DE3500324A1

DE3500324A1 - ADJUSTABLE TORQUE LIMITATION DEVICE

Info

Publication number: DE3500324A1
Application number: DE19853500324
Authority: DE
Inventors: Donald A. University Heights Ohio Ciolli
Original assignee: American Assembly Tools Inc
Current assignee: Star Precision Tools Inc
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1985-07-18
Anticipated expiration: 2005-01-08
Also published as: CA1248787A; DE3500324C2; GB8500213D0; SE8500058L; GB2152600B; GB2152600A; SE8500058D0; JPH0694887B2; JPS60227026A

Description

Einrichtung zur einstellbaren Drehmomentbegrenzung BeschreibungDevice for adjustable torque limitation Description

Die Erfindung betrifft allgemein Einrichtungen zur einstellbaren Drehmomentbegrenzung und insbesondere einstellbare Drehmomentübertragungseinrichtungen, die eine Anzeige oder ein Signal darüber liefern können, daß die vorgewählte Drehmomentschwelle erreicht worden ist.The invention relates generally to adjustable torque limiting devices, and more particularly to adjustable ones Torque transmission devices that can provide an indication or signal that the preselected torque threshold has been reached.

Mechanische Anordnungen, die so ausgelegt sind, daß sie ein übertragenes Drehmoment bestimmen und diese Bestimmung verwenden, ein solches Drehmoment mittels 15Mechanical arrangements designed to determine a transmitted torque and that determination use such a torque by means of 15

Durchrutschen oder durch Beendigung des Kraft^^^usses zu einer verbundenen Antriebskraft begrenzen, sind übliche Kraftübertragungsbauteile. Solche Anordnungen oder Einrichtungen sind beispielsweise ein integraler Bestandteil von Kraftwerkzeugen, die verwendet wer- ^Slipping through or by ending the flow of force to a connected drive force are common power transmission components. Such arrangements or devices are, for example, an integral part of power tools that are used

den, bis zu einem erwünschten Drehmomentswert Befestigungsmittel anzuziehen, mit Gewinde versehene Bauteile zu befestigen und ganz allgemein Kopplungsmechanismen festzuziehen. Zum Zweck der Erläuterung dient ein besonderes, bekanntes Beispiel wie ein Mut-threaded fasteners to tighten to a desired torque level To fasten components and, in general, to tighten coupling mechanisms. For the purpose of explanation a special, well-known example serves as a courage

ternschrauber, eine Einrichtung mit einem elektrischen oder häufiger pneumatischen Motor, welcher eine durchgehende Getriebeuntersetzungseinrichtung antreibt, um mit Gewinde versehene Befestigungselemente, wie Bolzen, Muttern und ähnliches anzuziehen. Bei solchen Anwen-wrench, a device with an electric or, more commonly, a pneumatic motor driving a continuous gear reducer tighten threaded fasteners such as bolts, nuts and the like. In such applications

düngen ist es wünschenswert, schnell, wiederholt und genau das Befestigungselement so anzuziehen, daß die verbundenen Bauteile miteinander mit einer erforderlichen vorbestimmten Kraft befestigt werden. Zahlreiche Wege wurden beschritten, insbesondere bei pneumatischenit is desirable to fertilize quickly, repeatedly and to tighten precisely the fastener so that the components connected to each other with a required predetermined force. Numerous paths have been taken, especially with pneumatic ones

Motoren, dieses Ziel zu erreichen, nämlich Fühler für den Motorgegendruck, Steuereinrichtungen für das Anhaltedrehmoment und mit der zupioordncten ElektronikMotors to achieve this goal, namely sensors for the engine back pressure, control devices for the stopping torque and with the associated electronics

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und Steuerung gekoppelte Dehnungsmesser, um nur dreiand control coupled strain gauges to only three

•/.it riciiriffi. Mc'h.'in i rifhc V, i nr i chturip;en , wir· Fühler für Ίί·η (M'Rf-ri'in-K'k Ieiden ty pi soherweiae daran, daß sie nicht ohne weiteres eingestellt werden können, wohing gegen solche elektronischen Einrichtungen empfindlich und kompliziert sind.• / .it riciiriffi. Mc'h.'in i rifhc V, i nr i chturip; en, we feelers for Ίί whereas are sensitive and complicated to such electronic devices.

Ein zweiter Nachteil bei allen Systemen, bei denen der Betrieb der Antriebskraft beibehalten wird, bisA second disadvantage with all systems in which the operation of the driving force is maintained until

,Q das erfaßte Drehmoment einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, zu welchem Zeitpunkt der Kraftfluß zu der Antriebskraft beendet wird, besteht darin, daß bei solchen Einrichtungen nahezu ohne Ausnahme die Antriebsbauteile, die der Motor und das Getriebe unmittelbar mit dem angetriebenen Befestigungselement gekoppelt sind. In dieser Lage wird trotz der Tatsache, daß die Überwachungseinrichtung das Erreichen der Drehmomentgrenze festgestellt und den Kraftfluß zu dem Motor beendet hat, die Bewegungsenergie des Antriebsgetriebes auf das Befestigungselement übertragen, wodurch es mit einem zu großen Drehmoment angezogen wird. Zunächst scheint es, daß diese Schwierigkeit dadurch behoben werden könnte, daß einfach die erforderliche Dreh momentschwelle um einen Wert verringert wird, der mit, Q the detected torque a predetermined threshold value reached, at which point in time the power flow to the driving force is ended, consists in that in such facilities, almost without exception, the drive components, the engine and the transmission are directly coupled to the driven fastener. In this situation, despite the fact that the monitoring device has reached the torque limit has established and the power flow to the motor has ended, the kinetic energy of the drive gear transferred to the fastening element, whereby it is tightened with too much torque. At first it seems that this has eliminated this difficulty could be that simply the required torque threshold is reduced by a value that corresponds to

„._ der Bewegungsenergie übereinstimmt. Jedoch wird das Maß, mit dem der Motor abbremst, wenn er die Drehmoment grenze erreicht, wegen der Härte oder Leichtigkeit der Verbindung die auf das Befestigungselement angewandte Bewegungsenergie beeinflussen und ein solch einfaches"._ the kinetic energy coincides. However that will Degree to which the motor brakes when it reaches the torque limit, due to the hardness or lightness of the Compound the one applied to the fastener Affect kinetic energy and such a simple one

Ausgleichsschema im allgemeinen unwirksam machen. 30Generally make the compensation scheme ineffective. 30th

Es ist somit offensichtlich, daß eine verbesserte Einrichtung zur einstellbaren Drehmomentbegrenzung sowohl ein einfaches Einstellen der Drehmomentübertragungsgrenze erlauben wird als auch Mittel umfassen wird, 35It is thus apparent that an improved device for adjustable torque limitation, both a simple setting of the torque transmission limit will allow as well as will include means, 35

durch die die gesamte oder ein Hauptteil der Antriebsgetriebeenergie daran gehindert wird, die angetriebene Einrichtung zu erreichen. Im folgenden wird eine solcheby which all or a major part of the drive transmission energy is prevented from reaching the driven device. The following is one such

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Einrichtung zur einstellbaren Drehmomentbegrenzung beschrieben.Device for adjustable torque limitation described.

Eine Einrichtung zur einstellbaren Drehmomentbegrenzung 5A device for adjustable torque limitation 5

nach der Erfindung weist einen ersten Schlingfedermechanismus, welcher eine ohne weiteres einstellbare Drehmomentübertragungsgrenze schafft und einen zweiten, koaxial angeordneten Schlingfedermechanismus auf, welcher ein mechanisches Signal liefert, daß die Drehmomentschwelle erreicht worden ist. Die erste Schlingfedermechanismusanordnung umfaßt eine Eingangswelle, die eine Nabe antreibt, in der eine Federhalte-■ buchse befestigt ist. Das der Nabe gegenüberliegende Ende der Buchse treibt ein Ende der ersten Schlingfederaccording to the invention has a first loop spring mechanism, which creates an easily adjustable torque transmission limit and a second, coaxially arranged coil spring mechanism, which supplies a mechanical signal that the torque threshold has been achieved. The first wrap spring mechanism assembly includes an input shaft, which drives a hub in which a spring retainer ■ is attached. The one opposite the hub End of the socket drives one end of the first wrap spring

an, deren anderes Ende einstellbar an der Nabe befestigt ist. Die erste Schlingfeder ist auf einer Buchse angeordnet, die wiederum von einer Überholkupplung getragen ist. Die Überholkupplungsanordnung treibt nur mit einer Richtung die Abtriebswelle. Bei einer derartigen An-whose other end is adjustably attached to the hub. The first wrap spring is arranged on a socket, which in turn is carried by an overrunning clutch. The overrunning clutch assembly only drives with one Direction of the output shaft. With such an approach

Ordnung kann die Bewegkraft der ersten Schlingfeder über einen Bereich von 0 bis zu einem Maximum eingestellt werden, welches eine Funktion verschiedener Variablen ist, hauptsächlich der radialen Wechselwirkung zwischen der Schlingfeder (in einem entspannten Zustand) und der Buchse, auf der sie angeordnet ist. Die erste Schlingfederanordnung arbeitet im wesentlichen in herkömmlicher Weise. Der Eingangswelle zugeführte Kraft wird zu dem der Eingangsnabe gegenüberliegenden Ende der Schlingfeder übertragen undOrder, the moving force of the first wrap spring can be set over a range from 0 to a maximum which is a function of several variables, mainly radial interaction between the wrap spring (in a relaxed state) and the bushing on which it is arranged. The first wrap spring assembly works essentially in a conventional manner. The force applied to the input shaft becomes that opposite to the input hub Transfer the end of the wrap spring and

ist bestrebt, diese aufzuwickeln. Solange das durch die erste Schlingfederanordnung übertragene Drehmoment die Bewegkraft der Schlingfeder überschreitet, tritt kein Durchrutschen auf und Kraft wird unmittelbar durch sie zu der Überhol kupplunpi-'-'inordnurir, undstrives to wind this up. As long as that the torque transmitted by the first wrap spring arrangement exceeds the moving force of the wrap spring, does not slip through and power is immediately through them to the overtaking kupplunpi -'- 'inordnurir, and

" einer Ausgangswelle übertragen. Wenn jem- die:"e überschreitet, rutscht die Schlingfeder und keine Kraft wird durch sie übertragen."transmitted to an output shaft. If someone exceeds the:" e, the wrap spring slips and no force is transmitted through it.

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Die zweite Schlingfederanordnung umfaßt eine Schlingfeder, die in einem Sinn gewickelt ist, der zu demjenigen der ersten Schlingfeder entgegengesetzt ist,The second wrap spring arrangement comprises a wrap spring, which is wound in a sense opposite to that of the first wrap spring,

und teilweise auf der äußeren Oberfläche der Federte and partly on the outer surface of the spring

halterung der ersten Schlingfeder und teilweise auf einer Nabe angeordnet ist, die an der Ausgangswelle befestigt ist. Eine Steuerbuchse ist konzentrisch um die zweite Schlingfeder angeordnet und weist einen Mechanismus auf, wie eine Rampe und eine damit zusammenwirkende Steuerstange, welche durch axiale Verschiebung deren Drehung anzeigt. Wenn die einstellbare Grenze der ersten Schlingfederanordnung erreicht worden ist und somit eine Ungleichheit der Drehgeschwindigkeiten zwischen der Federhaltebuchse und der Ausgangsnabe, in zwei Bauteilen, um welche herum die zweite Schlingfeder angeordnet ist, vorliegt, vergrößert sich der Durchmesser und greift an der Steuerbuchse ein, wodurch diese gedreht und ein zugeordneter Abschaltemechanismus betätigt wird. Bei der Beendigung eines Arbeitszyklus erlaubt die innerhalb der ersten Schlingfederanordnung angeordnete Überholkupplungsanordnung die Energieabführung der Schlingfedern durch Drehung verschiedener, verbundener Bauteile und die Rückkehr der Feder in ihren jeweiligen Ausgangszustand.Holder of the first wrap spring and is partially arranged on a hub attached to the output shaft is attached. A control sleeve is arranged concentrically around the second wrap spring and has a mechanism such as a ramp and a cooperating control rod which passes through axial displacement indicates its rotation. When the adjustable limit of the first wrap spring arrangement has been achieved and thus an inequality of the rotational speeds between the spring retaining sleeve and the output hub, in two components, around which the second wrap spring is arranged is present, the diameter increases and engages the control sleeve, causing it to rotate and an associated shutdown mechanism is actuated. At the end of a work cycle allows within the first wrap spring assembly arranged overrunning clutch arrangement the energy dissipation of the wrap springs by rotating different, connected components and the return of the spring to its original state.

Eine Zielsetzung der Erfindung ist deshalb, eine einstellbare Drehmomentbegrenzungseinrichtung zu schaffen, bei der die Drehmomentübertragungsschwelle ohne weiteres ^α einstellbar ist.One objective of the invention is therefore to create an adjustable torque limiting device in which the torque transmission threshold can be easily set ^α .

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht darin, eine einstellbare Drehmomentbegrenzungsanordnung zu schaffen, die ein Signal oder eine Anzeige darüber ^° liefert, daß die Drehmomentgrenze erreicht worden ist.Another object of the invention is to provide an adjustable torque limiting arrangement create, which provides a signal or an indication about ^ ° that the torque limit has been reached.

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht darin_; eine einstellbare Drehmomentbegrenzungseinrichtung zuAnother object of the invention is _; an adjustable torque limiting device

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schaffen, die kompakt, unempfindlich und leicht herzustellen ist.create that are compact, insensitive and easy to manufacture is.

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht darin, einen einstellbaren Drehmomentbegrenzer zu schaffen, bei dem die Rückstellung der Schlingfedern mittels einer Überholkupplungsanordnung erreicht wird.Another object of the invention is to provide an adjustable torque limiter that in which the return of the wrap springs is achieved by means of an overrunning clutch arrangement.

Weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschre i bunr. der bevorzugten Ausführungsform und der beigefügten Zeichnungen.Further objectives and advantages of the invention emerge from the following description. the preferred Embodiment and the accompanying drawings.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the figures explained in more detail. It shows:

Figur 1 eine ganze Schnittdarstellung einer einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach der Erfindung,Figure 1 shows a whole sectional view of an adjustable torque limiting device according to the invention,

Figur 2A eine perspektivische Sprengdarstellung eines Teils der Elemente einer einstellbaren Drehmomentbegrenzungse i nr i chturig nach der Erfindung, undFIG. 2A is an exploded perspective view of part of the elements of an adjustable torque limiter i nr i chturig according to the invention, and

Figur 2B eine perspektivische Sprengdarstellung der übrigen Elemente einer einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach der Erfindung. FIG. 2B shows an exploded perspective view of the remaining elements of an adjustable torque limiting device according to the invention.

Es wird nun auf die Figuren 1, 2A und 2B Bezug genommen. Eine einstellbare Drehmomentbegrenzungseinrichtung bzw. Drehmomentbegrenzungsanordnung nach der Erfindung ist dargestellt im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10. Die Einrichtung 10 umf.-ifM. ein ];ίη/'.-liches, zylindrische.'] Genau.-; e ι;·, j η 'lern .··. i e .liiiV-mein enthalten ist. Das Gehäuse 12 weist einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 14 mit verringertemReference is now made to Figures 1, 2A and 2B. An adjustable torque limiting device or torque limiting arrangement according to the invention is shown generally with the reference numeral 10. The device 10 comprises ifM. a]; ίη /'.- liches, cylindrical. '] Exactly.-; e ι; ·, j η 'learn. ··. i e .liiiV-my is included. The housing 12 has a threaded portion 14 with reduced

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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 mit verringertem Durchmesser gegenüberliegenden Ende des Gehäuses befindet sich ein Bereich 16 mit einem Innengewinde, welcher ein mit einem komplementären Gewinde versehenes Gehäuse 18 aufnehmen kann, welches mit einer Endantriebseinrichtung (diese ist nicht dargestellt) verbunden werden kann.Diameter, which in a complementary thread in the housing for a driving force (this is not shown) how an electric or pneumatic motor can be screwed in. At the section with a reduced diameter opposite end of the housing is a region 16 with a Internal thread which can receive a housing 18 provided with a complementary thread, which with a final drive device (this is not shown) can be connected.

Eine erste Schlingfederanordnung 20 weist allgemein eine Eingangswelle 22 auf, welche von einem reibungsarmen Lager, wie eine Kugellageranordnung 24, gehalten ist und vorzugsweise eine einstückig ausgebildete Eingangsnabe 26 umfaßt, auf deren Umfang Keile 28 angeordnet sind. Ein Kupplungsring 32 ist konzentrisch um die Eingangswelle 26 angeordnet und nimmt deren Teile 28 auf und erstreckt sich allgemein axial von der Eingangswelle 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 Einstellschraube 46 auf. Zugang zu der Einstellgewindeschraube 46 wird durch eine Öffnung 48 in den Kupplungsring 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 derA first wrap spring assembly 20 generally has an input shaft 22 which is of a low friction Bearing, such as a ball bearing assembly 24, is held and preferably an integrally formed input hub 26 comprises, on the circumference of which wedges 28 are arranged. A coupling ring 32 is concentric around the input shaft 26 and receives parts 28 thereof and extends generally axially from the input shaft 22 and has complementary wedges 34 disposed on its inner surface. from the coupling ring 32 is also a spring • receiving adjustment hub 36 received and held, the complementary wedges 38, which on the wedges 34 engage within the coupling ring 32. The adjusting hub 36 delimits a centrally arranged, through opening 40 and an axially aligned spring receiving channel 42 extending from opening 40 extends outward. Tangentially disposed, threaded passage 44 is general aligned with the spring receiving channel 42 and takes a complementary threaded set screw 46 on. Access to the set screw 46 is through an opening 48 in the coupling ring 32 received. It should be noted that since the wedges 34 and 38 allow relative rotation between the Prevent coupling ring 32 and the adjusting hub 36, the passage 44 and the adjusting screw 46 with the

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Öffnung 48 während des Zusammenbaus dieser Bauteile ausgerichtet werden müssen, um Zugang zu der Einstellschraube 46 zu erhalten. Eine in geeigneter Weise angeordnete Zugangsöffnung 50 geeigneter Größe ist in dem Gehäuse 12 ausgebildet und erleichtert den Zugang zu der Einstellschraube 46, wenn der Kupplungsring 32 geeignet 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 werden, 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 Schraubenzieher, oder nur durch ein besonders geformtes oder einziges Werkzeug entfernt werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer unberechtigten Einstellung verringert wird. Ein reibungsarmes Lager, wie eine Kugellageranordnung 52 hält drehbar die Einstellnabe 36. Eine Federsicherung 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 Kugellageranordnung 62 und eine gewellte Beilagscheibe 64 sind von einem Bereich 66 der zylindrischen Federhaltebuchse 58 aufgenommen, der von komplementärer Größe ist und einen größeren Durchmesser aufweist. Ein Federhaltekanal 68 erstreckt sich axial längs der Innenseite der Federhaltebuchse 58 allgemein dem Bereich 66 benachbart. Die Federhaltebuchse 58 weint, auch ein^n BereichOpening 48 must be aligned during assembly of these components in order to gain access to the adjustment screw 46 to get. A suitably sized access opening 50 is provided therein Housing 12 is formed and facilitates access to the adjustment screw 46 when the coupling ring 32 is suitable rotated and the opening 48 is aligned with the access opening 50. The access opening 50 can with a sliding plate or sliding plug (both are not shown) are closed or sealed, primarily to prevent foreign objects from entering the housing 12 and also access to the Check adjusting screw 46. Immediate or limited access to the adjustment screw 46 may can be made by selecting a closure that can be used with a conventional tool, such as a screwdriver, or can only be removed by a specially shaped or single tool, increasing the likelihood an unauthorized setting is reduced. A low friction bearing, such as a ball bearing assembly 52 rotatably supports the adjustment hub 36. A spring retainer 54 supports the bearings of the ball bearing assembly 52 on an output shaft 56. Finally, a cylindrical spring retaining sleeve 58 extends, on one of which End wedges 60 are arranged, which are arranged with the wedges 34 of the coupling ring 32 in engagement, generally concentric about the output shaft 56 in a direction facing away from the drive shaft 22 and is on its other end is held by a low friction bearing, such as the ball bearing assembly 62. The ball bearing assembly 62 and a corrugated washer 64 are from a portion 66 of the cylindrical spring retainer 58, which is of complementary size and larger in diameter. A spring retaining channel 68 extends axially along the inside of spring retainer 58 generally adjacent region 66. The spring retainer 58 is crying, also an area

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70 mit verringertem Durchmesser auf, welcher von ;ιηΦ·Γ'·η Teilen der Einrichtung 10 aufgenommen wird, kin hd'icr'::; reiloungsarmes Lager, wie eine Kugellageranordnung 72 ist um die Abtriebswelle 56 und von der Kugellageranordnung 52 durch ein ringförmiges Abstandselement 74 beabstandet auf der Abtriebswelle 56 angeordnet. Die Kugellageranordnung 72 zentriert radial eine sich axial erstreckende, zylindrische Kupplungsbuchse 76 und hält diese. Die Kupplungsbuchse 76 ist konzentrisch um die Abtriebswelle 56 angeordnet und an ihren gegenüberliegenden Enden durch ein reibungsarmes 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 Abtriebswelle 56 bei einer relativen Drehung in einer Richtung und geben bei einer Drehung in der entgegengesetzten Richtung diese Bauteile frei oder kuppeln sie aus. Schließlich weist die erste Schlingfederanordnung 20 eine erste Schlingfeder 84 auf, die allgemein konzentrisch um die Kupplungsbuchse 76 positioniert ist.70 with a reduced diameter, which is received by; ιηΦ · Γ '· η parts of the device 10, kin hd'icr'::; Low-friction bearing, such as a ball bearing arrangement 72, is arranged around the output shaft 56 and spaced from the ball bearing arrangement 52 by an annular spacer element 74 on the output shaft 56. The ball bearing assembly 72 radially centers an axially extending, cylindrical coupling sleeve 76 and holds it. The coupling sleeve 76 is arranged concentrically around the output shaft 56 and is held at its opposite ends by a low-friction bearing, such as a roller bearing arrangement 78. A pair of overrunning clutch assemblies 80 are disposed between ball bearing assembly 72 and roller bearing assembly 78 and are positioned concentrically about output shaft 56 and within clutch sleeve 76. The clutch assemblies 80 are of conventional design and couple the clutch socket 76 to the output shaft 56 when rotated relative to one direction and release or disengage these components when rotated in the opposite direction. Finally, the first wrap spring arrangement 20 has a first wrap spring 84 which is positioned generally concentrically around the coupling sleeve 76.

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 Kupplungsbuchse 76 ist. Der Abstand zwischen dem kleineren Anteil Windungen 86B und der Kupplungsbuchse 76 in Figur 1 ist zur Erläuterung etwas übertrieben dargestellt und die Schlingfeder 84 ist in Figur 2A in ihrem entspannten Zustand gezeigt. An beiden Enden derThe wrap spring 84 consists of a plurality of Turns, with a major portion of turns 86A comprising approximately 8 to 10 turns Has inner diameter which creates a snug fit around the coupling socket 76, and wherein a smaller proportion of the turns 86B made up of a smaller number of turns, one Has an inner diameter that is exactly as large as or slightly larger than the outer diameter of the coupling socket 76. The distance between the smaller one The proportion of turns 86B and the coupling socket 76 in FIG. 1 is shown somewhat exaggerated for the sake of explanation and wrap spring 84 is shown in Figure 2A in its relaxed state. At both ends of the

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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.Loop spring 84 is this with axially extending Approach trained. A first lug 88A is of the axially extending spring receiving channel 68, the is formed in the spring retainer 58, and a second lug 88B is from the spring receiving channel 42 of the adjusting hub 36 was added.

Eine zweite Schlingfederanordnung 100 umfaßt allgemein _in eine Abtriebsnabe 102, die konzentrisch um die Abtriebswelle 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 aufnehmenden 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 Federhaltebuchse 58 ist. In einem unmittelbar der Abtriebsnabe 102 benachbarten Bereich ist die Abtriebswelle 56 drehbar von einem reibungsarmen Lager gehalten wie einer 25A second wrap spring 100 generally comprises _a drive hub 102 which is arranged concentrically around the output shaft 56th The output hub 102 includes a keyway 104 which receives a key 106. The wedge 106 extends through a radially oriented, .. slot 108 of complementary size formed in the side wall of the output shaft 56 and into a short shaft 110, whereby these three components are fastened to one another. The short shaft 110 may have splines or gear teeth 112 which are adapted to the force-absorbing components which 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 outside diameter of the spring retaining sleeve 58. In an area directly adjacent to the output hub 102, the output shaft 56 is rotatably supported by a low-friction bearing such as a 25

Kugellageranordnung 116. Die Kugellageranordnung 116 ist wiederum fest und konzentrisch in dem Gehäuse 12 innerhalb eines abgestuften, kreisförmigen Abstandelementes 120 gehalten. Das kreisförmige Abstands-Ball bearing assembly 116. The ball bearing assembly 116 is again fixed and concentric in housing 12 within a stepped, circular spacer 120 held. The circular spacing

element 120 weist einen sich radial von seinem Umfang 30element 120 has a radially extending from its circumference 30

nach innen erstreckenden Durchgangnkanal 112 auf. Tangential in einer der Seitenwände des Kanals 122 ist eine Sacköffnung 124, die eine Druckfeder 126 aufnimmt. Eine zylindrische Steuerbuchse 130 ist konzentrisch innerhalb des Gehäuses 12 und allgemein 35inwardly extending passage 112. Tangentially 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 concentric within the housing 12 and is general 35

deren Innenwand benachbart angeordnet. Die Steuerbuchse 130 umfaßt eine in Längsrichtung ausgerichtete Zunge 132, die sich in den Kanal 122 des Befestigungs-whose inner wall is arranged adjacent. The control sleeve 130 comprises a longitudinally oriented Tongue 132, which is in the channel 122 of the fastening

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t <· i 1:-. \?U '■rr.lr-'-r-V.l und di*j an dem Ende der sich von der- .'MtckMTnuMK 1^'l arvA.ruc.V.o.nden Druckfeder 126 ^eingreif'L. 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. 10t <· i 1: -. \? U '■ rr.lr -'- rV.l and di * j at the end of the from der- .'MtckMTnuMK 1 ^' l arvA.ruc.Vonden compression spring 126 ^e ingreif'L. At the opposite end of the cylindrical control sleeve 130 is a sloping 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. 10

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Ein sich axial erstreckender Steuerstab 138 stößt an die Rampe und wird bei Drehung der Rampe 134 und der zylindrischen Steuerbuchse 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, elektrischen oder pneumatischen Steuerung verbunden werden. Die Steuerung wird betätigt, wenn die einstellbare Drehmomentbegrenzungseinrichtung 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 146 A bzw. 146 C 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 Federhaltebuchse 58 ist. Die zweite Wickelfeder ist in Fig. 2 B in ihrem entspannten Zustand dargestellt.An axially extending control rod 138 abuts the ramp and becomes upon rotation of the ramp 134 and the cylindrical control sleeve 130 shifted axially. The control rod 138 is of a suitably arranged and formed in the housing 12 Opening 142 is received and extends axially therethrough. The control rod 138 can be constructed of 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 one second loop spring 144. The second loop spring 144 has first and third end portions of windings 146 A and 146 C, respectively, which each make up about a third of the axial length and in their relaxed state a smaller inner diameter than that Outside diameter of spring retainer 58 and surface 114 have on the output hub 102. The second wrap spring 144 also has a second, central portion of coils 146B on, which makes up the remaining third of its axial length and in the relaxed state has an inner diameter that is the same or slightly smaller than the outer diameter of the spring retaining sleeve 58. The second clock spring is in Fig. 2 B in their relaxed state shown.

Es wird nun auf die gesamten Figuren und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen und die Arbeitsweise der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 beschrieben. Wenn nicht anders angegeben, 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 betrachtet wird, d.h. von der linken Seite bei der Darstellung gem. Fig. 1.Reference will now be made to the entire figures and in particular to FIG. 1 and the mode of operation of the adjustable torque limiting device 10 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 from the end of the drive shaft is viewed, i.e. from the left side in the illustration according to Fig. 1.

Diejenigen, die mit der Arbeitsweise von Schlingfederkupplungen vertraut sind, erkennen ohne weiteres, daß das maximale, von einer ³^ Schlingfeder auf eine angetriebene Nab^, um Ίκ- hc-njm ',i" w\c-',rAui>\ Those who are familiar with the operation of wrap spring ^{clutches will readily recognize that the maximum, from a 3} ^ wrap spring to a driven Nab ^, um Ίκ- hc-njm ', i " w \ c -', rAui> \

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ist, übertragene Drehmoment, wenn das Drehmoment an der Feder mit einer solchen Richtung angreift, daß die Feder von der Nabe abgewickelt oder außer Eingriff gebracht wird, neben anderen Variablen 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.is transmitted torque when the torque is applied to the spring in a direction such that the spring unwinds from the hub or disengaged, a function of the moving force (moment) of the spring and the number, among other variables of turns engaging on the hub Wrap spring is the result of an initial, mutual interference between the spring and the hub, and usually one Finite value, which is mainly due to the radial, mutual influence between the inner diameter in the rest position of the Spring and the outer diameter of the hub, the geometry of the spring and the properties of the spring material depends.

Es wird sich nun insbesondere der einstellbaren Schlingfederanordnung 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 spezifische, 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 86 B 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 hervorruft. Das dem kleineren Abschnitt von Windungen 86 B benachbarte Ende der ersten Schlingfeder 84 wird einstellbar in der Einstellnabe 36 aufgenommen. Das gegenüberliegende Ende der Schlingfeder 84, insbesondere der Ansatz 88 A, wird innerhalb des Federaufnahmeschlitzes 68 der Federhaltebuchse 58 aufgenommen. Man sieht somit, daß diese Anordnung wirkungsvoll die Einstellung der Vorlastkraft an der ersten Schlingfeder 84 durch Neueinstellung desIt will now look in particular at the adjustable wrap spring arrangement 10 and in particular facing the first loop spring 20, it being noted that the first loop spring 84 has a has left-handed sense when the drive shaft 22 rotates clockwise as previously indicated. the first loop spring 84 has approximately 9 turns of rectangular wire, which forms the greater part of the turns 86 A, the have an inner diameter of a preselected size to provide a specific radial interaction with the female coupling 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 turns forming a smaller section of turns 86 B near the adjustment hub 36, which, as previously indicated, initially have an inside diameter equal to or slightly greater than that of the socket 76 and thus does not interact with the socket 76 and furthermore does not initially cause any moving force on the latter. The end of the first loop spring 84 adjacent to the smaller section of turns 86 B becomes adjustable in the adjustment hub 36 added. The opposite end of the loop spring 84, in particular the extension 88 A, is within the spring receiving slot 68 of the spring retaining sleeve 58 was added. It can thus be seen that this arrangement is effective in adjusting the preload force on the first wrap spring 84 by readjusting the

Ansatzes 88 B durch Bewegung der Einstellgewindeschraube 46 ermöglicht. Man sieht, daß die richtige Größe des Federaufnahmekanals 42 und eine geeignete Wahl der Torsionsfedergröße der Windungen des kleineren Abschnittes der Windungen 86 B der ersten Schlingfeder 84 die Einstellung des Ansatzes 88 B der ersten Schlingfeder 84 über einen Winkel erlauben, der groß genug ist, in den Windungen des kleineren Abschnittes 86 B eine Bewegkraft hervorzurufen, die gleich der oder größer als die Bewegkraft ist, die in den Windungen des größeren Abschnittes 86 A aufgrund ihrer Wechselwirkung mit der Buchse 76 ist. Diese Bedingung stellt eine praktische Vorlastgrenze dar, da, wenn dieses der Fall wäre, die Windungen des größeren Windungsabschnittes 86 A von der Buchse 76 abheben und kein Drehmoment durch die erste Schlingfeder 84 auf die Buchse 76 übertragen werden könnte. Man sieht somit, daß die durch die Windungen des größeren Abschnittes 86 A der ersten Schlingfeder 84 aufgrund ihrer Wechselwirkung mit der Buchse 76 hervorgerufene Bewegkraft als eine feste Größe bleibt. Die Wirkung auf diese Bewegkraft wird in unterschiedlichem Maße von der Buchse 76 und der durch die Einstellschraube 46 an den Windungen des kleineren Abschnittes 86 B 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 86 A und bestimmt somit den Rutschpunkt der ersten Schlingfeder 84.Approach 88 B by moving the adjusting screw 46 allows. It can be seen that the correct size of the spring receiving channel 42 and a suitable choice of the torsion spring size of the coils of the smaller portion of the turns 86 B of the first wrap spring 84 allow the adjustment of the extension 88 B of the first wrap spring 84 over an angle that is large enough in the coils of the smaller portion 86 B to cause a moving force which is equal to or greater than the moving force in the windings of the larger portion 86 A due to its interaction with the socket 76. This condition provides a practical preload limit represents that, if this were the case, the turns of the larger turn portion 86 A lift off the socket 76 and no Torque could be transmitted to the socket 76 by the first wrap spring 84. So you can see that through the windings of the larger section 86 A of the first loop spring 84 due to its interaction with the socket 76 caused moving force as a constant. The effect on this moving force is to a different extent from the socket 76 and the divided by the adjusting screw 46 on the turns of the smaller section 86 B set moving force. Thus the Proportion of the moving force carried by the bushing 76 which changes from total to zero depending on the setting, the Movement force in the turns of the smaller section 86 A and thus determines the slip point of the first loop 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 übertragen, 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 Abtriebswelle 56 angetrieben werden. Man sieht somit ohne weiteres, daß in Abhängigkeit von der Einstellung der Einstellschraube 46 und somitThe power flow path runs through the first wrap spring arrangement 20 generally from the drive shaft 22 and the input hub 26 via the coupling ring 32 and to the spring retaining sleeve 58, the boss 88 A of the first wrap spring 84 and by means of the overrunning clutches to the bushing 76, which transmit the rotary movement to the output shaft 56, when their outer housings are rotated clockwise but run freely on output shaft 56 when in are driven in the same way in the counterclockwise direction and by the output shaft 56. It is easy to see that in Depending on the setting of the adjusting screw 46 and thus

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der Bewegkraft in den Windungen des größeren Abschnittes 86 A der ersten Schlingfeder 34 Drehmoment über die erste Schlingfederanordnung 20 bis zu der durch die vorgewählte Bewegkraft festgelegten Grenze übertragen wird.the moving force in the turns of the larger section 86 A of the first wrap spring 34 torque via the first wrap spring arrangement 20 is transmitted up to the limit set by the preselected moving force.

Wenn die erste Schlingfederanordnung 20 ihre Drehmomentgrenze erreicht hat und diese überschreitet, sind Durchrutschen und eine Unausgeglichenheit der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Eingangsteil 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 mechanische oder mechanisch angetriebene Anzeige vorzusehen, daß eine solche Drehmomentgrenze erreicht worden ist. Dies ist deshalb wünschenswert, da ein schnelles Abschalten der Kraftquellen die Notwendigkeit aufhebt, daß die Drehmomentübertragungsteile der Einrichtung 10 für einen längeren oder fortlaufenden Überholungsbetrieb konstruiert sind. Die zweite Schlingfederanordnung 110 liefert eine mechanische Anzeige dafür, daß der erste Drehmomentgrenzzustand der ersten Schlingfederanordnung 20 erreicht worden ist. Diese Anzeige kann mittels einer Vielzahl von Einrichtungen verwendet werden, mechanisch eine Luftversorgung zu einem pneumatischen Motor beenden, mechanisch einen elektrischen Schalter zu betätigen, der die Energie zu einem Motor unterbricht oder irgendeine verbundene Steuervorrichtung betätigt, wie es ohne weiteres zu verstehen ist. Die zweite Schlingfeder 144 hat einen rechtshändigen Sinn. Die ersten und zweiten Windungsabschnitte 146 A bzw. 146 B der zweiten Schlingfeder 144 greifen an der Außenfläche der Federhaltebuchse 58 an, wohingegen der dritte Windungsabschnitt 146 C am rechten Ende an der Oberfläche 114 der Ausgangsnabe 102 eingreift. Der erste und der dritte Windungsabschnitt A und 146 C weisen in etwa den gleichen Durchmesser auf und wechselwirken mit den Oberflächen, auf denen sie liegen, um eine vorhersehbare, feste Bewegungskraft in der zweiten Schlingfeder 144When the first wrap spring assembly 20 reaches its torque limit and exceeds this, there are slippage and an imbalance in the rotational speed between the input part and the output part, i.e. the drive shaft 22 and the output part. drive shaft 56 the main signs of achieving such Torque limit. However, it is highly desirable to provide a mechanical or mechanically powered display that such a torque limit has been reached. This is desirable because the power sources can be switched off quickly eliminates the need for the torque transmitting parts of device 10 to be designed for extended or continuous overhaul operation. The second wrap spring arrangement 110 provides a mechanical indication that the first torque limit condition of the first wrap spring assembly 20 has been reached is. This indicator can be used in a variety of ways, mechanical to air supply to pneumatic Stop motor mechanically operating an electrical switch that cuts off power to a motor or any connected control device operated, as is readily understood. The second wrap spring 144 is right-handed Sense. The first and second coil sections 146 A and 146 B of the second loop spring 144 grip the outer surface the spring retaining sleeve 58, while the third winding portion 146 C at the right end on the surface 114 of the output hub 102 intervenes. The first and third winding sections A and 146 C have approximately the same diameter and interact with the surfaces on which they lie to a predictable, fixed motive force in the second wrap spring 144

hervorzurufen. Der mittlere oder zweite Windungsabschnitt 146 B hat eine etwas geringere Größe als die benachbarte, berührte Oberfläche der Federhaltebuchse 58. Wenn sich die erste Schlingfederanordnung 20 im überholzustand befindet, liegt ein Unterschied der Drehgeschwindigkeiten der Federhaltebuchse 58 und der Ausgangsnabe 102 vor, wodurch ein Abheben des mittleren oder zweiten Windungsabschnittes 146 B 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 146 B mit der Buchse 58 überschreitet. Wenn das Drehmoment weiterhin zunimmt, dehnt sich der zweite oder mittlere Windungsabschnitt 146 B in vorhersehbarer Weise, die zu dem Drehmoment in linearer Beziehung steht, aus. Bei einem vorhersehbaren Drehmoment dehnt sich derto evoke. The middle or second turn portion 146 B is slightly smaller in size than the adjacent, contacted surface the spring retainer 58. When the first wrap spring assembly 20 is in the overtaking state, there is a difference in the rotational speeds of the spring retaining sleeve 58 and the output hub 102, as a result of which the central or second winding section 146 B is lifted off the outer surface of the spring retaining sleeve 58 is effected. Lift-off occurs when the torque has the low moving force because of the very small initial interaction of the middle or second turn section 146 B with the socket 58 exceeds. If the torque continues to increase, the second or middle turn portion 146 B expands in a predictable manner that is linearly related to the torque Pending. If the torque is predictable, the

¹^ zweite oder mittlere Windungsabschnitt 146 B 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 entlang 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. ¹ ^ second or middle turn section 146 B of the spring 144 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 axially displaces the control rod 138 and provides an indication that the torque limit is reached the device 10 has been achieved. It will be understood that various sensing and indicating means can be used to detect the rotation of the cylindrical control sleeve 130 and that the ramp 134 and associated control rod 138 represent only one means.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich,daß der Betätigungspunkt 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 146 B an der zylindrischen Steuerbuchse 130 eingreift.From the preceding description it can be seen that the actuation point the control sleeve 130 and thus the limit torque of the two clutch assemblies 20 and 100, which interact, 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 that the middle winding section 146 B on the cylindrical control sleeve 130 intervenes.

Wenn die vorhergehende Betätigung erfolgte und die Antriebskraft zu der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 über die Antriebswelle 22 beendet worden ist, muß die Einrichtung 10 zurückgestellt werden. Zur Rückstellung muß sich die Ausgangsnabe 102 im Uhrzeigersinn relativ zu der Federhaltebuchse 58 vorwärtsbewegen, um den mittleren Windungsabschnitt 146 B der zweiten Schlingfeder 144 zurückzuwickeln, und der Feder 126 ermöglichen, die Steuerbuchse 130 in ihre Anfangs- oder Ausgangsstellung zu drehen. Wenn Last- oder Eingangsdrehmoment entfernt ist, kann das in der Feder 144 gespeicherte Drehmoment entweder die Ausgangsnabe 102 vorwärtsbewegen oder die zylindrische Federhaltebuchse 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 actuation took place and the drive force to the adjustable torque limiting device 10 has been terminated via the drive shaft 22, the device 10 must be reset. To reset, the output hub 102 clockwise relative to the spring retainer 58 move forward to the middle turn portion 146 B of the winding back the second loop spring 144, and allowing the spring 126 to to rotate the control sleeve 130 to its initial or home position. With load or input torque removed is, the torque stored in the spring 144 can either advance the output hub 102 or the cylindrical spring retainer sleeve 58 and move back the connected input parts. To do this, the torque would have to be in the second Wrap spring 144 be able to slip through the first wrap spring assembly 20. In that overrunning clutches 80 are provided however, the output hub 102 can move forward clockwise relative to the other components.

Es werden verschiedene Eigenschaften und Vorteile und zusätzlicheThere will be various features and advantages and additional ones

Überlegungen bei der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 angegeben. Zunächst, die genaue Größe oder der genaue Maßstab und somit die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Einrichtung 10 ist breit. Deshalb wird darauf hingewiesen und es wird hervorgehoben, daß, obgleich die vorhergehende Beschreibung die Ver-Wendung der Einrichtung 10 zusammen mit Kraftwerkzeugen nahelegen mag, die allgemeine Auslegung und Konstruktion, die hier geoffenbart sind, einen kleineren Maßstab aufweisen können, um Drehmomente im Bereich von einigen Zentimer-gr zu übertragen oder an diese anzupassen, oder im größeren Maßstab ausgebildet seinConsiderations for the adjustable torque limiting device 10 specified. First of all, the exact size or scale and thus the torque transmission capacity of the device 10 is wide. It is therefore pointed out and emphasized that, although the foregoing description, the usage of the device 10 along with power tools, the general layout and construction presented here may have a smaller scale in order to transmit torques in the range of a few centimers-gr or adapt to this, or be designed on a larger scale

kann, um Drehmomente von vielen M-Kg zu übertragen und an diesecan to transmit torques of many M-Kg and to this

anzupassen.adapt.

Wenn die Einrichtung 10, die die Federn 84 und 144 und Kupplungen 80 aufweist, wie es beschrieben wurde, im umgekehrten Sinn angetrieben wird, d.h. im Gegenuhrzeigersinn wenn man auf das EndeWhen the device 10, which includes the springs 84 and 144 and clutches 80, as described, is driven in the opposite direction will, i.e. counterclockwise when you look at the end

der Antriebswelle 22 blickt, verriegelt sich die zweite Schlingfederanordnung 100, da der Antrieb dazu neigt, die zweite Schlingfeder 144 anzuziehen. Deshalb wird die erste Schlingfederanordnung 20 vollständig umgangen und das gesamte Eingangsdrehmoment und die gesamte Antriebskraft werden durch die Einrichtung 10 auf die Abtriebswelle 56 und die kurze Welle 110 in umgekehrter Richtung übertragen.the drive shaft 22 looks, the second wrap spring arrangement is locked 100, since the drive tends to attract the second wrap spring 144. Therefore, the first wrap spring assembly 20 is completely bypassed and all input torque and driving force are passed through the device 10 transferred 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 Bauteile in einem Kraftübertragungssystem angeordnet und betrieben werden können. Die Arbeitsweise der zweiten Schlingfederanordnung 100 wurde vorhergehend beschrieben und eine entsprechende Arbeitsweise liegt vor, wenn die Anordnung 100 als eine getrennteIt should also be noted that the first and second wrap spring assemblies 20 and 100 can be used independently as individual components can be arranged and operated in a power transmission system. The operation of the second wrap spring assembly 100 has been described above and a corresponding mode of operation exists when the assembly 100 is as a separate

Einheit verwendet wird.Unit is used.

Die Arbeitsweise der ersten Schlingfederanordnung 20 als getrennte Einheit ist die gleiche, wie sie vorhergehend beschrieben worden ist. Jedoch, da die zweite Schlingfederanordnung 100The operation of the first wrap spring assembly 20 as a separate Unit is the same as previously described. However, since the second wrap spring assembly 100

in der umgekehrten Richtung (im Gegenuhrzeigersinn und mit dem angegebenen Sinn der Federn) sperrt, wobei die erste Federanordnung 20 wirkungsvoll umgangen wird, ist ihre Arbeitsweise als eine getrennte Einheit wesentlich von der vorhergehend beschriebenen unterschiedlich. Somit wird nun die Arbeitsweise der ersten Schlingfederanordnung 20, die eine Feder 84 und Kupplungen 80 aufweist, wie es vorhergehend beschrieben wurde, bei umgekehrter 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 88 A 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 88 A übertragenlocks in the opposite direction (counterclockwise and with the indicated sense of the springs), the first spring arrangement 20 is effectively circumvented, its operation as a separate unit is significantly different from that previously described different. Thus, the operation of the first wrap spring assembly 20, which includes a spring 84 and clutches 80, as described above, in the opposite direction, i.e. counterclockwise, if you click on the Looks at the end of the drive shaft 22, and is described as an independent second wrap spring arrangement 100. With such a turn the input torque strives to wind up the first wrap spring 84 more tightly. When turned in this direction, it engages at the approach 88 A of the first loop spring 84 a force through the opposite edge of the spring receiving slot 68 in the Socket 58. If the slot 68 were enlarged radially, no force could be transmitted to the extension 88 A received by it

werden, sondern würde statt dessen auf den Ansatz 88 B übertragen und von diesem aufgenommen, welcher von der Einstellnabe 36 aufgenommen ist. In diesem Fall verliefe die auf den Ansatz B und damit die Feder 84 angewandte Kraft in der gleichen Richtung wie das eingestellte Drehmoment. Jedes an die Windungen des kleineren Abschnittes 86 B angelegte Drehmoment, welches größer als das eingestellte Drehmoment ist, lenkt die Windungen über die Ablenkung aufgrund der Einstellung weiter hinaus aus. Eine fortlaufende Auslenkung des Ansatzes 88 B im Gegenuhrzeigersinn bewirkt eine Trennung von dem Schlitz 68 und der Buchse 58, wodurch die gesamte Bewegkraft oder Vorlast von dem größeren Windungsabschnitt 86 A entfernt wird. Mit dieser entfernten Vorlast wird das Durchrutschwellendrehmoment der ersten Schlingfederanordnung 20 gleich dem durch die Wechselwirkung hervorgerufenen Drehmoment. Die innere Schlingfederanordnung 20 kann deshalb in einer Richtung eingestellt werden, liefert in der entgegengesetzten 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.but would instead be carried over to approach 88 B. and received by this, which is received by the adjustment hub 36. In this case, the approach would run B and hence the spring 84 applied force in the same direction as the set torque. Each to the turns of the Smaller section 86 B applied torque, which is greater than the set torque, directs the windings over the Distraction due to the attitude further out. A continuous deflection of the extension 88 B causes counterclockwise a separation of the slot 68 and the sleeve 58, removing all of the motive force or preload from the larger coil section 86 A is removed. With this preload removed, the slip threshold torque of the first wrap spring assembly becomes 20 equals the torque caused by the interaction. The inner wrap spring assembly 20 can therefore be adjusted in one direction, but in the opposite direction provides a constant overtaking or Slipping torque value. This applies to all setting values with the exception of 0, where the overrunning torque is then applied in both directions 0 is.

Es wird darauf hingewiesen, daß der mit Keilen versehene Kupplungsring 32 einen wesentlichen Herstellungsvorteil liefert. Typische Herstellungstoleranzen bei der Größe als auch bei der Endbearbeitung der Bauteile in den die erste Schlingfeder 84 betreffenden Bereichen bewirken eine Änderung der Ausgangsbewegungskraft, die durch die Wechselwirkung zwischen der ersten Schlingfeder 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. Jegliche Abweichung über dieses Zieldrehmoment kann stets während des Zusammenbaus durch Einstellen entfernt werden, indem der Unterschied als eine kleine Vorlast im kleineren Windungsabschnitt 86 B der ersten Schlingfeder 84 bewirkt wird, wenn der AnsatzIt should be noted that the splined coupling ring 32 provides a significant manufacturing advantage. Typical manufacturing tolerances in size as well as in Finishing of the components in the areas affecting the first wrap spring 84 cause a change in the initial motive force, which is caused by the interaction between the first wrap spring 84 and the cylindrical bush 76. Due to the nature of the splined clutches associated with the clutch ring 32, this may initially be Moving force (torque) must always be set so that it is equal to or greater than the clutch target torque. Any Deviations from this target torque can always be removed during assembly by adjusting the Difference as a small preload in the smaller turn portion 86 B of the first wrap spring 84 is caused when the approach

88 B 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 aufrecht88 B engages at the beginning in the adjusting hub 36, and by such a preload through the angular position and the engagement of the Wedges 60 with the wedges 34 of the coupling ring 32 upright

erhalten wird, wenn die Buchse 58 darin in Eingriff gelangt. 5is obtained when the sleeve 58 is engaged therein. 5

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß, wenn die einstellbare 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 rechtshändig sein sollte, die Überholkupplungen 80 eingreifen sollten, d.h. Drehmoment übertragen, wenn ihre äußeren Gehäuse im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der Abtriebswelle 56 angetrieben werden, und überholen sollten, wenn sie in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden, und die zweite Schlingfeder 144 einen linkshändigen Sinn haben sollte, wobei dann die vorhergehende Erörterung der Arbeitsweise der Einrichtung 10 in der umgekehrten Richtung zutrifft, wenn die Antriebswelle 22 im Uhrzeigersinn gedreht wird.Finally, it should be noted that if the adjustable Torque limiting device 10 is to be used in an application in which the drive shaft 22 is in the When looking at the entrance end of the housing 12, the sense of the first coil spring 84 rotates counterclockwise, right-handed should be, the overrunning clutches 80 should engage, i.e. transmit torque, when their outer housings are counterclockwise driven relative to output shaft 56, and should overtake if in the opposite direction and the second wrap spring 144 should have a left-handed sense, then the previous discussion the operation of the device 10 in the reverse direction applies when the drive shaft 22 is clockwise is rotated.

Die vorhergehende Offenbarung stellt die beste Ausführungsform nach Auffassung des Erfinders zur Durchführung der Erfindung dar. Es ist jedoch offensichtlich, daß Ausgestaltungen, die Abwandlungen und Abänderungen enthalten, für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der einstellbaren Drehmomentbegrenzungseinrichtungen offensichtlich ist. Insoweit, als die vorstehende Offenbarung dazu dienen soll, einem Durchschnittsfachmann die Durchführung der Erfindung zu ermöglichen, ist sie nicht so zu betrachten, als daß sie die Erfindung begrenzt, sondern so, als daß sie die vorgenannten, offensichtlichen Abänderungen mit umfaßt und lediglich durch den Gedanken und den Umfang der Ansprüche begrenzt sein soll.The preceding disclosure depicts the best mode that the inventor believes can be used to carry out the invention. It is apparent, however, that designs incorporating modifications and alterations would be apparent to one of ordinary skill in the art in the field of adjustable torque limiters is evident. In so far as the foregoing The purpose of the disclosure is to enable one of ordinary skill in the art to practice the invention, it is not so consider as limiting the invention but as incorporating the foregoing obvious modifications and is intended to be limited only by the spirit and scope of the claims.

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Claims

1. Adjustable torque limiting device, characterized in combination by a loop spring (84) with a pair of ends (88A, 88b), an input part (36) with means (42) for Receiving one (88B) of the ends of the pair of ends of the wrap spring (84), a device (44, 46) connected to one (88B) of the ends of the pair of ends of the wrap spring (84), the relative angular position of this one (88A) of the ends relative to the other (88B) of the ends set, and by an output part (56, 76) which is arranged within the wrap spring (84) and has a cylindrical region on which at least a portion (86A) of the wrap spring (84) intervenes.

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?. Torque limiting device according to claim 1, characterized in that the first Loop spring (84) in the relaxed state has a first, - plurality of turns (86A), the inner diameter of which smaller than the outer diameter of the cylindrical section of the output part (56, 76) is.

The _n 3 torque limiting device of claim 1, wherein the pair of ends of the wrap spring (84) define generally axially extending tabs (88A, 88B).

4. Torque limiting device according to claim 1, 15

characterized in that an output shaft (56) and an overrunning clutch (80) are provided which is operatively disposed between the output member (76) and the output shaft (56).

5. torque limiting device according to claim 1,

characterized in that the input part has a drive shaft (22) and a cylindrical Has bush (58), which the wrap spring (84)

__ receives, and that the drive shaft (22, 26) and the 25th

cylindrical bushing (58) have wedges.

6. Torque limiting device according to claim 5, characterized in that a ring

shaped coupling (32) with wedges (34) is provided 30th

and the splines of the annular coupling (32) complementary to the splines on the drive shaft (22, 26) and the cylindrical sleeve (58).

7. Torque limiting device according to claim 1, 35

characterized in that an output shaft (56) and an overrunning clutch are provided (80) which is operatively disposed between the output shaft (56) and the output part, a second

BATH ORIGINAL

Coil spring (144) arranged to engage portions of the input member and output member; and a sensor element (130) which is arranged concentrically around the second loop spring (144) and between is rotatable in a first and a second position.

8. Torque limiting device according to claim 1, characterized in that the sensor element (130) associated with means (138) and between a first axial position that of the first position of the sensor element (130) corresponds, and a second axial position are displaceable, the second Corresponds to the position of the sensor element (130).

9. Torque limiting device according to claim 7, characterized in that the wrap spring (84) has a left-handed sense and the second coil spring (144) has a right-handed sense.

10. Torque limiting device according to claim 1, characterized in that the with one (88A) of the ends (88A, 88B) of the wrap spring (84) connected means a screw adjustment mechanism (44, 46) generally tangential to one (88A) of the ends (88A, 88B) of the wrap spring (84) is aligned.

11. Device for limiting the torque transmission, characterized in combination by a first loop spring (84) with a pair of ends (88a, 88b), an input part (36), which means (42) for receiving one (88A) of the pair of ends of the first loop spring (84), means (44, 46) which are assigned to one (88A) of the pairs of ends (88A, 88B) of the first loop spring (84) in order to adjust the relative angular position of this single element (88A) <\ fr Υλ \ Λ <χ \ (HHl ·, HHv.) To be set relative to the other (88B) of the ends,

_ — . ΛΙΚΙ J_ -. ΛΙΚΙ J

a bushing (76) disposed within the first wrap spring (84), an output member, an operational one between the bushing (76) and the output part (56) arranged overrunning clutch (80), a second Loop spring (144) arranged on sections of the input part and the output part to engage, and by a sensing element (130), which around the second Wrap spring (144) arranged around and rotatable between a first and a second position is.

12. Torque limiting device according to claim 11, characterized in that the first The loop spring (84) has a first plurality of turns (86A) in the relaxed state, the inner diameter of which is smaller than the outer diameter of the socket (76).

13 · Torque limiting device according to claim 12, characterized in that the other (88b) of the ends (88A, 88B) a tongue extending from the first plurality of turns (86A) or a continuation section.

14. Torque limiting device according to claim 11, characterized in that the first The wrap spring arrangement (84) has a second plurality of turns (86B) in the relaxed state, the inside diameter of which is at least as large as the outside diameter of the bushing (76).

15. Torque limiting device according to claim 14, characterized in that one (88B) of the ends (88A, 88B) is a portion extending from the second plurality of turns (86B).

16. Torque limiting device according to claim 11, characterized in that the input

BATH ORIGINAL

part and the output part have cylindrical surfaces with the same outer diameter.

17. Torque limiting device according to claim 16, characterized in that the second Wrap spring (144) in the relaxed state has two sections (146A, 146C) adjacent to the ends with one first inner diameter and a third intermediate section (146B) with a second, larger one Has inner diameter and that the larger inner diameter is smaller than the outer diameter of the cylindrical surface of the input part is.

18. Torque limiting device according to claim 11, characterized in that the second Wrap spring (144) in the relaxed state has two sections (146A, 146C) adjacent to the ends with one first inner diameter and a third, intermediate section (146B) with a second, larger one Has inner diameter.

19. Torque limiting device according to claim 11, characterized in that means (126) are provided to bias the sensing element (130) in one of the positions.

20. Device for limiting the torque passing through, marked, in combination by a first loop spring (84) having a pair of ends (86A, 86B) j by an input member with a pair of means for receiving one end of the pair of ends of the first wrap spring (84); Means (44, 46) associated with one (88A) of the ends of the first wrap spring (84) for the relative To adjust the angular position of one (88A) of the ends relative to the other (88B) of the ends, a cylindrical bushing (76) which is arranged within the first loop spring (84), an output part (56),

an overrunning clutch assembly operatively disposed between the cylindrical sleeve (76) and the output member (56) (80), a second loop spring (144) which is arranged to act on portions of the input part and the output part, and a Sensor element (130) which is arranged concentrically around the second loop spring (144) and between a first and a second position is rotatable.

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