DE1292453B

DE1292453B - Friction clutch with a coil spring

Info

Publication number: DE1292453B
Application number: DE1962W0031522
Authority: DE
Inventors: Shoquist Robert H
Original assignee: Warner Electric Brake and Clutch Co
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1961-01-24
Filing date: 1962-01-23
Publication date: 1969-04-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung mit einer Schraubenfeder, deren eines Ende mit dem treibenden Teil über eine Hilfskupplung ankuppelbar und deren anderes Ende an dem getriebenen Teil befestigt ist, und mit einem geschlitzten Reibring, dessen Reibflächen eine sich nach außen öffnende Keilforin haben.The invention relates to a friction clutch with a helical spring, one end of which can be coupled to the driving part via an auxiliary coupling and the other end of which is attached to the driven part, and with a slotted one Friction ring, the friction surfaces of which have a wedge shape that opens outwards.

Es ist bereits bekannt, einen treibenden Teil mit einem getriebenen Teil über eine Schraubenfeder in der Weise zu kuppeln, daß die mit dem einen Teil fest verbundene Schraubenfeder an den anderen Teil durch einen als Hilfskupplung wirkenden Elektromagneten angekuppelt wird. Dabei wird über die Schraubenfeder das ganze Drehmoment übertragen. Um nun die für die Hilfskupplung aufzuwendende Kraft herabzusetzen, ist es bekannt, die Schraubenfeder um eine zylindrische Muffe des anderen Teils herum anzuordnen. Wenn nun die Ankupplung an diesem anderen Teil durch Erregen des Elektromagneten erfolgt, so wird die Schraubenfeder fest um die Muffe herumgewickelt. Dies hat die Wirkung, daß der auf die Schraubenfeder am eigentlichen Kupplungsfederstück ausgeübte Zug der Hilfskupplung zu immer mehr abnimmt, so daß der Elektromagnet eine verhältnismäßig geringe Anziehungskraft auf das freie Ende der Schraubenfeder ausüben muß. Diese Kupplung hat jedoch den Nachteil, daß das gesamte Drehmonient über die Schraubenfeder übertragen wird und diese daher entweder einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen muß oder die Höhe des zu übertragenden Drehmomentes begrenzt ist (österreichische Patentschrift 85 862). It is already known to couple a driving part with a driven part via a helical spring in such a way that the helical spring firmly connected to one part is coupled to the other part by an electromagnet acting as an auxiliary coupling. The entire torque is transmitted via the helical spring. In order to reduce the force required for the auxiliary coupling, it is known to arrange the helical spring around a cylindrical sleeve of the other part. If the coupling to this other part takes place by energizing the electromagnet, the helical spring is wrapped tightly around the sleeve. This has the effect that the tension of the auxiliary clutch exerted on the coil spring on the actual clutch spring piece decreases more and more, so that the electromagnet has to exert a relatively small force of attraction on the free end of the coil spring. This coupling, however, has the disadvantage that the entire torque is transmitted via the helical spring and this must therefore either have a relatively large cross-section or the amount of torque to be transmitted is limited (Austrian patent specification 85 862).

Bei einer anderen bekannten Kupplung soll die Aufgabe gelöst werden, den Kupplungsvorgang stoßfrei und weich zu gestalten. Zu diesem Zweck ist eine Schraubenfederkupplung mit einer Reibringkupplung hintereinandergeschaltet. Die Konstruktion ist dabei so, daß die Schraubenfeder am treibenden Teil mit ihrem einen Ende befestigt ist und mit einigen Windungen eine Mutter umgibt, die mit ihrem Innengewinde auf einem Außengewinde der Antriebswelle axial verschiebbar sitzt. Wenn nun durch einen Mitnahmering, der gegen eine Umfangsschräge der Mutter angepreßt wird und eine Hilfskupplung bildet, die Mutter an das bisher freie Ende der Schraubenfeder angekuppelt wird, so dreht sich die Mutter und verschiebt sich dabei axial. Hierdurch übt -sie auf einen Reibring einen Druck aus, der zwischen der Mutter und dem getriebenen Teil angeordnet ist und gegen den letzteren so angepreßt wird, daß er durch Reibung mitgenommen wird. Auch diese Bauart hat den grundsätzlichen Nachteil, daß das ganze Drehmoment über die Schraubenfeder übertragen wird. Insgesamt gesehen ist diese Konstruktion sehr aufwendig und benötigt viele Teile und einen erheblichen Platz in Axialrichtung (USA.-Patentschrift 1699 838). In another known coupling, the object is to be achieved to make the coupling process smooth and smooth. For this purpose, a coil spring clutch is connected in series with a friction ring clutch. The construction is such that one end of the helical spring is attached to the driving part and surrounds a nut with a few turns, the internal thread of which is axially displaceable on an external thread of the drive shaft. If the nut is now coupled to the previously free end of the helical spring by a driver ring which is pressed against a circumferential bevel of the nut and forms an auxiliary coupling, the nut rotates and moves axially in the process. As a result, it exerts a pressure on a friction ring which is arranged between the nut and the driven part and is pressed against the latter in such a way that it is carried along by friction. This design also has the fundamental disadvantage that the entire torque is transmitted via the helical spring. Overall, this construction is very complex and requires many parts and a considerable amount of space in the axial direction (USA patent 1699 838).

Ferner sind Lamellenkupplungen bekannt, bei denen Lamellen der beiden Kupplungsglieder zusammengepreßt werden, um einen Kraftschluß herbeizuführen. Bei einer dieser bekannten Kupplung ist die Aufgabe zu lösen, zwei Teile mit achsparallelen, radial ineinander angeordneten Zylinderflächen kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck sind zwischen den beiden Flächen keilförrnige Ringe angeordnet, die beim axialen Aneinanderpressen abwechselnd radial gegen diese Flächen angepreßt werden und so einen Reibungsschluß herbeiführen. Die Axialkraft erfolgt in der speziellen Konstruktion über eine Schraubenfeder, die _zuf- den inneren Teil wirkt. Diese Bauart benötigt die für Lamellenkupplungen typische axiale Länge (deutsche Patentschrift 180 505). Furthermore, multi-disk clutches are known in which the disks of the two coupling members are pressed together in order to bring about a frictional connection. In one of these known couplings, the task is to achieve a force-locking connection of two parts with axially parallel, radially nested cylinder surfaces. For this purpose, wedge-shaped rings are arranged between the two surfaces, which are alternately pressed radially against these surfaces when they are axially pressed together and thus bring about a frictional connection. The axial force takes place in the special construction via a helical spring that acts on the inner part. This type of construction requires the axial length typical for multi-plate clutches (German patent specification 180 505).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kupplung der obenerwähnten Art derart zu verbessern, daß bei Betätigung der Schraubenfeder durch Anlage gegen die Reibflächen ein Hilfsreibungsdrehmoment erzeugt-wird, welches den Reibring dreht und auf die Schraubenfeder in einer solchen Richtung,einwirkt, daß das Drehmoment der Hilfskupplung ergänzt und erheblich verstärkt wird, wodurch eine weitere und progressive Erhöhung der Aufwicklung der Schraubenfeder erzielt wird, bis dann die Belastung an der getriebenen Welle überwunden ist.The invention has for its object the coupling of the above-mentioned Kind to be improved in such a way that when the helical spring is actuated by abutting against the friction surfaces an auxiliary friction torque is generated, which rotates the friction ring and acts on the coil spring in such a direction that the torque the auxiliary clutch is supplemented and significantly reinforced, creating a further and progressive increase in the winding of the coil spring is achieved until the Load on the driven shaft has been overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reibring zwischen dem treibenden Teil mit einem größeren Keilwinkel und dem getriebenen Teil mit einem kleineren Keilwinkel angeordnet ist und die Schraubenfeder den Umfang des Reibringes derart umschlingt,'daß sie bei Drehung des treibenden Teils nach Betätigung der Hilfskupplung so lange auf dem Umfang des Reibringes immer fester aufgewickelt wird, bis der Reibring den getriebenen Teil mitnimmt, wobei der sich beim Ankuppeln mitdrehende Reibring ein zusätzliches Hilfsdrehmoment auf die Schraubenfeder ausübt und so die Hilfskupplung entlastet. Bei dieser Bauart übernimmt der Reibring die kraftschlüssige Verbindung, und die Schraubenfeder braucht nur für den verhältnismäßig geringen Zug angelegt zu werden , wie er an der Hilfskupplung auftritt. Da der Reibring in axialer Richtung nicht viel Platz benötigt und die Schraubenfeder um diesen Reibring herumgewickelt ist, so ergibt sich in Axialrichtung eine gedrängte Bauart, die bei vielen Anwendungen, besonders im Automobilbau, sehr günstig ist. Außerdem können nun mit einer verhältnismäßig kleinen Kupplung große Drehmomente übertragen werden.This object is achieved according to the invention in that the friction ring is arranged between the driving part with a larger wedge angle and the driven part with a smaller wedge angle and the helical spring wraps around the circumference of the friction ring in such a way that when the driving part rotates after actuation of the auxiliary clutch as long as it is wound tighter and tighter on the circumference of the friction ring until the friction ring takes the driven part with it, the friction ring which rotates with it during coupling exerts an additional auxiliary torque on the helical spring and thus relieves the auxiliary clutch. In this design, the friction ring takes over the positive connection, and the coil spring needs to be created for the relatively small train, as occurs at the auxiliary clutch. Since the friction ring does not require much space in the axial direction and the helical spring is wound around this friction ring, the result is a compact design in the axial direction, which is very favorable in many applications, particularly in automobile construction. In addition, large torques can now be transmitted with a relatively small coupling.

Die von der Hilfskupplung aufzuwendende Kraft wird dabei in günstiger Weise auf ein Minimum herabgesetzt, so daß für diese Hilfskupplung wenig Platz benötigt wird, also beispielsweise bei Verwendung eines Elektromagneten als Hilfkupplung die Spule verkleinert werden kann. Dieses vorteilhafte Merkmal wird dadurch erreicht, daß auf den Reibring ein größeres Drehmoment vom treibenden Teil ausgeübt wird als vom getriebenen, in Ruhe befindlichen Teil. Damit dreht sich der Reibring beim Ankuppeln mit dem treibenden Teil und übt dabei durch Kraftschluß einen Zug bzw - . ein Hilfsdrehmoment auf die Schraubenfeder aus, die also nun unter der Wirkung der Hilfskupplung und des Reibringes so lange- aufgewickelt wird, bis eine Mitnahme des getriebenen Teils erfolgt. Da also nun der Reibring einen Teil des Aufwickeldrehmomentes übernimmt, kann das Ankupplungsdrehmoment der Hilfskupplung und damit die ganze Hilfskupplung kleiner sein. Da außerdem die Zugspannung an der Schraubenfeder geringer ist, kann für das gleiche zu übe»rtragende Drehmoment der Querschnitt der Schraubenfeder kleiner sein, oder es kann mit einer bestimmten Schraubenfeder ein größeres Drehmoment übertragen werden.The force to be used by the auxiliary clutch is advantageously reduced to a minimum, so that little space is required for this auxiliary clutch, so for example the coil can be made smaller when using an electromagnet as the auxiliary clutch. This advantageous feature is achieved in that a greater torque is exerted on the friction ring by the driving part than by the driven part which is at rest. So that the friction ring rotates when coupling with the driving part and thereby exerts a train or - by frictional connection. an auxiliary torque is applied to the helical spring, which is now wound up under the action of the auxiliary clutch and the friction ring until the driven part is taken along. Since the friction ring now takes over part of the winding torque, the coupling torque of the auxiliary clutch and thus the entire auxiliary clutch can be smaller. Since the tensile stress on the helical spring is also lower, the cross-section of the helical spring can be smaller for the same torque to be transmitted, or a larger torque can be transferred with a certain helical spring.

Im Zusammenhang mit der Verwendung von Reibringen unterschiedlicher Steigung sei auf eine bekannte Konstruktion einer Lamellenkupplung verwiesen, bei der der Anpreßdruck der gegenseitigen Reibflächen der Lamellen durch die Schwerkraft der Lamellen des äußeren getriebenen Teils erfolgt. Um diese Schwerkraft in Axialkraft umzusetzen, sind keilförmige Ringlamellen vorgesehen, so daß alle Lamellen entsprechend aneinandergepreßt werden. Um nun die Mitnahmekraft den Anforderungen anzupassen, ist in einer bekannten Ausführungsform so vorgegangen, daß je eine Lamelle des getriebenen Teils und des treibenden Teils eine schräge Ringfläche aufweisen, während alle anderen Reibflächen der Lamellen senkrecht zur Drehachse sind. Durch den Winkel der Schrägflächen kann dann der Anpreßdruck der Querflächen und damit das gesamte Mitnahmedrehmoment eingestellt werden (USA.-Patentschrift 2 127 768). In connection with the use of friction rings of different pitch, reference is made to a known construction of a multi-plate clutch, in which the contact pressure of the mutual friction surfaces of the plates is effected by the force of gravity of the plates of the outer driven part. In order to convert this gravity into axial force, wedge-shaped ring lamellae are provided so that all lamellae are pressed against one another accordingly. In order to adapt the entrainment force to the requirements, the procedure in a known embodiment is such that each lamella of the driven part and the driving part have an inclined annular surface, while all other friction surfaces of the lamellae are perpendicular to the axis of rotation. The contact pressure of the transverse surfaces and thus the entire entrainment torque can then be adjusted by means of the angle of the inclined surfaces (US Pat. No. 2,127,768 ).

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung gemäß der Erfindung nach Linie 1-1 der F i g. 7, F i g. 2 einen Teilschnitt entsprechend F i g. 1, wobei die Teile in einer unterschiedlichen Lage und in größerem Maßstab dargestellt sind, F i g. 3 eine schaubildliche Ansicht des Reibringes, F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht der Schraubenfeder zur Betätigung des Reibringes, F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 1, F i g. 6 einen Teilschnitt nach Linie 6-6 der F i g. 7 in größerem Maßstab als diese, F i g. 7 eine Stirnansicht von rechts gemäß F i g. 1, F i g. 8 einen Teilschnitt entsprechend F i g. 6, wobei die Schraubenfeder und ihr Halter während des Zusammenbaues dargestellt sind, F i g. 9 einen Teilschnitt entsprechend F i g. 1 durch eine Variante der Kupplung gemäß der Erfindung.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a coupling according to the invention along line 1-1 of FIG. 7, fig. 2 shows a partial section corresponding to FIG. 1, the parts being shown in a different position and on a larger scale, FIG. 3 is a perspective view of the friction ring, FIG . 4 is a diagrammatic view of the helical spring for actuating the friction ring, FIG . 5 shows a partial section along line 5-5 of FIG . 1, Fig. 6 shows a partial section along line 6-6 of FIG . 7 on a larger scale than this, FIG. 7 is an end view from the right according to FIG . 1, Fig. 8 shows a partial section corresponding to FIG. 6, the coil spring and its holder being shown during assembly, FIG. 9 shows a partial section corresponding to FIG. 1 by a variant of the coupling according to the invention.

In den F i g. 1 bis 8 der Zeichnung ist als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine mit einem zusammenziehbaren Reibring versehene Kupplung dargestellt, um eine Antriebsscheibe 10 - im folgenden treibender Teil genannt - eines Antriebsgliedes mit einer Abtriebsscheibe 1:1 - im folgenden getriebener Teil genannt - zu kuppeln, deren Nabe 12 beispielsweise durch eine Schraube 13 und einen Keil 14 auf einer Abtriebswelle 15 befestigt ist, die über einen stationären Träger 16 herausragt.In the F i g. 1 to 8 of the drawing is shown as a first embodiment of the invention provided with a contractible friction ring clutch to a drive pulley 10 - hereinafter called the driving part - a drive member with a driven pulley 1: 1 - hereinafter called the driven part - to couple Hub 12 is fastened, for example, by a screw 13 and a wedge 14 on an output shaft 15 which protrudes over a stationary carrier 16.

Der treibende Teil 10 ist in einen Innenring und einen Außenring 17 bzw. 18 geteilt, die durch einen Trennring 19 aus nicht magnetisierbarem Metall, wie beispielsweise Kupfer, voneinander getrennt sind. Der Trennring füllt dabei eine Nut 20 aus und ist mit den Nutwänden hart verlötet, die in ungefähr achsparalleler Richtung auf eine Ringkante 21 zu konvergieren. Die letztere hat eine schmale, radiale Breite und ist auf den getriebenen Teil 11 zu gerichtet. Die Nabe 22 des getriebenen Teils 11 ist auf dem äußeren Laufring eines Wälzdrucklagers 23 aufgepreßt. Der innere Laufring dieses Lagers ist auf der Nabe 12 des getriebenen Teils 11 aufgepreßt. Die letztere kann aus nicht magnetisierbarem Material, wie beispielsweise Kunststoff, bestehen und hat an ihrem Umfang einen Flansch 24, der achsparallel nach innen gegen den treibenden Teil 10 gerichtet ist.The driving part 10 is divided into an inner ring and an outer ring 17 and 18 , which are separated from one another by a separating ring 19 made of non-magnetizable metal, such as copper. The separating ring fills a groove 20 and is hard-soldered to the groove walls, which converge on a ring edge 21 in an approximately axially parallel direction. The latter has a narrow, radial width and is directed towards the driven part 11 . The hub 22 of the driven part 11 is pressed onto the outer race of a roller pressure bearing 23. The inner race of this bearing is pressed onto the hub 12 of the driven part 11. The latter can consist of a non-magnetizable material, such as plastic, for example, and has a flange 24 on its circumference, which is axially parallel inwards towards the driving part 10 .

Die kraftschlüssige Verbindung des treibenden Teils 10 und des getriebenen Teils 11 wird durch einen ringartig ausgebildeten Reibring 25 erzielt, der durch einen oder mehrere Schlitze 26 (F i g. 3) getrennt ist, so daß er zur kraftschlüssigen Verbindung von Antriebs- bzw. Abtriebsflächen 27 und 28 des treibenden Teils und des getriebenen Teils und zum Lösen dieser Flächen radial zusammenziehbar bzw. ausdehnbar ist. Der Reibring kann aus Metall bestehen, doch ist er im vorliegenden Beispiel aus irgendeinem bekannten Bremsbelagmaterial.The frictional connection of the driving part 10 and the driven part 11 is achieved by a ring-like friction ring 25 which is separated by one or more slots 26 ( FIG. 3) so that it is used for frictional connection of drive and output surfaces 27 and 28 of the driving part and the driven part and for releasing these surfaces is radially contractible or expandable. The friction ring can be made of metal, but in the present example it is made of any known brake lining material.

Der Querschnitt des Reibringes entspricht der Form der Antriebs- und Abtriebsflächen 27 und 28, die nach innen zu derart konvergieren, daß eine nicht selbstsperrende Keilwirkung entsteht und die Mitnahmekraft erhöht wird, wenn der Reibring zur Betätigung der Kupplung nach innen gepreßt und dadurch zusammengezogen wird. Ein solches Zusammenziehen wird bei der dargestellten Kupplung dadurch erzielt, daß eine Schraubenfeder 30 aus Federdraht schraubenförmig um die Umfangsfläche 29, 31 des Reibringes in einer solchen Richtung herumgewickelt ist, daß der Reibring zusammengezogen wird, wenn die freie Endwindung 32 in Drehrichtung des treibenden Teils 10 gedreht wird, wobei die andere Endwindung 33 der Schraubenfeder im vorliegenden Beispiel bei 34 am getriebenen Teil 11 befestigt ist. Zwar kann der Draht der Schraubenfeder irgendeinen beliebigen Querschnitt haben, doch ist er vorzugsweise rechteckig, und zwar mit der größeren Seitenlänge senkrecht zur Schraubenfederachse. Die Schraubenfeder weist im vorliegenden Beispiel sechs Windungen auf.The cross-section of the friction ring corresponds to the shape of the drive and output surfaces 27 and 28, which converge inwards in such a way that a non-self-locking wedge effect is created and the entrainment force is increased when the friction ring is pressed inwards to actuate the clutch and thereby pulled together. Such a contraction is achieved in the illustrated coupling in that a helical spring 30 made of spring wire is helically wound around the circumferential surface 29, 31 of the friction ring in such a direction that the friction ring is drawn together when the free end turn 32 in the direction of rotation of the driving part 10 is rotated, wherein the other end turn 33 of the coil spring is attached to the driven part 11 at 34 in the present example. Although the wire of the helical spring can have any desired cross-section, it is preferably rectangular with the larger side length perpendicular to the helical spring axis. In the present example, the helical spring has six turns.

In gelöstem Zustand umfaßt die Schraubenfeder lose die Umfangsteilfächen 29 und 31 des Reibringes, von denen die erstere bis zur Abtriebsfläche 28 des getriebenen Teils 11 reicht (s. F i g. 1 und 2). Um nun ein Zusammenwirken der Schraubenfeder mit dem Ende der Umfangsfläche 31 des Reibringes zu verhindern, erstreckt sich die letztere über die Innenstirnfläche des treibenden Teils hinaus und greift in eine Ringausnehmung 35 des treibenden Teils ein. Der Außendurchmesser des Reibringes ist derart, daß bei Anordnung des letzteren in der durch die Antriebs- und Abtriebsflächen 27 und 28 und die gelöste Schraubenfeder 30 gebildeten Ringnut die Ring'. kante 21 des Trennrings 19 ungefähr in der Mitte zwischen den inneren und äußeren Kanten der Endwindung 32 ist, so daß entgegengesetzte Längskanten dieser Endwindung den miteinander fluchtenden Stirnteilflächen 38 und 39 an der Innenstirnfläche des treibenden Teils 10 gegenüberliegen. Durch Bildung einer schrägen Querbiegung 37 (F i g. 4 und 6) an der Verbindungsstelle der ersten und der zweiten Windung der Schraubenfeder ist die ganze Länge der ersten oder der Endwindung in einer axialen Querebene und damit parallel zu den Stirnteilflächen 38 und 39 des treibenden Teils angeordnet, von denen die Endwindung bei gelöster Schraubenfeder durch einen engen Spalt 40 getrennt ist (F i g. 1 und 6). In the released state, the helical spring loosely encompasses the peripheral partial surfaces 29 and 31 of the friction ring, the former extending to the driven surface 28 of the driven part 11 (see FIGS. 1 and 2). In order to prevent the coil spring from interacting with the end of the circumferential surface 31 of the friction ring, the latter extends beyond the inner face of the driving part and engages in an annular recess 35 of the driving part. The outer diameter of the friction ring is such that when the latter is arranged in the annular groove formed by the drive and output surfaces 27 and 28 and the released helical spring 30 , the ring '. Edge 21 of the separating ring 19 is approximately in the middle between the inner and outer edges of the end turn 32 , so that opposite longitudinal edges of this end turn the aligned end face surfaces 38 and 39 on the inner end face of the driving part 10 opposite. By forming an oblique transverse bend 37 ( Figs. 4 and 6) at the junction of the first and second turns of the helical spring, the entire length of the first or end turn is in an axial transverse plane and thus parallel to the end faces 38 and 39 of the driving force Partly arranged, of which the end turn is separated by a narrow gap 40 when the helical spring is released ( FIGS. 1 and 6).

Bei dieser Anordnung der Endwindung 32 kann diese als Anker einer magnetischen Hilfskupplung 42 verwendet werden, die die relative Drehung des treibenden und getriebenen Teils ausnutzt, um ein Drehmoment zum Aufwickeln der Schraubenfeder 30 zu erzeugen und dadurch die Hauptkupplung zu betätigen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Hilfskupplung ein stationäres Feld mit einer eine Vielzahl von Windungen aufweisenden Wicklung 43, die in einem im Querschnitt U-förmigen Ringkern 44 angeordnet ist, der mit Hilfe eines Lappens 45 und einer Schraube 46 am Träger 16 befestigt ist. Der Ringkern. 44 ist konzentrisch zur Kupplungsachse und greift mit Spiel in eine Ringnut ein, die durch die inneren Endstücke des treibenden Teils 10 und der Nabe 22 gebildet ist. Diese Endstücke bilden äußere und innere Magnetschenkel, die an den Stirnteilflächen 38 und 39 enden, wobei die letzteren die inneren und äußeren Pole des Elektromagneten darstellen. Wie gestrichelt in F i g. 1 gezeigt ist, bilden die stationären und sich drehenden Teile einen Magnetkreis 41 von toroidaler Form, der die Wicklung 43 umgibt und dabei von einer der Stimtellflächen38,39 in die Endwindung32 hinein, aus dieser heraus und um den Trennring 19 herum in die andere Stirnteilfläche hinein verläuft. Der Magnetkreis weist ringförmige Luftspalte um die inneren und äußeren Seiten des Ringkernes 44 auf, doch ist die zur Aktivierung der Hilfskupplung erforderliche Energie so klein, daß diese Luftspalte verhältnismäßig groß sein können. Hierdurch wird die Notwendigkeit einer engen Kopplung der stationären und drehbaren Teile des Magnetkreises vermieden. Während die mit der Schraubenfeder 30 zusamrnenwirkende Umfangsfläche 29, 31 des Reibrings zyLindrisch, wie in F i g. 9 dargestellt, sein kann, ist doch diese Fläche vorzugsweise axial so konisch, daß während des Aufwickelns der Schraubenfeder durch das Hilfskupplungsdrehmoment die Windungen der Schraubenfeder, beginnend mit der freien Endwindung 32, nacheinander in Berührung mit dem Reibring gebracht werden. Dies wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Umfangsteilfläche 31 des Reibringes am freien Ende der Schraubenfeder zylindrisch ist, während der Durchmesser der anderen Umfangsteilfläche 29, beginnend am inneren Ende der zylindrischen Umfangsteilfläche 31, progressiv abnimmt. Die Abschrägung hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Winkel von ungefähr 101 und beginnt ungefähr an der zweiten Windung der Schraubenfeder, so daß mindestens die freie Endwindung 32 stets die zylindrischen Umfangsteiffläche 31 berührt, wenn die Schraubenfeder zusammengezogen wird. Der Durchmesser der Umfangsteilfläche 31 ist, wenn das Band neu und ausgedehnt ist, im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der entspannten Schraubenfeder.With this arrangement of the end coil 32 , it can be used as the armature of a magnetic auxiliary clutch 42 which uses the relative rotation of the driving and driven parts to generate a torque for winding the coil spring 30 and thereby actuating the main clutch. In the exemplary embodiment shown, the auxiliary coupling has a stationary field with a winding 43 having a plurality of turns, which is arranged in a toroidal core 44 which is U-shaped in cross section and which is fastened to the carrier 16 with the aid of a tab 45 and a screw 46. The toroid. 44 is concentric to the coupling axis and engages with play in an annular groove which is formed by the inner end pieces of the driving part 10 and the hub 22. These end pieces form outer and inner magnet legs which end at the end face surfaces 38 and 39 , the latter representing the inner and outer poles of the electromagnet. As dashed in FIG. 1 , the stationary and rotating parts form a magnetic circuit 41 of toroidal shape which surrounds the winding 43 and thereby from one of the end faces 38, 39 into the end winding 32, out of this and around the separating ring 19 into the other end face runs. The magnetic circuit has annular air gaps around the inner and outer sides of the toroidal core 44, but the energy required to activate the auxiliary clutch is so small that these air gaps can be relatively large. This avoids the need for tight coupling of the stationary and rotatable parts of the magnetic circuit. While the circumferential surface 29, 31 of the friction ring cooperating with the helical spring 30 is cylindrical, as shown in FIG . 9 , this surface is preferably axially so conical that the coils of the coil spring, starting with the free end turn 32, are successively brought into contact with the friction ring during the winding of the coil spring by the auxiliary clutch torque. This is achieved in the present embodiment in that the peripheral partial surface 31 of the friction ring is cylindrical at the free end of the helical spring, while the diameter of the other peripheral partial surface 29, starting at the inner end of the cylindrical peripheral partial surface 31, decreases progressively. In the present exemplary embodiment, the bevel has an angle of approximately 101 and begins approximately at the second turn of the helical spring, so that at least the free end winding 32 always contacts the cylindrical circumferential rigid surface 31 when the helical spring is contracted. The diameter of the peripheral face 31 when the band is new and expanded is substantially equal to the inside diameter of the relaxed coil spring.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine neuartige Befestigung des Endes der Schraubenfeder vor, so daß dieses Ende auch einer starken Beanspruchung widerstehen kann, wie sie bei schwerem Betrieb auftreten kann. Zu diesem Zweck ist der Schraubenfederdraht in entgegengesetzten Richtungen, wie bei 48 und 49 (F i g. 4 und 6) angedeutet, an der übergangsstelle der Endwindung 33 der Schraubenfeder und der benachbarten Windung 52 quer abgebogen. Das dazwischenliegende Drahtstück 50 erstreckt sich schräg auf einem Bogen von erheblicher Länge und ist innerhalb eines Fensters 54 in der Nähe der äußeren Kante des treibenden Teils 10 angeordnet. Der durch dieses Fenster hinausragende Teil der Endwindung ist in einer Nut 55 an der äußeren Stirnfläche des treibenden Teils 11 angeordnet. Die Windung ist lose in der Nut durch eine Unterlegscheibe56 (Fig.6 und 7) gehalten, die durch eine Schraube 57 gegen den Boden einer Ausnehmung 56 a an der äußeren Stirnfläche des getriebenen Teils angepreßt ist. Das äußere Ende des Drahtes ist rechtwinklig quer abgebogen, und der hierdurch gebildete Haken 58 greift in einen Schlitz 59 des getriebenen Teils 11 derart ein, daß eine Wand dieses Schlitzes die Befestigungsstelle 34 zum Halten des Schraubenfederendes gegen Verdrehen relativ zum getriebenen Teil während des Aufwickelns der Schraubenfeder bildet.The present invention also provides a novel way of securing the end of the coil spring so that this end can withstand even the heavy loads that can occur during heavy use. For this purpose, the helical spring wire is bent in opposite directions, as indicated at 48 and 49 (FIGS. 4 and 6) , at the transition point between the end turn 33 of the helical spring and the adjacent turn 52. The intermediate piece of wire 50 extends obliquely on an arc of considerable length and is disposed within a window 54 near the outer edge of the driving part 10. The part of the end turn protruding through this window is arranged in a groove 55 on the outer end face of the driving part 11 . The turn is loosely held in the groove by a washer 56 (FIGS. 6 and 7) , which is pressed by a screw 57 against the bottom of a recess 56 a on the outer face of the driven part. The outer end of the wire is bent transversely at right angles, and the hook 58 formed thereby engages in a slot 59 of the driven part 11 such that one wall of this slot provides the fastening point 34 for holding the coil spring end against rotation relative to the driven part during winding of the Forms coil spring.

Bei einer im Draht vorhandenen Spannung wird die volle Länge der Endwindung 33 gegen die Innenwand der Nut 55 angepreßt, wodurch eine Reibungskraft von erheblicher Größe erzeugt und so die Beanspruchung am Haken 58 herabgesetzt wird.When there is tension in the wire, the full length of the end turn 33 is pressed against the inner wall of the groove 55 , whereby a friction force of considerable magnitude is generated and the stress on the hook 58 is thus reduced.

Wenn die Schraubenfeder 30 frei oder gelöst ist, so ist sie zylindrisch und von einem Durchmesser, der im wesentlichen gleich der zylindrischen Umfangsteilfläche 31 des Reibringumfangs ist. Um nun die letzte wirksame Windung 52 der Schraubenfeder in kraftschlüssige Anlage mit dem kleinsten Durchmesser der Umfangsteilfläche 29 zu bringen, muß das schräge Drahtstück 50 im Fenster 54 nach innen verschoben werden, was von einem entsprechenden Querbiegen der Endwindung 33 zwischen der Befestigungsstelle 34 und dem Fenster begleitet wird. Um die Querbiegung der Endwindung auf einen Bogen von erhelblicher Länge zu verteilen, weist die innere Seitenwand der Nut 55 eine BogenMche 61 auf, die sich von der Befestigungsstelle 34 im Uhrzeigersinn gemäß (F i g. 7) um ungefähr eine halbe Umdrehung um den getriebenen Teil 11 herum mit einem Radius erstreckt, der im wesentlichen gleich dem Innenradius der entspannten Schraubenfeder ist. Der Radius der übrigen Bogenfläche 62 der Nutenwand nimmt progressiv bis zu einem Punkt jenseits des Fensters 54 ab und geht dann an einer Schulter 63 in die Bogenfläche 61 über. Damit wird das Querabbiegen des Drahtes auf einen erheblichen Bogen verteilt, im vorliegenden Beispiel ungefähr auf einen Halbkreis.When the helical spring 30 is free or released, it is cylindrical and of a diameter which is substantially equal to the cylindrical partial peripheral surface 31 of the friction ring circumference. In order to bring the last effective turn 52 of the helical spring into frictional contact with the smallest diameter of the peripheral surface 29 , the inclined piece of wire 50 in the window 54 must be moved inward, which is caused by a corresponding transverse bending of the end turn 33 between the fastening point 34 and the window is accompanied. In order to distribute the transverse bending of the end turn over an arc of considerable length, the inner side wall of the groove 55 has an arc 61 which extends clockwise from the fastening point 34 according to ( FIG. 7) by approximately half a turn around the driven Part 11 extends around with a radius which is substantially equal to the inner radius of the relaxed coil spring. The radius of the remaining arcuate surface 62 of the groove wall decreases progressively to a point beyond the window 54 and then merges into the arcuate surface 61 at a shoulder 63 . The transverse bending of the wire is thus distributed over a considerable arc, in the present example approximately over a semicircle.

Um nun die Beanspruchung des Drahtes der Endwindung 33 der Schraubenfeder herabzusetzen, ist die Bodenfläche 65 der Nut 55 in axialer Richtung unter einem kleinen Winkel geneigt. Die Neigung beginnt am Ende 66 (F i g. 6) des Fensters 54, und der Anstieg erfolgt allmählich längs eines erheblichen Bogenstückes des getriebenen Teils 11, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ungefähr längs eines Halbkreises. Da die Nut 55 neben dem Fenster am tiefsten ist, kann die Kröpfung des Drahtstückes 50 einen minimalen Wert haben, und die Querbiegung dieses Drahtstückes ist während der Betätigung der Kupplung entsprechend kleiner.In order to reduce the stress on the wire of the end turn 33 of the helical spring, the bottom surface 65 of the groove 55 is inclined in the axial direction at a small angle. The inclination begins at the end 66 ( FIG. 6) of the window 54, and the rise takes place gradually along a considerable arcuate portion of the driven part 11, in the present embodiment approximately along a semicircle. Since the groove 55 is deepest next to the window, the offset of the wire piece 50 can have a minimal value, and the transverse bending of this wire piece is correspondingly smaller during the actuation of the clutch.

Ein solcher Anstieg der Bodenfläche 65 dient ferner dazu, um den Zusammenbau der Schraubenfeder und des getriebenen Teils 11 zu erleichtern. Um diesen Zusammenbau zu bewirken, wird der Haken 58 der Schraubenfeder durch das Fenster 54 am Ende 66 vorbei hindurchgesteckt (s. F i g. 8), wobei der Haken gegen die geneigte Bodenfläche 65 anliegt. Wenn nun der getriebene Teil gedreht wird, um die Endwindung 33 durch das Fenster vorzuschieben, so gleitet der Haken auf der geneigten Fläche und schnappt nach innen, wenn er am Schlitz 59 ankommt. Der Zusanimenbau ist damit abgeschlossen.Such a rise of the bottom surface 65 also serves to facilitate the assembly of the coil spring and the driven part 11 . To effect this assembly, the hook 58 of the coil spring is pushed through the window 54 past the end 66 (see FIG. 8) with the hook resting against the inclined bottom surface 65 . When the driven part is now rotated to advance the end turn 33 through the window, the hook slides on the inclined surface and snaps inwards when it arrives at the slot 59. The assembly is now complete.

Bei Betätigen des Reibringes wird unter Anlage gegen die Flächen 27, 28 ein Zusatzdrehmoment erzeugt, das den Reibring dreht und auf die Schraubenfeder in einer solchen Richtung einwirkt, daß das Drehmoment der magnetischen Hilfskupplung 42 ergänzt und erheblich verstärkt wird, wodurch eine weitere und progressive Erhöhung der Aufwicklung der Schraubenfeder erzielt wird, bis dann die Belastung am getriebenen Teil überwunden wird. Dabei wird das Zusatzdrehmoment gemäß dem vorliegenden Beispiel dadurch erzielt, daß die Antriebs- und Abtriebsflächen 27, 28 unter unterschiedlichen Winkeln relativ zur Kupplungsachse so angeordnet sind, daß als Ergebnis der Keilwirkung des Reibringes ein Druck und dadurch eine Reibungskraft an der einen Fläche entwickelt wird, die ausreicht, um die entgegengerichteten Reibungskräfte an der anderen Fläche zu überwinden, wodurch der Reibring relativ zum verankerten Ende der Schraubenfeder in der gleichen Richtung gedreht wird wie durch die Hilfskupplung. Bei einer derartigen Drehung übt der Reibring auf die Schraubenfederwindungen, gegen die er anliegt, ein Reibungsdrehmoment aus, das in der gleichen Richtung wie das Hilfskupplungsdrehmoment wirkt, so daß das letztere ergänzt und das Gesamtdrehmoment in dieser Richtung erhöht wird. Damit wird das zum Aufwinden der Schraubenfeder dienende Drehmoment entsprechend erhöht, und ferner wird die Mitnahmekraft, durch die der Reibring gegen die Flächen 27 und 28 der Reibungskupplung gedrückt wird, verstärkt.When the friction ring is actuated, an additional torque is generated in abutment against the surfaces 27, 28 , which rotates the friction ring and acts on the helical spring in such a direction that the torque of the auxiliary magnetic clutch 42 is supplemented and considerably increased, whereby a further and progressive increase the winding of the coil spring is achieved until the load on the driven part is overcome. The additional torque according to the present example is achieved in that the drive and output surfaces 27, 28 are arranged at different angles relative to the coupling axis so that as a result of the wedge effect of the friction ring, a pressure and thus a frictional force is developed on one surface, which is sufficient to overcome the opposing frictional forces on the other surface, whereby the friction ring is rotated relative to the anchored end of the helical spring in the same direction as by the auxiliary clutch. When rotated in this way, the friction ring exerts a friction torque on the coil spring coils against which it rests, which torque acts in the same direction as the auxiliary clutch torque, so that the latter is supplemented and the total torque in that direction is increased. The torque used to wind up the helical spring is increased accordingly, and the entrainment force by which the friction ring is pressed against the surfaces 27 and 28 of the friction clutch is also increased.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die gewünschte Verstärkung des Hilfsdrehmoments dadurch erreicht, daß die Antriebsfläche 27 unter einem erheblich kleineren Winkel relativ zur Kupplungsachse angeordnet ist als die Abtriebsfläche 28. Um die Herstellung zu vereinfachen und um die Drehmomentdifferenz bei einem bestimmten Winkel der Antriebsfläche 27 so groß wie möglich zu machen, ist die Abtriebsfläche 28 vorzugsweise eben und in einer zur Achse senkrechten Ebene so angeordnet, daß der auf die zuletzt genannte Fläche durch Einkeilen des Reibringes in die Nut hervorgerufene Druck herabgesetzt wird. Die Nut ist im Querschnitt durch das Konvergieren der Flächen 27, 28 nach innen und aufeinander zu V-förmig. Der gewünschte Unterschied im Reibungsdrehmoment an den betreffenden Flächen kann natürlich auch erzielt werden, wenn die Flächen 27, 28 gewölbt oder aus einer Vielzahl von ebenen Flächen zusammengesetzt sind, die nach innen zu konvergierende Formen entsprechend den Seiten des Reibringes 25 bilden.In the present embodiment, the desired gain of the auxiliary torque is achieved in that the drive surface 27 is disposed at a substantially smaller angle relative to the coupling axis To manufacture to facilitate than the output surface 28 and the torque difference at a certain angle of the driving surface 27 as large as To make it possible, the output surface 28 is preferably flat and arranged in a plane perpendicular to the axis so that the pressure caused on the last-mentioned surface by wedging the friction ring into the groove is reduced. The groove is V-shaped in cross-section due to the convergence of the surfaces 27, 28 inwardly and towards one another. The desired difference in the frictional torque on the surfaces in question can of course also be achieved if the surfaces 27, 28 are curved or are composed of a plurality of flat surfaces which form inwardly converging shapes corresponding to the sides of the friction ring 25 .

Um das richtige Lösen der Kupplung nach Aberregen der Magnetwicklung 43 unter allen Bedingungen zu gewährleisten, sollte der Tangens des Winkels zwischen den Flächen 27 und 28 größer als der Reibungskoeffizient der betreffenden Materialien sein. Wenn der Reibring aus normalem Bremsbelagmaterial besteht, ist es erwünscht, die Antriebsfläche 27 unter einem Winkel von mehr als 3,0' und innerhalb eines Bereiches von ungefähr 30 bis 501 anzuordnen, wobei ein Winkel von ungefähr 450 üblicherweise besonders günstig ist. Der Tangens 0,707 dieses Winkels gestattet die Verwendung der meisten bekannten Reibungsmaterialien.In order to ensure the correct release of the coupling after de-energizing the magnet winding 43 under all conditions, the tangent of the angle between the surfaces 27 and 28 should be greater than the coefficient of friction of the materials concerned. If the friction ring is made of normal brake lining material, it is desirable to arrange the drive surface 27 at an angle greater than 3.0 ' and within a range of about 30 to 501 , with an angle of about 450 usually being particularly favorable. The 0.707 tangent of this angle allows most known friction materials to be used.

Eine Bewegung des frei schwimmenden Reibringes 25, um das gewünschte zusätzliche Drehmoment zur Verstärkung des Anpreßdruckes auf den Reibring zu erreichen, hängt nicht von der Form der äußeren Fläche des Reibringes ab, solange die Flächen 27,28 in der richtigen Weise in Beziehung zueinander stehen. Eine solche Variante ist in F i g. 9 dargestellt, in der die Teile, die dem vorher beschriebenen Aus- führungsbeispiel entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, obwohl diese in ihrer Form etwas verändert sind. In dieser Variante besteht der einzige wichtige Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 8 in der Verlängerung der zylindrischen Umfangsfläche 31 des Reibringes über die volle Breite. Bei einem Aufwickeln und einem Auseinandergehen der Schraubenfeder 30 liegen alle Windungen gegen den Reibring gleichzeitig an und nicht, wie oben beschrieben, nacheinander. Trotzdem dreht sich der Reibring entsprechend der anfänglichen Anlage der Schraubenfeder unter der Wirkung der Hilfskupplung und entwickelt das gewünschte zusätzliche Drehmoment, wodurch das Aufwickeln der Schraubenfeder fortgesetzt und die entsprechende Verstärkung des Drehmoments an der Hauptkupplung erzielt wird. Wirkungsweise Wenn die Wicklung 43 der oben beschriebenen Kupplung bei sich drehendem, treibendem Teil aberregt ist, so ist der getriebene Teil 11 in Ruhe, und die Teile befinden sich in der Lage gemäß F i g. 1 Die Schraubenfeder 30 ist entspannt und damit auf ihren freien Durchmesser ausgedehnt, wobei die freie Endwindung 32 außerhalb einer Reibungsberührung mit den sich drehenden Stimteilflächen 38, 39 des Elektromagneten ist. Wenn die Wicklung erregt wird, so entsteht ein Magnetfeld im Magnetkreis 41, wodurch die als Anker dienende Endwindung 32 gegen die Stirnteilflächen gezogen und ein Reibungsdrehmoment auf diese Endwindung in einer solchen Richtung ausgeübt wird, daß die Drehung des treibenden Teils zum Aufwickeln der Schraubenfeder 30 dient, deren Haken 58 an dem noch stationären getriebenen Teil 11 befestigt ist. Durch ein solches Aufwikkeln wird die Schraubenfeder um den äußeren Umfang des Reibringes herum zusammengezogen, wobei die Endwindung 32 zuerst gegen die Umfangsteilfläche 31 zum Anliegen kommt und so einen nach innen gerichteten radialen Druck auf den ganzen Umfang ausübt. Hierdurch wird der Reibring zusammengezogen, in die V-Nut eingekeilt und gegen die Flächen 27 und 28 angedrückt. Infolge der geringeren Neigung der Antriebsfläche 27 relativ zur Achse wird der Druck zwischen der letzteren und dem Reibring durch Keilwirkung erhöht, und die sich ergebende Erhöhung der Reibung zwischen diesen Teilen reicht aus, um die Reibung zwischen dem Reibring und der Abtriebsfläche 28 zu überwinden. Damit dreht sich nun der Reibring mit dem treibenden Teil und überträgt ein Reibungsdrehmoment auf die Innenfläche der anliegenden Endwindung 32. Dieses Drehmoment ist in der gleichen Richtung wie das Drehmoment der magnetischen Hilfskupplung und ergänzt und verstärkt dieses letztere, wodurch ein weiteres Aufwickeln der Schraubenfeder und ein Zusammenziehen ihrer übrigen Windungen erreicht wird.A movement of the free-floating friction ring 25 to provide the desired extra torque for reinforcing the contact pressure achieved at the friction ring does not depend on the shape of the outer surface on the friction ring, as long as the surfaces are 27,28 in the right way in relation to each other. Such a variant is shown in FIG. 9, in which the parts corresponding to the previously described initial operation example are denoted by the same reference numerals although they are somewhat changed in shape. In this variant there is the only important difference compared to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 8 in the extension of the cylindrical peripheral surface 31 of the friction ring over the full width. When the helical spring 30 is wound up and diverges, all the windings rest against the friction ring at the same time and not, as described above, one after the other. Nevertheless, the friction ring rotates according to the initial contact of the helical spring under the action of the auxiliary clutch and develops the desired additional torque, whereby the winding of the helical spring continues and the corresponding increase in torque is achieved on the main clutch. Mode of operation If the winding 43 of the clutch described above is de-energized when the driving part is rotating, the driven part 11 is at rest and the parts are in the position shown in FIG. 1 The helical spring 30 is relaxed and thus expanded to its free diameter, the free end turn 32 being outside of frictional contact with the rotating end part surfaces 38, 39 of the electromagnet. When the winding is energized, a magnetic field is created in the magnetic circuit 41, as a result of which the end turn 32 serving as armature is drawn against the end faces and a frictional torque is exerted on this end turn in such a direction that the rotation of the driving part serves to wind the coil spring 30 whose hook 58 is attached to the driven part 11 which is still stationary. As a result of such a winding up, the helical spring is drawn together around the outer circumference of the friction ring, the end turn 32 first coming to rest against the partial peripheral surface 31 and thus exerting an inwardly directed radial pressure over the entire circumference. This pulls the friction ring together, wedges it into the V-groove and presses it against the surfaces 27 and 28 . As a result of the lower inclination of the drive surface 27 relative to the axis, the pressure between the latter and the friction ring is increased by wedge action, and the resulting increase in friction between these parts is sufficient to overcome the friction between the friction ring and the output surface 28 . The friction ring now rotates with the driving part and transmits a frictional torque to the inner surface of the adjacent end winding 32. This torque is in the same direction as the torque of the magnetic auxiliary clutch and supplements and reinforces this latter, which causes further winding of the coil spring and a Contraction of their remaining turns is achieved.

Die zweite Windung 70 wird damit in Berührung mit der konischen Umfangsteilfläche 29 derart gebracht, daß sie nicht nur den Reibring fester in die V-Nut der Flächen 27, 28 zur Erhöhung des Hauptdrehmoments eindrückt, sondern auch mit dem Reibring zusammenwirkt, um eine zweite Hilfskupplung zu bilden. Die letztere überträgt die Bewegung des Reibringes auf die Windung 70 in einer Richtung, um das Aufwickeln der Schraubenfeder fortzusetzen und damit die nächste Windung 71 gegen den Reibring anzulegen. Die dritte Hilfskupplung wird danach wirksam, um das Hauptdrehmoment weiter aufzubauen und ferner, um das Hilfsdrehmoment zum Aufwickeln der Schraubenfeder zu erhöhen. Diese Wirkung setzt sich fort, bis die betreffende Belastung überwunden oder die volle Länge der Schraubenfeder zusammengezogen ist und in kraftschlüssige Verbindung mit dem Reibring kommt. Wenn das Hauptdrehmoment nicht ausreicht, um die Belastung am getriebenen Teil 11 zu überwinden, so dreht sich der Reibring weiter mit dem treibenden Teil 10, und das Aufwickeln der Schräubenfeder unter der Wirkung der Magnetkupplung und der Hilfskupplungen, die durch die Umfangsfläche des Reibrings und die gegenüberliegenden Flächen der Windungen 32, 70 und 71 gebildet werden, wird fortgesetzt. Ein solches weiteres Aufwickeln der Schraubenfeder und die zugehörige Erhöhung des. Druckes auf den Reibring wird nun so lange fortgeseizt, bis das entwickelte Drehmoment an der Hauptkäpplung die Last überwindet.The second turn 70 is brought into contact with the conical peripheral surface 29 in such a way that it not only presses the friction ring more firmly into the V-groove of the surfaces 27, 28 to increase the main torque, but also cooperates with the friction ring to create a second auxiliary clutch to build. The latter transmits the movement of the friction ring to the turn 70 in one direction in order to continue the winding of the helical spring and thus to apply the next turn 71 against the friction ring. The third auxiliary clutch then becomes effective in order to build up the main torque further and furthermore in order to increase the auxiliary torque for winding up the coil spring. This effect continues until the load in question has been overcome or the full length of the helical spring is drawn together and comes into force-locking connection with the friction ring. If the main torque is not enough to overcome the load on the driven part 11 , the friction ring continues to rotate with the driving part 10, and the winding of the helical spring under the action of the magnetic coupling and the auxiliary clutches, which are created by the peripheral surface of the friction ring and the opposing surfaces of turns 32, 70 and 71 are formed continues. Such further winding up of the helical spring and the associated increase in the pressure on the friction ring is now continued until the torque developed on the main coupling overcomes the load.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß nach Erregen der magnetischen Hilfikupplung 42 zur Einleitung des Aufwickelns der- SchiäÜbenfedä und der Setätigung der Hauptkupplung die Hilfskupplungen, die durch die gegenüberlidgenden Flächen des Reibringes und der Schraubenfedärwindungen gebildet werden, wirksam werden, sobäld diese Windungen in Berührung mit dem Reibring kommen. Damit werden sowohl das Hauptdrehmoment als auch die Hilfsdrehmomente progressiv so lange aufgebaut, bis die Belastung überwunden *ird und der treibende Teil mit dem angetriebenen Teil ohne Schlupf gekuppelt ist. Gewöhnlich wird dies durch Zusammenziehen von im wesentlichen allen Windungen der Schraubenfeder und Anlage derselben gegen die konische Umfangsteilfläche 29 des R#ibrings gemäß F i g. 2 erreicht. Als Ergebnis der Hilfskupplungswirkung, wie oben beschrieben, stellt sich die Kupplung automatisch auf die betreffende Belastung am getriebenen Teil ein.From the above, it follows that after energizing the magnetic auxiliary clutch 42 to initiate the winding of the SchiäÜbenfedä and the setting of the main clutch, the auxiliary clutches, which are formed by the opposing surfaces of the friction ring and the helical spring windings, become effective as soon as these windings come into contact with the Friction ring come. Thus, both the main torque and the auxiliary torque are progressively built up until the load overcome * ird and the driving part is coupled to the driven part without slipping. This is usually done by drawing together substantially all of the turns of the helical spring and abutting it against the conical peripheral surface 29 of the ring as shown in FIG . 2 reached. As a result of the auxiliary clutch action, as described above, the clutch automatically adjusts to the relevant load on the driven part.

F i g. 9 zeigt, wie oben erwähnt, eine Variante der oben beschriebenen Kupplung, bei der die zylindrische Umfangsfläche 31 sich über die volle Breite des Reibringes erstreckt. Diese Kupplung wirkt in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, um ein Drehen des Reibringes 25 relativ zum getriebenen Teil 11 zu erreichen und das erwähnte Hilfsdrehmoment anzuwenden, wodurch die Hilfskupplung 42 ergänzt und die Schraubenfeder 30 entsprechend aufgewickelt wird. In diesem Fall wird das Hilfsdrehmoment gleich zu Anfang auf alle Windungen der Schraubenfeder ausgeübt, da die letzteren im wesentlichen gleichzeitig und nicht nacheinander in Berührung mit dem Reibring kommen. F i g. As mentioned above, FIG. 9 shows a variant of the clutch described above, in which the cylindrical peripheral surface 31 extends over the full width of the friction ring. This clutch acts in the same way as described above in order to achieve a rotation of the friction ring 25 relative to the driven part 11 and to apply the mentioned auxiliary torque, whereby the auxiliary clutch 42 is supplemented and the helical spring 30 is wound up accordingly. In this case, the auxiliary torque is applied to all turns of the helical spring right from the start, since the latter come into contact with the friction ring essentially simultaneously and not one after the other .

Aus vorstehendem ergibt sich, daß durch eine einfache Beziehung zwischen dem Reibring 25 und den die Hauptreibungskupplung bildenden Antriebs- und Abtriebsflächen 27, 28 die Elemente dieser Kupplung selbst dazu verwendet werden können, um die zusätzliche Funktion einer Hilfskupplung zur Betätigung der Schraubenfeder 30 zu erreichen. Als Folge hiervon ist die Bauart der ganzen Kupplung außerordentlich einfach, und deren Größe und Herstellungskosten bei einem bestimmten zu übertragenden Drehmoment liegen im Vergleich zu den bekannten Kupplungen wesentlich niedriger. Zusätzlich kann die Kupplung stets in zuverlässiger Weise im. ganzen Betriebsbereich gelöst werden. Infolge der erheblichen Verstärkung des Hilfsdrehmoments, wie es durch die obenerwähnte Wirkung erreicht wird, kann die Hilfskupplung von geringer Größe sein, und zu deren Betätigung reicht auch ein kleines magnetisches Feld aus. Hierdurch ist es weiter möglich, die Konstruktion und die Montage der Teile zu vereinfachen.It follows from the foregoing that, through a simple relationship between the friction ring 25 and the input and output surfaces 27, 28 forming the main friction clutch, the elements of this clutch itself can be used to achieve the additional function of an auxiliary clutch for actuating the helical spring 30 . As a result of this, the design of the entire coupling is extremely simple, and its size and production costs at a certain torque to be transmitted are significantly lower in comparison with the known couplings. In addition, the clutch can always be reliable in the. can be solved throughout the operating area. As a result of the considerable increase in the auxiliary torque, as achieved by the above-mentioned effect, the auxiliary clutch can be of a small size, and a small magnetic field is sufficient to operate it. This also makes it possible to simplify the construction and assembly of the parts.

Zwar ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Erfindung in mehreren Varianten einer Kupplung dargestellt, bei der ein Reibring zusammengezogen wird, doch ist die Erfindung in gleicher Weise auch auf Kupplungen anwendbar, bei denen die kraftschlüssige Verbindung des Reibringes und der angetriebenen Oberflächen durch Abwickeln der Schraubenfeder 30 bei Erregen der Hilfskupplung erzielt wird, wobei dann die Windungen der Schraubenfeder auf Druck und nicht auf Zug beansprucht werden. Aus vorstehendem ergibt sich ferner, daß die Schraubenfeder am getriebenen Teil oder am treibenden Teil befestigt sein kann, wobei dann gegebenenfalls die Polstücke des Magneten vom getriebenen Teil getragen sind. Für den Fall, daß die oben beschriebene Kupplung als Reibungsbremse verwendet wird, verbleibt einer der beiden Teile 10 oder 11 stationär.Although in the illustrated embodiment the invention is shown in several variants of a clutch in which a friction ring is pulled together, the invention can also be applied in the same way to clutches in which the frictional connection of the friction ring and the driven surfaces is achieved by unwinding the helical spring 30 is achieved when the auxiliary clutch is energized, the turns of the helical spring then being subjected to compression and not tension. From the above it also follows that the helical spring can be attached to the driven part or to the driving part, in which case the pole pieces of the magnet may then be carried by the driven part. In the event that the clutch described above is used as a friction brake, one of the two parts 10 or 11 remains stationary.

Claims

Claims: 1. Friction clutch with a helical spring, one end of which can be coupled to the driving part via an auxiliary clutch and the other end of which is attached to the driven part, and with a slotted friction ring, the friction surfaces of which have an outwardly opening wedge shape, characterized in that, that the friction ring (25) is arranged between the driving part (10) with a larger wedge angle and the driven part (11) with a smaller wedge angle and the helical spring (30) wraps around the circumference of the friction ring in such a way that it wraps around when the driving part rotates After actuating the auxiliary clutch (41, 43), the circumference of the friction ring is wound more and more tightly until the friction ring takes the driven part with it, whereby the friction ring that rotates with it during coupling exerts an additional torque on the helical spring: and thus relieves the auxiliary clutch.

2. Friction clutch according to claim 1, characterized in that the friction surface (28) of the driven part (11) is substantially perpendicular to the clutch axis (15) . 3. Friction clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the tangent of the angle formed by the friction surfaces (27, 28) is greater than the coefficient of friction between these friction surfaces. 4. Friction clutch according to claim 2, characterized in that the friction surface (27) on the driving part (10) to the clutch axis (15) is inclined at an angle between approximately 30 and 500. 5. Friction clutch according to claim 4, characterized in that the angle of inclination between the coupling axis (15) and the friction surface (27) of the driving part (10) is approximately 451. 6. Friction clutch according to one of the preceding claims, characterized in that the outer peripheral surface (31) of the friction ring (25) extends axially over the first turn (32) of the helical spring (30) and the end face (38) of the driving part (10) extends beyond. 7. Friction clutch according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part (29) of the peripheral surface of the friction ring (25) in the direction of the end (58) of the helical spring (30) fastened to the driven part (11) is sawn off inwards is, so that the individual turns of the helical spring (30) gradually come into contact with the friction ring when they are pulled together.