerhalb des Gehäuses 12 und allgemein deren Innenwand benachbart angeordnet. Die Steuer­ buchse 130 umfaßt eine in Längsrichtung ausgerichtete Zunge 132, die sich in den Kanal 122 des Befestigungs­ teils 120 erstreckt und die an dem Ende der sich von der Sacköffnung 124 erstreckenden Druckfeder 126 ein­ greift. An dem gegenüberliegenden Ende der zylindrischen Steuerbuchse 130 befindet sich eine schrägverlaufende Oberfläche oder Rampe 134, die sich über einen kleinen Umfangswinkel, typischerweise weniger als ungefähr 10°, erstreckt, und schräg eine erste Oberfläche und eine zweite, axial getrennte Oberfläche miteinander verbindet. A second wrap spring assembly 100 generally includes an output hub 102 which is arranged concentrically around the output shaft 56 . The output hub 102 includes a keyway 104 which receives a key 106 . Wedge 106 extends through a radially oriented slot 108 of complementary size formed in the side wall of output shaft 56 and into a short shaft 110 , thereby securing these three components together. The short shaft 110 may have splines or gear teeth 112 that are adapted to the force on receiving components that are arranged in the housing 18 . The hub 102 also has a cylindrical spring receiving surface 114 , the diameter of which is equal to the outer diameter of the spring holding bush 58 . In a region directly adjacent to the output hub 102 , the output shaft 56 is held in a rotatable manner by a low-friction bearing such as a ball bearing arrangement 116 . The ball bearing assembly 116 is in turn fixed and concentric in the housing 12 within a graduated, circular spacing element 120 . The circular spacer element 120 has a through channel 112 which extends radially inward from its circumference. Tangential in one of the side walls of the channel 122 is a blind opening 124 , which receives a compression spring 126 . A cylindrical control sleeve 130 is arranged con centrically within the housing 12 and generally the inner wall adjacent. The control bushing 130 comprises a longitudinally aligned tongue 132 which extends into the channel 122 of the fastening part 120 and which engages at the end of the compression spring 126 extending from the blind opening 124 . At the opposite end of the cylindrical control bushing 130 is an inclined surface or ramp 134 that extends over a small circumferential angle, typically less than about 10 °, and obliquely connects a first surface and a second, axially separated surface.

Ein sich axial erstreckender Steuerstab 138 stößt an die Rampe 134 und wird bei Drehung der Rampe 134 und der zylindrischen Steuer­ buchse 130 axial verschoben. Der Steuerstab 138 wird von einer in geeigneter Weise angeordneten und in dem Gehäuse 12 ausgebildeten Öffnung 142 aufgenommen und erstreckt sich axial durch diese. Der Steuerstab 138 kann mit irgendeiner geeigneten mechanischen, elek­ trischen oder pneumatischen Steuerung verbunden werden. Die Steue­ rung wird betätigt, wenn die einstellbare Drehmomentbegrenzungs­ einrichtung 10 den vorbestimmten Drehmomentübertragungswert erreicht hat. Schließlich umfaßt die zweite Schlingfederanordnung 100 eine zweite Schlingfeder 144. Die zweite Schlingfeder 144 weist erste und dritte Endabschnitte von Windungen 146A bzw. 146C auf, die jeweils ungefähr ein Drittel der axialen Länge ausmachen und in ihrem entspannten Zustand einen kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Federhaltebuchse 58 und der Oberfläche 114 auf der Abtriebsnabe 102 aufweisen. Die zweite Schlingfeder 144 weist auch einen zweiten, mittleren Abschnitt von Windungen 146 B auf, welcher das übrige Drittel ihrer axialen Länge ausmacht und im entspannten Zustand einen Innendurchmesser aufweist, der gleich dem oder etwas kleiner als der Außendurchmesser der Federhalte­ buchse 58 ist. Die zweite Wickelfeder ist in Fig. 2B in ihrem entspannten Zustand dargestellt.An axially extending control rod 138 abuts the ramp 134 and is axially displaced when the ramp 134 and the cylindrical control sleeve 130 are rotated. The control rod 138 is received by an appropriately arranged and formed in the housing 12 opening 142 and extends axially therethrough. Control rod 138 may be connected to any suitable mechanical, electrical, or pneumatic control. The control is actuated when the adjustable torque limiting device 10 has reached the predetermined torque transmission value. Finally, the second wrap spring assembly 100 includes a second wrap spring 144 . The second wrap spring 144 has first and third end sections of windings 146 A and 146 C, each of which is approximately one third of the axial length and, in its relaxed state, has a smaller inner diameter than the outer diameter of the spring holding bush 58 and the surface 114 on the output hub 102 exhibit. The second wrap spring 144 also has a second, central portion of windings 146 B, which makes up the remaining third of its axial length and, in the relaxed state, has an inner diameter which is equal to or slightly smaller than the outer diameter of the spring holding bush 58 . The second clock spring is shown in its relaxed state in FIG. 2B.

Es wird nun auf die gesamten Figuren und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen und die Arbeitsweise der einstellbaren Drehmoment­ begrenzungseinrichtung 10 beschrieben. Wenn nicht anders ange­ geben, bezieht sich die folgende Beschreibung auf eine Einrichtung 10, bei der der Antrieb zu der Antriebswelle 22 im Uhrzeigersinn erfolgt, wenn die Einrichtung 10 von dem Ende der Antriebswelle 22 betrachtet wird, d. h. von der linken Seite bei der Darstellung gem. Fig. 1.Reference is now made to the entire figures and in particular to FIG. 1 and the mode of operation of the adjustable torque limiting device 10 is described. Unless otherwise stated, the following description refers to a device 10 in which the drive to the drive shaft 22 is clockwise when the device 10 is viewed from the end of the drive shaft 22 , ie from the left side according to the illustration . Fig. 1.

Diejenigen, die mit der Arbeitsweise von Schlingfederkupplungen vertraut sind, erkennen ohne weiteres, daß das maximale, von einer Schlingfeder auf eine angetriebene Nabe, um die herum sie angeordnet ist, übertragene Drehmoment, wenn das Drehmoment an der Feder mit einer solchen Richtung angreift, daß die Feder von der Nabe ab­ gewickelt oder außer Eingriff gebracht wird, neben anderen Variab­ len eine Funktion der Bewegkraft (Moment) der Feder und der Anzahl von an der Nabe eingreifenden Windungen ist. Die Bewegkraft bei einer Schlingfeder ist das Ergebnis einer anfänglichen, gegenseitigen Beeinflussung zwischen der Feder und der Nabe und normalerweise ein endlicher Wert, der hauptsächlich von der radialen, gegenseitigen Beeinflussung zwischen dem inneren Durchmesser in der Ruhelage der Feder und dem Außendurchmesser der Nabe, der Geometrie der Feder und den Eigenschaften des Federmaterials abhängt.Those who work with wrap spring clutches are familiar, readily recognize that the maximum of one Wrap spring on a driven hub around which it is arranged  is transmitted torque when using the torque on the spring engages in such a direction that the spring from the hub wrapped or disengaged, among other variables len a function of the moving force (moment) of the spring and the number of turns engaging the hub. The moving power at one Wrap spring is the result of an initial mutual Influence between the spring and the hub and normally one finite value, mainly from the radial, mutual Influencing between the inner diameter at rest Spring and the outer diameter of the hub, the geometry of the spring and depends on the properties of the spring material.

Es wird sich nun insbesondere der einstellbaren Schlingfeder­ anordnung 10 und insbesondere der ersten Schlingfeder 20 zugewandt, wobei darauf hingewiesen wird, daß die erste Schlingfeder 84 einen linkshändigen Sinn aufweist, wenn sich die Antriebswelle 22 im Uhrzeigersinn dreht, wie es vorhergehend angegeben worden ist. Die erste Schlingfeder 84 weist ungefähr 9 Windungen aus rechteckigem Draht auf, der den größeren Anteil der Windungen 86 A bildet, die einen Innendurchmesser vorgewählter Größe haben, um eine spezifi­ sche, radiale Wechselwirkung mit der Kupplungsbuchse 76 zu schaffen. In Übereinstimmung mit solcher Wechselwirkung wird eine vorgewählte Bewegkraft in der ersten Schlingfeder 84 hervorgerufen. Die erste Schlingfeder 84 weist mehrere, einen kleineren Abschnitt von Windungen 86B bildende Windungen nahe der Einstellnabe 36 auf, die, wie es vorhergehend angegeben worden ist, anfangs einen Innendurchmesser aufweisen, der gleich dem oder etwas größer als derjenige der Buchse 76 ist und somit mit der Buchse 76 nicht wechselwirkt und ferner anfangs keine Bewegkraft an dieser hervor­ ruft. Das dem kleineren Abschnitt von Windungen 86B benachbarte Ende der ersten Schlingfeder 84 wird einstellbar in der Einstell­ nabe 36 aufgenommen. Das gegenüberliegende Ende der Schlingfeder 84, insbesondere der Ansatz 88A, wird innerhalb des Federauf­ nahmeschlitzes 68 der Federhaltebuchse 58 aufgenommen. Man sieht somit, daß diese Anordnung wirkungsvoll die Einstellung der Vor­ lastkraft an der ersten Schlingfeder 84 durch Neueinstellung des Ansatzes 88B durch Bewegung der Einstellgewindeschraube 46 ermög­ licht. Man sieht, daß die richtige Größe des Federaufnahmekanals 42 und eine geeignete Wahl der Torsionsfedergröße der Windungen des kleineren Abschnittes der Windungen 86B der ersten Schling­ feder 84 die Einstellung des Ansatzes 88B der ersten Schlingfeder 84 über einen Winkel erlauben, der groß genug ist, in den Windungen des kleineren Abschnittes 86B eine Bewegkraft hervorzurufen, die gleich der oder größer als die Bewegkraft ist, die in den Windungen des größeren Abschnittes 86A aufgrund ihrer Wechselwirkung mit der Buchse 76 ist. Diese Bedingung stellt eine praktische Vorlast­ grenze dar, da, wenn dieses der Fall wäre, die Windungen des größe­ ren Windungsabschnittes 86A von der Buchse 76 abheben und kein Drehmoment durch die erste Schlingfeder 84 auf die Buchse 76 über­ tragen werden könnte. Man sieht somit, daß die durch die Windun­ gen des größeren Abschnittes 86A der ersten Schlingfeder 84 auf­ grund ihrer Wechselwirkung mit der Buchse 76 hervorgerufene Beweg­ kraft als eine feste Größe bleibt. Die Wirkung auf diese Beweg­ kraft wird in unterschiedlichem Maße von der Buchse 76 und der durch die Einstellschraube 46 an den Windungen des kleineren Abschnittes 86B eingestellten Bewegkraft geteilt. Somit wird der Anteil der von der Buchse 76 getragenen Bewegkraft, die sich in Abhängigkeit von der Einstellung von Gesamt bis Null ändert, die Bewegkraft in den Windungen des kleineren Abschnitts 86A und bestimmt somit den Rutschpunkt der ersten Schlingfeder 84.It will now turn in particular to the adjustable wrap spring arrangement 10 and in particular the first wrap spring 20 , it being pointed out that the first wrap spring 84 has a left-handed sense when the drive shaft 22 rotates clockwise, as previously stated. The first wrap spring 84 has approximately 9 turns of rectangular wire, which forms the greater portion of turns 86 A, which have an inner diameter of a selected size to create a specific radial interaction with the coupling sleeve 76 . In accordance with such interaction, a preselected moving force is generated in the first wrap spring 84 . The first wrap spring 84 has a plurality of a smaller portion of turns 86 B forming turns near the Einstellnabe 36 which, as previously indicated initially, have an inner diameter that the or something is equal to greater than that of the bush 76 and thus does not interact with the socket 76 and furthermore does not initially cause any movement force on it. The end of the first wrap spring 84 adjacent to the smaller section of turns 86 B is adjustably accommodated in the adjustment hub 36 . The opposite end of the wrap spring 84 , in particular the extension 88 A, is received within the spring receiving slot 68 of the spring holding bush 58 . It can thus be seen that this arrangement effectively enables the setting of the load force on the first wrap spring 84 by readjusting the attachment 88 B by moving the adjusting screw 46 . It is seen that the correct size of the spring receiving channel 42 and a suitable choice of 86 B of the first deglutition spring 84, the adjustment of the neck allow the Torsionsfedergröße of turns of the smaller portion of the turns 88 B of the first wrap spring 84 through an angle which is large enough to cause a movement force in the turns of the smaller section 86 B which is equal to or greater than the movement force which is due to their interaction with the bush 76 in the turns of the larger section 86 A. This condition represents a practical preload limit, since if this were the case, the windings of the larger winding section 86 A would lift off from the bushing 76 and no torque could be transmitted through the first wrap spring 84 to the bushing 76 . It can thus be seen that the movements caused by the windings of the larger section 86 A of the first wrap spring 84 due to their interaction with the bushing 76 remain as a fixed force. The effect on this moving force is divided to different degrees by the socket 76 and the movement force set by the adjusting screw 46 on the windings of the smaller section 86 B. Thus, the proportion of the moving force carried by the bush 76 , which changes depending on the setting from total to zero, becomes the moving force in the turns of the smaller section 86 A and thus determines the slipping point of the first wrap spring 84 .

Der Kraftflußweg durch die erste Schlingfederanordnung 20 verläuft allgemein von der Antriebswelle 22 und der Eingangsnabe 26 über den Kupplungsring 32 und zu der Federhaltebuchse 58, dem Ansatz 88 A der ersten Schlingfeder 84 und mittels der Überholkupplungen zu der Buchse 76, die die Drehbewegung zu der Abtriebswelle 56 über­ tragen, wenn ihre äußeren Gehäuse in Uhrzeigersinnrichtung gedreht werden, jedoch frei auf der Abtriebswelle 56 laufen, wenn sie in gleicher Weise im Gegenuhrzeigersinn und durch die Abtriebs­ welle 56 angetrieben werden. Man sieht somit ohne weiteres, daß in Abhängigkeit von der Einstellung der Einstellschraube 46 und somit der Bewegkraft in den Windungen des größeren Abschnittes 86A der ersten Schlingfeder 34 Drehmoment über die erste Schlingfeder­ anordnung 20 bis zu der durch die vorgewählte Bewegkraft fest­ gelegten Grenze übertragen wird.The power flow path through the first wrap spring assembly 20 generally extends from the drive shaft 22 and the input hub 26 via the coupling ring 32 and to the spring retainer 58 , the extension 88 A of the first wrap spring 84 and by means of the overrunning clutches to the bushing 76 which provides the rotational movement to the output shaft 56 carry over when their outer housings are rotated clockwise, but run freely on the output shaft 56 when they are driven in the same way in the counterclockwise direction and by the output shaft 56 . It can thus easily be seen that, depending on the setting of the adjusting screw 46 and thus the moving force in the windings of the larger section 86 A of the first wrap spring 34, torque is transmitted via the first wrap spring arrangement 20 up to the limit determined by the preselected moving force .

Wenn die erste Schlingfederanordnung 20 ihre Drehmomentgrenze er­ reicht hat und diese überschreitet, sind Durchrutschen und eine Un­ ausgeglichenheit der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Eingangs­ teil und dem Ausgangsteil, d. h. der Antriebswelle 22 und der Ab­ triebswelle 56 die Hauptanzeichen des Erreichens einer solchen Drehmomentgrenze. Jedoch ist es äußerst wünschenswert, eine me­ chanische oder mechanisch angetriebene Anzeige vorzusehen, daß eine solche Drehmomentgrenze erreicht worden ist. Dies ist des­ halb wünschenswert, da ein schnelles Abschalten der Kraftquellen die Notwendigkeit aufhebt, daß die Drehmomentübertragungsteile der Einrichtung 10 für einen längeren oder fortlaufenden Überholungs­ betrieb konstruiert sind. Die zweite Schlingfederanordnung 110 liefert eine mechanische Anzeige dafür, daß der erste Drehmoment­ grenzzustand der ersten Schlingfederanordnung 20 erreicht worden ist. Diese Anzeige kann mittels einer Vielzahl von Einrichtungen verwendet werden, mechanisch eine Luftversorgung zu einem pneu­ matischen Motor beenden, mechanisch einen elektrischen Schalter zu betätigen, der die Energie zu einem Motor unterbricht oder irgend­ eine verbundene Steuervorrichtung betätigt, wie es ohne weiteres zu verstehen ist. Die zweite Schlingfeder 144 hat einen rechts­ händigen Sinn. Die ersten und zweiten Windungsabschnitte 146A bzw. 146B der zweiten Schlingfeder 144 greifen an der Außenfläche der Federhaltebuchse 58 an, wohingegen der dritte Windungsab­ schnitt 146C am rechten Ende an der Oberfläche 114 der Ausgangs­ nabe 102 eingreift. Der erste und der dritte Windungsabschnitt 146 A und 146C weisen in etwa den gleichen Durchmesser auf und wechsel­ wirken mit den Oberflächen, auf denen sie liegen, um eine vorher­ sehbare, feste Bewegungskraft in der zweiten Schlingfeder 144 hervorzurufen. Der mittlere oder zweite Windungsabschnitt 146B hat eine etwas geringere Größe als die benachbarte, berührte Ober­ fläche der Federhaltebuchse 58. Wenn sich die erste Schlingfeder­ anordnung 20 im Überholzustand befindet, liegt ein Unterschied der Drehgeschwindigkeiten der Federhaltebuchse 58 und der Ausgangs­ nabe 102 vor, wodurch ein Abheben des mittleren oder zweiten Win­ dungsabschnittes 146B von der Außenfläche der Federhaltebuchse 58 bewirkt wird. Das Abheben tritt auf, wenn das Drehmoment die geringe Bewegkraft wegen der sehr kleinen Anfangswechselwirkung des mittleren oder zweiten Windungsabschnittes 146B mit der Buchse 58 überschreitet. Wenn das Drehmoment weiterhin zunimmt, dehnt sich der zweite oder mittlere Windungsabschnitt 146B in vorhersehbarer Weise, die zu dem Drehmoment in linearer Beziehung steht, aus. Bei einem vorhersehbaren Drehmoment dehnt sich der zweite oder mittlere Windungsabschnitt 146B der Feder 144 aus und greift an der Innenfläche der zylindrischen Steuerbuchse 130 an. Die zylindrische Steuerbuchse 130 ist lose innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet und der Reibungseingriff dreht die Steuerbuchse 130, drückt die Feder 126 zusammen und bewegt den Steuerstab 138 ent­ lang der Rampe 134. Diese Tätigkeit verschiebt den Steuerstab 138 axial und liefert eine Anzeige dafür, daß die Drehmomentgrenze der Einrichtung 10 erreicht worden ist. Es ist selbstverständlich, daß verschiedene Fühl- und Anzeigemittel verwendet werden können, die Drehung der zylindrischen Steuerbuchse 130 zu erfassen und daß die Rampe 134 und der zugeordnete Steuerstab 138 nur ein Mittel darstellen.If the first wrap spring assembly 20 it has reached its torque limit and exceeds it, slipping and an unbalance of the rotational speed between the input part and the output part, ie the drive shaft 22 and the drive shaft 56 from the main signs of reaching such a torque limit. However, it is highly desirable to provide a mechanical or mechanically driven indication that such a torque limit has been reached. This is semi-desirable because a quick shutdown of the power sources eliminates the need for the torque transmission parts of the device 10 to be designed for a longer or ongoing overhaul operation. The second wrap spring arrangement 110 provides a mechanical indication that the first torque limit state of the first wrap spring arrangement 20 has been reached. This display can be used by a variety of means to mechanically terminate air supply to a pneumatic motor, mechanically actuate an electrical switch that cuts power to an engine, or actuate any associated control device, as will be readily understood. The second wrap spring 144 has a right-handed meaning. The first and second winding sections 146 A and 146 B of the second wrap spring 144 engage on the outer surface of the spring holding bush 58 , whereas the third winding section 146 C engages at the right end on the surface 114 of the output hub 102 . The first and the third winding sections 146 A and 146 C have approximately the same diameter and interact with the surfaces on which they lie in order to produce a predictable, fixed movement force in the second wrap spring 144 . The middle or second winding section 146 B has a somewhat smaller size than the adjacent, touched upper surface of the spring holding bush 58 . When the first wrap spring assembly 20 is in the overhaul state, there is a difference in the rotational speeds of the spring holding bush 58 and the output hub 102 , whereby a lifting of the middle or second win tion section 146 B from the outer surface of the spring holding bush 58 is effected. The lift-off occurs when the torque exceeds the small motive force due to the very small initial interaction of the middle or second winding section 146 B with the bushing 58 . As the torque continues to increase, the second or middle turn portion 146B is predictably expanding, which is linearly related to the torque. At a predictable torque, the second or middle turn portion 146 B of the spring 144 expands and engages the inner surface of the cylindrical control sleeve 130 . The cylindrical control sleeve 130 is loosely disposed within the housing 12 and the frictional engagement rotates the control sleeve 130 , compresses the spring 126 and moves the control rod 138 along the ramp 134 . This action moves the control rod 138 axially and provides an indication that the torque limit of device 10 has been reached. It is understood that various sensing and display means can be used to sense the rotation of the cylindrical control sleeve 130 and that the ramp 134 and associated control rod 138 are only one means.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Betäti­ gungspunkt der Steuerbuchse 130 und somit des Grenzdrehmomentes der zwei Kupplungsanordnungen 20 und 100, die zusammenwirken, additiv ist. Das maximale, auf die Abtriebswelle 56 durch die zweite Schlingfederanordnung 100 übertragene Drehmoment ist gleich dem Drehmoment, welches erforderlich ist, daß der mittlere Windungsabschnitt 146B an der zylindrischen Steuerbuchse 130 eingreift. From the foregoing description it follows that the actuation point of the control bush 130 and thus the limit torque of the two clutch assemblies 20 and 100 , which cooperate, is additive. The maximum torque transmitted to the output shaft 56 by the second wrap spring arrangement 100 is equal to the torque which is required for the central winding section 146 B to engage the cylindrical control bushing 130 .

Wenn die vorhergehende Betätigung erfolgte und die Antriebs­ kraft zu der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 über die Antriebswelle 22 beendet worden ist, muß die Einrichtung 10 zurückgestellt werden. Zur Rückstellung muß sich die Ausgangs­ nabe 102 im Uhrzeigersinn relativ zu der Federhaltebuchse 58 vorwärtsbewegen, um den mittleren Windungsabschnitt 146B der zweiten Schlingfeder 144 zurückzuwickeln, und der Feder 126 er­ möglichen, die Steuerbuchse 130 in ihre Anfangs- oder Ausgangs­ stellung zu drehen. Wenn Last- oder Eingangsdrehmoment entfernt ist, kann das in der Feder 144 gespeicherte Drehmoment entweder die Ausgangsnabe 102 vorwärtsbewegen oder die zylindrische Feder­ haltebuchse 58 und die verbundenen Eingangsteile zurückbewegen. Um dieses auszuführen, müßte das Drehmoment in der zweiten Schlingfeder 144 fähig sein, die erste Schlingfederanordnung 20 durchzurutschen. Dadurch, daß Überholkupplungen 80 vorgesehen sind, kann sich die Ausgangsnabe 102 jedoch im Uhrzeigersinn relativ zu den anderen Bauteilen vorwärts bewegen.If the previous operation was carried out and the drive force to the adjustable torque limiting device 10 via the drive shaft 22 has been terminated, the device 10 must be reset. To reset the output hub 102 must move clockwise relative to the spring retainer 58 to rewind the central turn portion 146 B of the second wrap spring 144 , and the spring 126 he possible to rotate the control sleeve 130 in its initial or initial position. When load or input torque is removed, the torque stored in spring 144 can either advance output hub 102 or retract cylindrical spring retainer 58 and the connected input members. To do this, the torque in the second wrap spring 144 should be able to slip through the first wrap spring assembly 20 . However, by providing overrunning clutches 80 , the output hub 102 can move clockwise relative to the other components.

Es werden verschiedene Eigenschaften und Vorteile und zusätzliche Überlegungen bei der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrich­ tung 10 angegeben. Zunächst, die genaue Größe oder der genaue Maß­ stab und somit die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Einrichtung 10 ist breit. Deshalb wird darauf hingewiesen und es wird hervor­ gehoben, daß, obgleich die vorhergehende Beschreibung die Ver­ wendung der Einrichtung 10 zusammen mit Kraftwerkzeugen nahe­ legen mag, die allgemeine Auslegung und Konstruktion, die hier geoffenbart sind, einen kleineren Maßstab aufweisen können, um Drehmomente im Bereich von Bruchteilen eines Nm zu übertragen oder an diese anzupassen, oder im größeren Maßstab ausgebildet sein kann, um Drehmomente von vielen Nm zu übertragen und an diese anzupassen.Various properties and advantages and additional considerations are given for the adjustable torque limiting device 10 . First, the exact size or scale, and thus the torque transmission capability of the device 10 is wide. Therefore, it is pointed out and emphasized that, although the foregoing description may suggest the use of the device 10 together with power tools, the general design and construction disclosed herein may be of a smaller scale to torque in the area to transmit fractions of a Nm or adapt to them, or can be designed on a larger scale to transmit torques of many Nm and adapt to them.

Wenn die Einrichtung 10, die die Federn 84 und 144 und Kupplungen 80 aufweist, wie es beschrieben wurde, im umgekehrten Sinn an­ getrieben wird, d. h. im Gegenuhrzeigersinn wenn man auf das Ende der Antriebswelle 22 blickt, verriegelt sich die zweite Schling­ federanordnung 100, da der Antrieb dazu neigt, die zweite Schling­ feder 144 anzuziehen. Deshalb wird die erste Schlingfederan­ ordnung 20 vollständig umgangen und das gesamte Eingangsdreh­ moment und die gesamte Antriebskraft werden durch die Einrich­ tung 10 auf die Abtriebswelle 56 und die kurze Welle 110 in um­ gekehrter Richtung übertragen.If the device 10 , which has the springs 84 and 144 and couplings 80 , as described, is driven in the opposite sense, that is to say counterclockwise when looking at the end of the drive shaft 22 , the second wrap spring arrangement 100 locks itself there the drive tends to attract the second wrap spring 144 . Therefore, the first wrap spring arrangement 20 is completely bypassed and the entire input torque and the entire drive force are transmitted by the device 10 to the output shaft 56 and the short shaft 110 in the opposite direction.

Es wird auch darauf hingewiesen, daß die erste bzw. die zweite Schlingfederanordnung 20 und 100 unabhängig als einzelne Bau­ teile in einem Kraftübertragungssystem angeordnet und betrieben werden können. Die Arbeitsweise der zweiten Schlingfederanord­ nung 100 wurde vorhergehend beschrieben und eine entsprechende Arbeitsweise liegt vor, wenn die Anordnung 100 als eine getrennte Einheit verwendet wird.It is also noted that the first and the second wrap spring arrangement 20 and 100 can be arranged and operated independently as individual construction parts in a power transmission system. The operation of the second wrap spring assembly 100 has been described above and a corresponding operation is when the assembly 100 is used as a separate unit.

Die Arbeitsweise der ersten Schlingfederanordnung 20 als ge­ trennte Einheit ist die gleiche, wie sie vorhergehend beschrie­ ben worden ist. Jedoch, da die zweite Schlingfederanordnung 100 in der umgekehrten Richtung (im Gegenuhrzeigersinn und mit dem angegebenen Sinn der Federn) sperrt, wobei die erste Federanord­ nung 20 wirkungsvoll umgangen wird, ist ihre Arbeitsweise als eine getrennte Einheit wesentlich von der vorhergehend beschrie­ benen unterschiedlich. Somit wird nun die Arbeitsweise der ersten Schlingfederanordnung 20, die eine Feder 84 und Kupplungen 80 aufweist, wie es vorhergehend beschrieben wurde, bei umge­ kehrter Richtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, wenn man auf das Ende der Antriebswelle 22 schaut, und als unabhängige zweite Schlingfederanordnung 100 beschrieben. Bei einer solchen Drehung ist das Eingangsdrehmoment bestrebt, die erste Schlingfeder 84 fester aufzuwickeln. Bei einer Drehung in dieser Richtung greift an dem Ansatz 88A der ersten Schlingfeder 84 eine Kraft durch den gegenüberliegenden Rand des Federaufnahmeschlitzes 68 in der Buchse 58 an. Wenn der Schlitz 68 radial vergrößert wäre, könnte keine Kraft auf den von ihm aufgenommenen Ansatz 88A übertragen werden, sondern würde statt dessen auf den Ansatz 88B über­ tragen und von diesem aufgenommen, welcher von der Einstellnabe 36 aufgenommen ist. In diesem Fall verliefe die auf den Ansatz 88 B und damit die Feder 84 angewandte Kraft in der gleichen Rich­ tung wie das eingestellte Drehmoment. Jedes an die Windungen des kleineren Abschnittes 86B angelegte Drehmoment, welches größer als das eingestellte Drehmoment ist, lenkt die Windungen über die Ablenkung aufgrund der Einstellung weiter hinaus aus. Eine fort­ laufende Auslenkung des Ansatzes 88B im Gegenuhrzeigersinn be­ wirkt eine Trennung von dem Schlitz 68 und der Buchse 58, wo­ durch die gesamte Bewegkraft oder Vorlast von dem größeren Win­ dungsabschnitt 86A entfernt wird. Mit dieser entfernten Vor­ last wird das Durchrutschwellendrehmoment der ersten Schling­ federanordnung 20 gleich dem durch die Wechselwirkung hervorge­ rufenen Drehmoment. Die innere Schlingfederanordnung 20 kann deshalb in einer Richtung eingestellt werden, liefert in der ent­ gegengesetzten Richtung jedoch einen konstanten Überhol- oder Rutschdrehmomentwert. Dies gilt für alle Einstellwerte mit der Ausnahme von 0, wo dann das Überholdrehmoment in beiden Richtungen 0 ist.The operation of the first wrap spring assembly 20 as a separate unit is the same as that described above. However, since the second wrap spring assembly 100 locks in the reverse direction (counterclockwise and with the indicated sense of the springs), effectively bypassing the first spring assembly 20 , its operation as a separate unit is significantly different from that previously described. Thus, the operation of the first wrap spring assembly 20 , which has a spring 84 and couplings 80 , as previously described, is in the opposite direction, ie counterclockwise when looking at the end of the drive shaft 22 , and as an independent second wrap spring assembly 100 described. With such a rotation, the input torque tends to wind the first wrap spring 84 more tightly. When rotating in this direction, a force acts on the extension 88 A of the first wrap spring 84 through the opposite edge of the spring receiving slot 68 in the bushing 58 . If the slot 68 were enlarged radially, no force could be transmitted to the shoulder 88 A received by it, but would instead be transferred to the shoulder 88 B and received by the latter, which is received by the adjusting hub 36 . In this case, the force applied to the extension 88 B and thus the spring 84 would be in the same direction as the set torque. Each torque to the coils of the smaller section 86 B-scale, which is greater than the set torque, the turns deflected via the deflection due to the cessation of further addition. A continuous deflection of the approach 88 B in the counterclockwise direction causes a separation of the slot 68 and the sleeve 58 , where the entire movement force or preload is removed from the larger Win section 86 A. With this remote before load, the slip threshold torque of the first wrap spring assembly 20 is equal to the torque caused by the interaction. The inner wrap spring assembly 20 can therefore be adjusted in one direction, but provides a constant overtaking or slip torque value in the opposite direction. This applies to all setting values with the exception of 0, where the overtaking torque is then 0 in both directions.

Es wird darauf hingewiesen, daß der mit Keilen versehene Kupp­ lungsring 32 einen wesentlichen Herstellungsvorteil liefert. Typische Herstellungstoleranzen bei der Größe als auch bei der Endbearbeitung der Bauteile in den die erste Schlingfeder 84 be­ treffenden Bereichen bewirken eine Änderung der Ausgangsbewegungs­ kraft, die durch die Wechselwirkung zwischen der ersten Schling­ feder 84 und der zylindrischen Buchse 76 hervorgerufen wird. Aufgrund der Eigenart der mit Keilen versehenen Kupplungen, die mit dem Kupplungsring 32 verbunden sind, kann diese anfängliche Bewegungskraft (moment) stets festgelegt werden, damit sie dem Kupplungszieldrehmoment gleich oder größer als dieses ist. Jeg­ liche Abweichung über dieses Zieldrehmoment kann stets während des Zusammenbaus durch Einstellen entfernt werden, indem der Unterschied als eine kleine Vorlast im kleineren Windungsabschnitt 86B der ersten Schlingfeder 84 bewirkt wird, wenn der Ansatz 88B zu Beginn in der Einstellnabe 36 eingreift, und indem eine solche Vorlast durch die Winkelstellung und den Eingriff der Keile 60 mit den Keilen 34 des Kupplungsringes 32 aufrecht erhalten wird, wenn die Buchse 58 darin in Eingriff gelangt.It should be noted that the wedged clutch ring 32 provides a substantial manufacturing advantage. Typical manufacturing tolerances in the size as well as in the finishing of the components in the areas affecting the first wrap spring 84 cause a change in the output movement force, which is caused by the interaction between the first wrap spring 84 and the cylindrical sleeve 76 . Due to the nature of the keyed clutches connected to the clutch ring 32 , this initial moment of motion can always be set to be equal to or greater than the clutch target torque. Any deviation from this target torque can always be removed during assembly by adjustment by causing the difference as a small preload in the smaller turn portion 86 B of the first wrap spring 84 when the boss 88 B initially engages the adjustment hub 36 and by such preload is maintained by the angular position and engagement of the wedges 60 with the wedges 34 of the coupling ring 32 when the bushing 58 engages therein.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß, wenn die einstell­ bare Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 bei einer Anwendung eingesetzt werden soll, bei der sich die Antriebswelle 22 im Gegenuhrzeigersinn dreht, wenn man auf das Eingangsende des Gehäuses 12 blickt, der Sinn der ersten Schlingfeder 84 rechts­ händig sein sollte, die Überholkupplungen 80 eingreifen sollten, d. h. Drehmoment übertragen, wenn ihre äußeren Gehäuse im Gegen­ uhrzeigersinn relativ zu der Abtriebswelle 56 angetrieben werden, und überholen sollten, wenn sie in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden, und die zweite Schlingfeder 144 einen links­ händigen Sinn haben sollte, wobei dann die vorhergehende Erör­ terung der Arbeitsweise der Einrichtung 10 in der umgekehrten Richtung zutrifft, wenn die Antriebswelle 22 im Uhrzeigersinn gedreht wird.Finally, it should also be noted that if the adjustable torque limiting device 10 is to be used in an application in which the drive shaft 22 rotates counterclockwise when looking at the input end of the housing 12 , the sense of the first wrap spring 84 should be right-handed overrunning clutches 80 should engage, ie transmit torque when their outer housings are driven counterclockwise relative to output shaft 56 , and overtake when driven in the opposite direction and second wrap spring 144 has a left-handed sense should, then the previous discussion of the operation of the device 10 in the reverse direction applies when the drive shaft 22 is rotated clockwise.

Claims (14)

1. Drehmomentbegrenzungseinrichtung, mit einer Antriebs­ einrichtung, einer Abtriebseinrichtung und einer zwi­ schen Antriebs- und Abtriebseinrichtung angeordneten er­ sten Schlingfeder mit einem Paar festgelegter Enden, wo­ bei die Antriebseinrichtung einen innerhalb der Schling­ feder angeordneten zylindrischen Bereich aufweist, und mit einer Einstelleinrichtung zum Einstellen der relati­ ven Winkellage der Enden der Schlingfeder zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Schlingfeder (84, 144) vorgesehen sind, daß beiden Enden (88A, 88B) der ersten Schlingfeder (84) an der Antriebs­ einrichtung (22, 26, 32, 36, 58) festgelegt sind, daß wenigstens ein Abschnitt (86A) der ersten Schlingfeder (84) mit dem zylindrischen Bereich (76) der Abtriebsein­ richtung (76, 78, 80, 6, 102, 110) in Eingriff steht, und daß die zweite Schlingfeder (144) sowohl mit einem Bereich (58) der Antriebseinrichtung (22, 26, 32, 36, 58) als auch mit einem Bereich (102) der Abtriebsein­ einrichtung (76, 78, 80, 56, 102, 110) in Eingriff steht und mit einem Fühlerelement (130) verbindbar ist.1. Torque limiting device, with a drive device, an output device and an inter mediate drive and output device arranged he most wrap spring with a pair of fixed ends, where the drive device has a cylindrical region arranged within the wrap spring, and with an adjusting device for adjusting the Relati ven angular position of the ends of the wrap spring to each other, characterized in that a first and a second wrap spring ( 84 , 144 ) are provided that both ends ( 88 A, 88 B) of the first wrap spring ( 84 ) on the drive device ( 22 , 26 , 32 , 36 , 58 ) are determined that at least a portion ( 86 A) of the first wrap spring ( 84 ) with the cylindrical region ( 76 ) of the Abtriebsein direction ( 76 , 78 , 80 , 6 , 102 , 110 ) in engagement stands, and that the second wrap spring ( 144 ) both with a region ( 58 ) of the drive device ( 22 , 26 , 32 , 36 , 58 ) and with one m area ( 102 ) of the output device ( 76 , 78 , 80 , 56 , 102 , 110 ) is engaged and can be connected to a sensor element ( 130 ). 2. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Schlingfeder (84) in entspanntem Zustand eine erste Mehrzahl von Windungen (86A) aufweist, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Bereichs (76) der Ab­ triebseinrichtung (76, 78, 80, 56, 102, 110) ist.2. Torque limiting device according to claim 1, characterized in that the first wrap spring ( 84 ) in the relaxed state has a first plurality of turns ( 86 A), the inner diameter of which is smaller than the outer diameter of the cylindrical region ( 76 ) from the drive device ( 76 , 78 , 80 , 56 , 102 , 110 ). 3. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebseinrichtung (76, 78, 80, 56, 102, 110) eine Abtriebswelle (56), ein mit dem zylindrischen Bereich versehenes Ausgangsteil (76) und eine Überholkupplung (80) aufweist, wobei die Überholkupplung (80) betriebsmäßig zwischen dem Aus­ gangsteil (76) und der Abtriebswelle (56) angeordnet ist.3. Torque limiting device according to claim 1 or 2, characterized in that the output device ( 76 , 78 , 80 , 56 , 102 , 110 ) an output shaft ( 56 ), an output part ( 76 ) provided with the cylindrical region and an overrunning clutch ( 80 ) has, the overrunning clutch ( 80 ) is arranged operationally between the output part ( 76 ) and the output shaft ( 56 ). 4. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinrichtung (22, 26, 32, 36, 58) eine Antriebswel­ le (22) und ein als zylindrische Buchse ausgebildetes Eingangsteil (58) zum Aufnehmen der ersten Schlingfeder (84) aufweist, und daß die Antriebswelle (22) und das zylindrische Eingangsteil (58) über eine Kupplung (32) antriebsverbunden sind.4. Torque limiting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive device ( 22 , 26 , 32 , 36 , 58 ) has a Antriebswel le ( 22 ) and a cylindrical part formed as an input part ( 58 ) for receiving the first Has wrap spring ( 84 ), and that the drive shaft ( 22 ) and the cylindrical input part ( 58 ) are drive-connected via a coupling ( 32 ). 5. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kupplung (32) ringförmig und mit Keilen (34) ausgebildet ist, wobei die Keile (34) der ringförmigen Kupplung (32) komplementär zu Kei­ len auf der Antriebswelle (22) und dem zylindrischen Eingangsteil (58) sind. 5. Torque limiting device according to claim 4, characterized in that the clutch ( 32 ) is annular and with wedges ( 34 ), the wedges ( 34 ) of the annular clutch ( 32 ) complementary to Kei len on the drive shaft ( 22 ) and the cylindrical input part ( 58 ). 6. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühler­ element (130) eine konzentrisch um die zweite Schlingfe­ der (144) angeordnete und zwischen einer ersten und ei­ ner zweiten Stellung verdrehbare Hülse aufweist.6. Torque limiting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor element ( 130 ) has a sleeve concentrically arranged around the second loop of the ( 144 ) and rotatable between a first and egg ner second position. 7. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Fühlerelement (130) eine zwischen einer ersten axialen Stellung, die der ersten Stellung des Fühlerelements (130) entspricht, und einer der zweiten Stellung des Fühlerelements (130) entspre­ chenden, zweiten axialen Stellung verschiebbare Einrich­ tung (138) zugeordnet ist.7. Torque limiting device according to claim 6, characterized in that the sensor element ( 130 ) between a first axial position, which corresponds to the first position of the sensor element ( 130 ), and one of the second position of the sensor element ( 130 ) accordingly, second axial Position movable Einrich device ( 138 ) is assigned. 8. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (130) in ei­ ne der Stellungen vorspannbar ist.8. Torque limiting device according to claim 7, characterized in that the sensor element ( 130 ) can be biased in egg ne of the positions. 9. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schlingfeder (84, 144) eine unterschied­ liche Windungsrichtung aufweisen.9. Torque limiting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first and second wrap springs ( 84 , 144 ) have a different winding direction. 10. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schlingfeder (84) einen linkshändigen Sinn und die zwei­ te Schlingfeder (144) einen rechtshändigen Sinn auf­ weist.10. Torque limiting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first wrap spring ( 84 ) has a left-handed sense and the two te wrap spring ( 144 ) has a right-handed sense. 11. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ stelleinrichtung (44, 46) eine ein Ende (88A, 88B) der ersten Schlingfeder (84) beaufschlagende Einstellschrau­ be (86) aufweist, die im wesentlichen tangential zu die­ sem Ende (88A, 88B) der Schlingfeder (84) ausgerichtet ist.11. Torque limiting device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the adjusting device ( 44 , 46 ) has an end ( 88 A, 88 B) of the first wrap spring ( 84 ) acting on the adjusting screw ( 86 ) which in substantially tangential to the sem end ( 88 A, 88 B) of the wrap spring ( 84 ) is aligned. 12. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schlingfeder (84) in entspanntem Zustand eine zweite Mehrzahl von Windungen (86B) aufweist, deren Innendurch­ messer wenigstens ebenso groß wie der Außendurchmesser des zylindrischen Bereichs (76) der Abtriebseinrichtung (76, 78, 80, 56, 102, 110) ist.12. Torque limiting device according to one of claims 2 to 11, characterized in that the first wrap spring ( 84 ) in the relaxed state has a second plurality of turns ( 86 B), the inner diameter of which is at least as large as the outer diameter of the cylindrical region ( 76 ) of the output device ( 76 , 78 , 80 , 56 , 102 , 110 ). 13. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der zweiten Schlingfeder (144) in Eingriff stehenden Be­ reiche (558, 102) zylindrisch und von gleichem Außen­ durchmesser sind.13. Torque limiting device according to one of claims 1 to 12, characterized in that with the second wrap spring ( 144 ) in engagement Be rich ( 558 , 102 ) are cylindrical and of the same outside diameter. 14. Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schlingfeder (144) im entspannten Zustand drei Abschnitte (146A, 146B, 146C) aufweist, wobei die beiden Endabschnitte (146A, 146C) einen ersten Innendurchmesser und der da­ zwischenliegende Abschnitt (146B) einen zweiten, größe­ ren Innendurchmesser aufweist, und daß der größere In­ nendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zy­ lindrischen Eingangsteils (58) der Antriebseinrichtung (22, 26, 32, 36, 58) ist.14. Torque limiting device according to claim 13, characterized in that the second wrap spring ( 144 ) in the relaxed state has three sections ( 146 A, 146 B, 146 C), the two end sections ( 146 A, 146 C) having a first inner diameter and the since the intermediate section ( 146 B) has a second, larger inner diameter, and that the larger inner diameter is smaller than the outer diameter of the cylindrical input part ( 58 ) of the drive device ( 22 , 26 , 32 , 36 , 58 ).