DE69502349T2

DE69502349T2 - Regelbare, elastomerische Torsionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69502349T2
Application number: DE69502349T
Authority: DE
Inventors: James R Gordon
Original assignee: Gordon Res and Dev Inc
Current assignee: Gordon Res and Dev Inc
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2015-06-20
Also published as: AU683555B2; DE69502349D1; CA2151629A1; EP0690243A3; AU2173695A; CA2151629C; EP0690243A2; EP0690243B1; US5417407A

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Torsionsvorrichtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Torsionsfedern werden in einer Mehrzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt; viele dieser Federn benutzen Gummi, Urethan oder andere elastomere Stoffe zur Erzielung der Wirkung einer Torsionsfeder oder Drehfeder. Eine solche Vorrichtung, die Gummi verwendet, ist im US-Patent Nr. 2690335 von Ballard beschrieben. Eine etwas raffiniertere Elastomer- Torsionsfeder ist im US-Patent Nr. 4171920 von Kramer u.a. offenbart. Spezifische Einsatzgebiete für Torsionsfedern sind ziemlich zahlreich, u.a. umfassen sie Fahrzeug-Stoßdämpfer, Türschließer und Vorspanneinrichtungen, häufig als Spanner bezeichnet, für Förderband-Abstreicher. Einige kännen in Stufen eingestellt werden, um eine gegebene Torsionskraft zu liefern; zu derartigen Einrichtungen gehören die Spannvorrichtungen (Spanner) für Förderband-Abstreicher, die im US-Patent Nr. 4533036 von Gordon und im US-Patent Nr 4925434 von Swinderman u.a. offenbart sind. Ein anderer, in Stufen einstellbarer Spanner für Förderband-Abstreicher, der eine metallene Schraubenfeder verwendet, ist im US-Patent Nr. 5 201 402 von Mott beschrieben. Eine in stetiger Weise verstellbare Dreh-Vorspanneinrichtung, die sich für den Einsatz als Spanner in einem Förderband-Abstreicher eignet und ein federndes elastomeres Element für die gewünschte Federwirkung benutzt, ist im US-Patent Nr. 5149305 von Gordon beschrieben.
Eine etwas andere Torsionsfederanordnung, die insbesondere zur Verwendung mit einer pendelnden Hängetür gedacht ist, ist im US-Patent Nr. 3022536 von Floehr beschrieben. Die Vorrichtung nach Floehr enthält eine Einrichtung für das Einstellen der Federkraft. Ein anderer Torsions-Türschließer, der einen vorbelasteten Torsionsstab verwendet, ist im US-Patent Nr. 3748687 von Romberg beschrieben.
Die meisten bekannten elastomeren Torsionsfedervorrichtungen, insbesondere die oben erwähnten, enthielten Vorkehrungen für eine recht begrenzte Verstellung der Torsions-Rückstellkraft der Vorrichtung. Die Vorrichtung nach dem Gordon-Patent Nr. 5149305 justiert eine voreingestellte Vorspannung, die von einer rohrförmigen Torsionsfeder mit einer festen Federkonstanten ausgeübt wird, jedoch wird die eigentliche Torsionskraft oder Federkonstante an sich nicht verändert. Für manche Anwendungen kann diese Art der Justierung ungenügend sein; wünschenswerter ist eine elastomere Torsionsvorrichtung, in welcher die Rückstellkraft selbst (Torsionswiderstand) über einen weiten Bereich einstellbar ist.
Die US-A-2822677 offenbart eine verstellbare Torsionsvorrichtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche, enthaltend eine Feder vom Torsionstyp, die durch Drehen eines mit Keilwellenprofil versehenen Endabschnittes der Feder unter Spannung gesetzt wird. Wenn das gewünschte Maß der Spannung erreicht ist, wird ein rohrförmiges Kuppelelement auf den keilwellenförmigen Teil der Feder gesetzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Torsionsvorrichtung vorzusehen, die ein federndes elastomeres Torsionselement verwendet, das leicht und schnell verstellt werden kann, um den Torsionswiderstand (Rückstellkraft) der Vorrichtung über einen weiten Bereich zu ändern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, billigen und dennoch höchst dauerhaften Torsionsvorrichtung, die ein elastomeres Torsionselement verwendet, das hinsichtlich der von der Vorrichtung gelieferten Rückstellkraft (Torsionswiderstand) in einfacher und bequemer Weise einstellbar ist.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung mit einem Basiselement und einem federnden elastomeren Torsionselement, welches einen Überlappungsbereich, der in ineinandergeschachtelter Relation mit dem Basiselement ausgerichtet ist, und einen Verlängerungsbereich aufweist, der über das Basiselement hinausreicht. Es ist eine Verblockungseinrichtung vorgesehen, die das Basiselement und das Torsionselement miteinander verbindet; die Verblockungseinrichtung verhindert eine relative Verdrehung zwischen dem Basiselement und dem Überlappungsbereich des Torsionselementes, ohne eine Verdrehung des Verlängerungsbereichs des Torsionselementes zu verhindern. Die Vorrichtung enthält ferner eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Positionen des Basis- und des Torsionselementes in Längsrichtung relativ zueinander über eine gegebene Verlagerungslänge, wodurch die Länge des Verlängerungsbereichs variiert wird und die elastische elastomere Gesamt-Torsionsrückstellkraft der Vorrichtung innerhalb eines vorbestimmten Kraftbereichs verstellt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine einstellbare elastomere Torsionsvorrichtung mit einem ersten rohrförmigen Torsionselement, das ein in Längsrichtung laufendes Verkeilungsprofil hat und einem zweiten Torsionselement, das koaxial innerhalb des ersten Torsionselementes ausgerichtet ist und ein in Längsrichtung laufendes äußeres Verkeilungsprofil hat, das mit dem Verkeilungsprofil des ersten Torsionselementes verzahnt ist; ein Verlängerungsbereich des ersten oder des zweiten Torsionselementes erstreckt sich in Axialrichtung über ein vorbestimmtes Ende des anderen Torsionselementes hinaus. Mindestens ein Torsionselement, nämlich das mit dem Verlängerungsbereich versehene Exemplar, ist aus einem verwindbaren, federnden elastomeren Harz gebildet. Die Vorrichtung weist ferner eine Verstelleinrichtung auf, um das erste und das zweite Torsionselement in Längsrichtung relativ zueinander zu verstellen und somit die Länge des Verlängerungsbereichs zu verändern, wodurch die Torsionswiderstandskraft der Vorrichtung modifiziert wird.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt ungefähr entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine in einem etwas vergrößerten Maßstab gezeichnete Aufrißdarstellung, die den Betrieb der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 bei einem Niveau der Verstellung zeigt;
Fig. 4 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 3 die gleiche Vorrichtung in einer Einstellung zur Realisierung eines anderen Torsionswiderstandes bzw. einer anderen Rückstellkraft;
Fig. 5 zeigt in einer teilweise schematischen Schnittansicht ähnlich der Fig. 1 eine andere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ist eine Orthogonalansicht der Vorrichtung nach Fig. 5, wobei Teile zur besseren Veranschaulichung weggelassen sind;
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer teilweise schematischen Schnittansicht von der Seite ähnlich den Figuren 1 und 5;
Fig. 8 ist eine detaillierte Schnittansicht ungefähr gemäß der Linie 8-8 der Fig. 7, wobei zur besseren Veranschaulichung ein Teil der Vorrichtung weggelassen ist;
Fig. 9 zeigt eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung in einer teilweise schematischen Schnittansicht von der Seite ähnlich den Figuren 1, 5 und 7;
Fig. 10 zeigt teilweise im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 zeigt einen Schnitt ungefähr entlang der Linie 11-11 der Fig. 10, und
Fig. 12 ist eine End-Aufrißdarstellung, die zeigt, wie die Vorrichtung nach den Figuren 10 und 11 in der Installation eines Förderband-Abstreichers verwendet werden kann.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Figuren 1, 3 und 4 zeigen eine stufenlos verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung 10, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Die Fig. 2 ist eine Detail-Querschnittsansicht der Vorrichtung 10, wobei der Schnitt ungefähr entlang der Linie 2-2 des Fig. 1 gelegt ist.
Die Vorrichtung 10 nach den Figuren 1-4 enthält ein erstes rohrförmiges Torsionselement 10, das hier manchmal auch als Basiselement bezeichnet sei. Das Basiselement 10 hat ein sich in Längsrichtung erstreckendes inneres Verkeilungsprofil, das sechs nach innen vorstehende langgestreckte Keilelemente (Keile) 12-17 enthält, die konzentrisch um eine mittlere Achse 18 angeordnet sind und voneinander durch T-förmige Keilaufnahmefächer oder Keilnuten getrennt sind. Die Verteilung und Anordnung der inneren Keilvorsprünge 12-17 in Relation zur Achse 18 und die Konfiguration der Aufnahmeräume zwischen den Keilelementen 12-17 sind am besten in Fig. 2 gezeigt. Jedes der Keilelemente 12-17 hat eine im wesentlichen T-förmige Querschnittsgestalt; die Räume zwischen ihnen sind ebenfalls T-förmig.
Bei der in den Figuren 1-4 dargestellten Konstruktion für die Torsionsspannvorrichtung 10 ist das Torsionselement 11 von einer formstabilen rohrförmigen Konfiguration, symmetrisch in Bezug auf die Achse 18. Es bildet die Basis für die Vorrichtung 10. Bei der dargestellten Konstruktion besteht das Basis- Torsionselement 11 aus gegossenem Urethanharz und enthält eine Vielzahl eingegossener, sich in Längsrichtung erstreckender Versteifungsstäbe oder -elemente 19. Am rechten Ende des Torsionselementes 11 befindet sich eine angeformte innere Schulter 21. Die Schulter 21 ist im Eingriff mit dem Umfangsteil 22 eines becherförmigen Halteelementes, das einen Flansch 23 aufweist. Der Flansch 23 ist ebenfalls im Eingriff mit der Schulter 21 des ersten Torsionselementes 11, also der Basis der Vorrichtung 10. Der becherförmige Teil 22 des Halteelementes ist an einem Rahmen 24 befestigt; der Rahmen 24 ist nicht Teil der Erfindung.
Die verstellbare Torsionsspannvorrichtung 10 nach den Figuren 1-4 weist ferner ein zweites Torsionselement 25 auf, das koaxial innerhalb des ersten Torsionselementes, also der Basis 11, ausgerichtet ist. Das Torsionselement 25 ist aus einem verwindbaren elastomeren Harz gegossen; für das Torsionselement 25 kann Gummi verwendet werden, bevorzugt ist jedoch ein elastoiueres Urethanharz in einem Shore-Härtemesserbereich von 65-90 auf der A-Skala. Das zweite Torsionselement 25 hat eine Vielzahl langgestreckter äußerer Keilelemente 32-37, die einszu-eins mit den Innenkeilen 12-17 des ersten Torsionselementes 11 verzahnt sind, wie am besten in Fig. 2 gezeigt. Jeder der nach außen vorstehenden Keile 32-37 am Torsionselement 25 hat T-förmige Querschnittsgestalt und ist der Konfiguration und der Größe des Raums zwischen jeweils zweien der inneren Keile 12-17 des Basiselementes 11 angepaßt, so daß die Keile 32-37 des Torsionselementes 25 eng mit den Keilen 12-17 des Basis- Torsionselementes 11 verzahnt sind. Infolgedessen können sich die beiden Torsionselemente 11 und 25 im Bereich 26, wo sich diese Torsionselemente überlappen (Fig. 1), nicht relativ zueinander drehen. Natürlich gilt dies nicht für den Verlängerungsbereich 27 des zweiten Torsionselementes 25, der vom ersten Torsionselement, also der Basis 11, nach außen vorsteht, wie es ebenfalls sehr deutlich in Fig. 1 veranschaulicht ist.
Die stufenlos verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung 10 nach den Figuren 1-4 enthält ferner ein langgestrecktes Zahnstangenelement 28, das in der dargestellten Konstruktion koaxial in Bezug auf die beiden Torsionselemente 11 und 25 ist. Das heißt, alle drei Elemente 11, 25 und 28 sind in Bezug auf die Achse 18 symmetrisch. Die Zahnstange 28 erstreckt sich durch beide Torsionselemente 11 und 25; sie ist länger als jedes der beiden Torsionselemente. Am äußeren Ende der Zahnstange 28 ist ein Anschlagglied 29 angeordnet. Die Zahnstange 28 ist mit einer am Flansch 23 des Halteelementes 22, 23 angreifenden Scheibe 31 verstiftet, z.B. mittels der Stifte 38 (Fig. 1). Somit ist die Zahnstange 28 in ihrer axialen Lage gegenüber dem Rahmen 24 fest, sie kann sich jedoch gegenüber dem Rahmen drehen.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Verstelleinrichtung auf, dargestellt als ein Mechanismus 39 (Figuren 1, 3 und 4), um das erste und das zweite Torsionselement 11 und 25 axial (in Längsrichtung) relativ zueinander über eine gegebene Verlagerungslänge L zu verstellen und dadurch die axiale Länge des Verlängerungsbereiches 27 des Torsionselementes 25 zu verstellen. Dies geschieht zur Modifizierung des Torsionswiderstandes bzw. der Torsions-Rückstellkraft des Verlängerungsbereichs 27 des zweiten Torsionselementes 25 über einen vorbestimmten Kraftbereich, wie es ausführlicher nachstehend erläutert wird.
Bei der in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellten Konstruktion ist die Verstelleinrichtung 39 in einem Kragen 41 angeordnet, der als integraler Teil des äußeren Endes des Torsionselementes 25 angegossen ist. Der Verstellmechanismus enthält ein drehbares Zahnrad 42, das an einer Welle 43 befestigt ist; das Zahnrad 42 kämmt mit der Zahnstange 28. Die Welle 43 erstreckt sich durch eine Öffnung 44 im Kragen 41 und ist in einer im Kragen 41 angeordneten Büchse 45 gelagert. Ein am äußeren Ende der Welle 43 befestigter Stellgriff 46 vervollständigt die Verstelleinrichtung, also den Mechanismus 39, wie in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellt.
Am anderen Ende des Zahnstangenelementes 28, also am rechten Ende 48 beim Anblick der Figuren 1, 3 und 4, ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Zahnstange 28 zu verdrehen und dadurch eine verwindende Torsionskraft auf das Torsionselement 25 auszuüben. In den Zeichnungen ist diese kraftausübende Einrichtung als eine Scheibe 50 gezeigt, die mit dem Ende 48 der Zahnstange 28 verstiftet oder auf andere Weise fest verbunden ist. Die Scheibe 50 kann mit einem Handgriff 49 oder irgendeiner anderen gewünschten Einrichtung zum Drehen der Zahnstange 28 versehen sein.
Für die Betrachtung der Arbeitsweise der verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung bzw. des Spanners 10 nach den Figuren 1-4 ist vielleicht der beste Ausgangspunkt die hinsichtlich der Torsion ungespannte Position des Mechanismus, wie in Fig. 1 gezeigt. Diese Position ist ziemlich die gleiche wie in Fig. 3, nur daß in Fig. 3 eine Torsionskraft an die Vorrichtung 10 gelegt worden ist, indem der Handgriff 49 gegen den Uhrzeigersinn, also in Richtung des Pfeils A1 gedreht worden ist. Diese Drehbewegung bewirkt eine gleiche Drehung der Zahnstange 28, wodurch der Verlängerungsbereich 27 des Torsionselementes 25 in die in Fig. 3 dargestellte Konfiguration verwunden wird. Im Überlappungsbereich 26 zwischen den beiden Torsionselementen 11 und 25 gibt es keine entsprechende Drehung, weil diese beiden Elemente dort, wo sie sich überlappen, effektiv miteinander verblockt sind, durch den Eingriff der Keile 12-17 des Basis-Torsionselementes 11 mit den Keilen 32-37 des Torsionselementes 25. Eine Verwindung des Elementes 11 wird durch die Stahleinlagen 19 wirksam verhindert.
Das Torsionselement 25 setzt seiner Verdrehung in die in Fig. 3 dargestellte Position Widerstand entgegen. Wenn der Handgriff 49 losgelassen wird, dann treibt der Verlängerungsbereich 27 des Torsionselementes 25 die Vorrichtung 10 aus der in Fig. 3 gezeigten Position in die in Fig. 1 gezeigte Position zurück, infolge des federnden, elastomeren Aufbaus, der für das Torsionselement 25 verwendet ist. Der Torsionswider- stand des Verlängerungsbereiches 27 des Torsionselementes 25 ändert sich so lange nicht, wie die Torsionselemente 11 und 25 in ihrer Relativlage zueinander bleiben, wie sie in den Zeichnungen, Fig. 1 und 3, gezeigt ist.
In einem gegebenen Fall kann es erwünscht sein, den Torsionswiderstand (die Torsions-Rückstellkraft) der Vorrichtung 10 zu vermindern. Zu diesem Zweck kann der Stellgriff 46 im Uhrzeigersinn gedreht werden, in Richtung des Pfeils B1 in Fig. 1. Wenn dies getan wird, zieht der Verstellmechanismus 39 den angegossenen Kragen 41 des Torsionselementes 25 in Längsrichtung aus dem Torsionselement 11 heraus; diese Verstellung kann bis zu der in Fig. 4 gezeigten maximalen Ausfahrposition weitergehen. Die Grenze für diese Bewegung ist durch das Anschlagglied 29 am äußeren Ende der Zahnstange 28 vorgesehen. Das Anschlagglied 29 verhindert eine weitere Auswärtsbewegung des Kragens 41, wenn der Anschlag von der Büchse 45 berührt wird. In dieser Position ist der Torsionswiderstand (Rückstellkraft) des Verlängerungsbereichs 27 des Torsionselementes 25 erheblich vermindert. Infolgedessen verdreht, wenn in dieser Position (Fig. 4), das Anlegen derselben Torsionskraft auf den Handgriff 49 das äußere Ende des Torsionselementes 25 viel weiter, als er es beim vorherigen Beispiel gemäß Fig. 3 tat. Die Folge ist, daß trotz gleicher Krafteinwirkung auf den Handgriff 29 die Verdrehung oder Drehbewegung des äußeren Endes des Torsionselementes 25 und der Zahnstange 28 viel größer ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn der Handgriff 49 losgelassen wird, treibt die Torsions-Rückstellkraft, die vom Torsionselement 25 und insbesondere von seinem Verlängerungsbereich 27 ausgeübt wird, die Zahnstange 28 und das zweite Torsionselement 25 in Richtung des Pfeils A2 in deren ursprüngliche Positionen zurück.
Eine umgekehrte Drehung des Griffs 46 der Verstelleinrichtung 29 in Richtung des Pfeils B2 (Fig. 1) führt zu einem gleich großen, aber entgegengesetzten Ergebnis. Wenn also der Griff 46 gedreht wird, um das Torsionselement 25 in Längsrichtung entlang der Zahnstange 28 nach rechts in Fig. 1 zu fahren, was die Länge des Verlängerungsbereichs 27 vermindert und die Länge des Überlappungsbereichs 26 innerhalb des Torsionselementes 11 vergrößert, dann wird der Torsionswiderstand (Rückstellkraft) erhöht. Die Endgrenze für diese Bewegung ist das Zusammenstoßen des Kragens 41 des Torsionselementes 25 mit dem äußeren Ende 47 der Basis der Vorrichtung 10, also dem Torsionselement 11. In dieser Grenzposition, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist die Länge des Verlängerungsbereichs 27 des Torsionselementes 25 im wesentlichen null; für alle Absichten und Zwecke ist der Torsionswiderstand der Vorrichtung 10 faktisch unendlich. Sie kann nicht verwunden werden. Man sieht also, daß die Gesamtverlagerungslänge für die Verstellung der Vorrichtung 10 dem Längenmaß L in den Figuren 1, 3 und 4 entspricht.
Es sei bemerkt, daß die Vorrichtung 10, was das Anlegen einer Torsionskraft über den Handgriff 49 oder eine andere geeignete Einrichtung angeht, bidirektional funktioniert. Das heißt, dem anfänglichen Anlegen einer Kraft an die Zahnstange 28 in Richtung des Pfeils A2 setzt der Verlängerungsbereich 27 des Torsionselementes 25 den gleichen Widerstand und die gleiche Rückstellkraft entgegen wie im Falle des Anlegens einer gleich großen Kraft in Richtung des Pfeils A1. Eine Verstellung der Länge des Verlängerungsteils 27 über dessen gesamte Verlagerungslänge L (vom Anschlagglied 41 zur Oberfläche 47, Fig. 1) verstellt die Rückstellkraft der Vorrichtung 10 kontinuierlich über einen vorbestimmten Bereich.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine stufenlos verstellbare Torsionsvorrichtung 110, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Vorrichtung 110 enthält ein erstes Torsionselement 111, das rohrförmig in dem Sinne ist, daß es eine mittlere axiale Öffnung hat. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist das erste Torsionselement 111 die Basis der Vorrichtung 110. Das Element 111 unterscheidet sich jedoch vom ersten Torsionselement 11 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, weil es in seiner äußeren Gestalt rechteckig ist. Ferner ist das erste Torsionselement 111 der Vorrichtung 110 vorzugsweise aus einem Material gegossen oder anderweitig geformt, das relativ formstabil ist und somit keine merkliche Verwindungsdeformation erfährt. Das Element 111 könnte aus einem Metallblock gebildet sein, der zu der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Gestalt bearbeitet ist. Vorzugsweise wird ein starrer Kunststoff-Formling verwendet. Das Torsionselement 111 hat zwei nach innen vorstehende Keilelemente 112 und 113. Diese Elemente haben im dargestellten Fall rechteckige Querschnittsform, sie können aber auch T- förmigen Querschnitt wie bei der ersten Ausführungsform haben.
In der stufenlos verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung 110 nach den Figuren 5 und 6 ist ein zweites Torsionselement 125 vorhanden, das koaxial mit der mittleren Öffnung im ersten Torsionselement 111 ausgerichtet ist und darin einsitzt. Diese zweite Torsionselement 125 kann aus Gummi, einem elastomeren Urethan oder einem anderen verwindbaren elastomeren Harz hergestellt sein. Es hat zwei in Längsrichtung laufende Keilnuten 132 und 131, welche die Keilelemente 112 und 113 des ersten Torsionselementes 111 aufnehmen.
Wie zuvor existiert ein Längsbereich 126 (Fig. 5), in dem sich die beiden Torsionselemente 111 und 125 im Inneren der mittleren Öffnung des Torsionselementes 111 überlappen. Andererseits gibt es einen Verlängerungsbereich 127 des Torsionselementes 125, der über das Torsionselement 111 hinaussteht. Das äußere Ende des zweiten Torsionselementes 125, nämlich sein dem Torsionselement 111 abgewandt liegendes Ende, ist an einem steifen Kragen 141 befestigt, der in der Fig. 5 als Metallkragen dargestellt ist. Der Kragen 141 könnte gewünschtenfalls aber auch integral am Torsionselement 125 angeformt sein, wie bei der ersten Ausführungsform Eine langgestreckte steife Zahnstange 128 erstreckt sich axial durch den von den Torsionselementen 111 und 125 in der Vorrichtung 110 gebildeten Aufbau. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann am äußeren Ende der Zahn- stange 128, jenseits des Kragens 141, ein Anschlagglied 129 angebracht sein. Eine mit einem Handgriff 149 ausgestattete Drehungsscheibe 147 ist im dargestellten Fall am äußeren Ende 148 der Zahnstange 128 angeordnet. Anstelle der Scheibe 147 und des Handgriffes 149 können gewünschtenfalls auch andere geeignete Einrichtungen zum Anlegen einer Torsionskraft verwendet werden.
Die Torsionsvorrichtung 110 enthält einen Verstellmechanismus 139, der in Fig. 5 gezeigt, aber in Fig. 6 fortgelassen ist. Wie zuvor enthält der Verstellmechanismus eine Welle 143, die im Kragen 141 gelagert ist. Die Welle 143 trägt ein Zahnrad 142, das mit der Zahnstange 128 kämmt. Die Verstelleinrichtung 139 verbindet somit die Zahnstange 128 mit dem äußersten Ende des Torsionselementes 125, so daß die Verstelleinrichtung verwendet werden kann, um das Torsionselement 125 in Längsrichtung relativ zum Torsionselement (Basis) 111 über eine gegebene Verlagerungslänge L zu verstellen. Auf diese Weise kann durch den Mechanismus 139 die Länge des axialen Verlängerungsbereiches 127 verstellt werden, um den Torsionswiderstand der Vorrichtung 110 innerhalb eines vorbestimmten Kraftbereichs zu modifizieren.
Die Arbeitsweise der verstellbaren Torsionsvorrichtung 110 nach den Figuren 5 und 6 ist im wesentlichen gleich derjenigen, die oben in Verbindung mit den Figuren 1-4 beschrieben wurde, und wird daher nicht noch einmal beschrieben. Obwohl die Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche ist, gibt es einige Unterschiede in den beiden Vorrichtungen. Statt einer Sechsfach-Keilverbindung zwischen den beiden Torsionselementen 111 und 112 werden in der Vorrichtung 110 zwei Keile und damit zusammenpassende Keilnuten verwendet. Das eine Torsionselement 111 ist ein durch und durch starres Element, anstelle der Ausbildung des Urethanharzelementes mit in diesem Element eingegossenen Versteifungselementen. Der Kragen 141 ist, wie oben erwähnt, kein integraler Teil des zweiten Torsionselementes 125, jedoch dient das federnde elastomere Torsionselement 125 bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung dem gleichen Zweck wie das Torsionselement 25 bei der vorherigen Ausführungsform Wie zuvor wird die Länge L der Längsbewegung des Torsionselementes 125 relativ zum Basis-Torsionselement 111 an einem Ende durch ein Anschlagglied 129 an der Zahnstange 128 begrenzt und am anderen Ende durch Anschlag des Kragens 141 an der Endoberfläche 147 des ersten Torsionselementes, also der Basis 111, begrenzt. Wie zuvor ist die Vorrichtung 110 bidirektional; der Verlängerungsbereich 127 des Torsionselementes 125 kann anfänglich entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verwunden werden. In beiden Fällen funktioniert die Vorrichtung 110 auf gleiche Art.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit etwas größeren Unterschieden ist in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Die schematisch in den Figuren 7 und 8 dargestellte stufenlos verstellbare Torsionsvorrichtung 210 enthält ein erstes rohrförmiges Torsionselement 211, in dem sich vier Keilnuten 212-215 befinden, wie am besten in Fig. 8 zu sehen ist. In der Vorrichtung 210 ist das erste Torsionselement 211 nicht das formstabile Basiselement; stattdessen ist es das verwindbare, elastomere Element der Vorrichtung. Das heißt, das Element 211 ist vorzugsweise aus einem verwindbaren, federnden elastomeren Harz wie etwa Gummi oder, vorzugsweise, einem elastomeren Urethanharz im Bereich von 65 bis 90 Shore-A-Härtemeßeinheiten.
Wie am besten in Fig. 7 dargestellt, ist das äußere oder rechte Ende des Torsionselementes 211 an einer steifen Scheibe 274 befestigt, die dazu dient, eine Eingangs-Torsionskraft an die Vorrichtung zu legen. Für die Befestigung der Scheibe 247 am Torsionselement 211 können beliebige bevorzugte Mittel wie z.B. die in Fig. 7 gezeigten beiden Stifte 252 verwendet werden. Die Scheibe 274 ist im dargestellten Fall mit einem Handgriff 249 ausgestattet, um eine Torsionskraft auf die Vorrichtung auszuüben, speziell auf das rechte Ende 240 des Torsionselementes 211. Es können auch andere Mechanismen zum Anlegen einer Torsionskraft verwendet werden.
Die stufenlos verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung 210 nach den Figuren 7 und 8 enthält außerdem ein zweites Torsionselement 225, das als die Basis der Vorrichtung 210 funktioniert. Dieses zweite Torsionselement 225 paßt in das erste Torsionselement 211 und hat vier äußere Keile 232-235, deren jeder in einem jeweils zugeordneten Exemplar der Keilnuten 211-215 im ersten Torsionselement 211 aufgenommen ist. Die Keile 232-235 und die Keilnuten 212-215 haben im dargestellten Fall rechteckige Querschnittsform (Fig. 8), es können aber auch T-förmige Keile und Keilnuten verwendet werden. Das Torsionselement 225 sei aus einem steifen, relativ unverwindbaren Material hergestellt. Im dargestellten Fall ist es ein Metallstab mit vorstehenden Keilen 232-235. Bei der dargestellten Konstruktion sind alle bis hierher beschriebenen Elemente symmetrisch in Bezug auf eine zentrale Längsachse 218. Das äußere, linke Ende des zweiten Torsionselementes 225, also das vom ersten Torsionselement 211 am weitesten entfernt liegende Ende des zweiten Torsionselementes, ist an einem Verankerungs- oder Scheibenelement 229 befestigt (Fig. 7). Das Element 229 kann an einem Rahmen befestigt oder in anderer Weise in fester Position verankert sein.
Eine Zahnstange 251 springt vom ersten Torsionselement 211 radial nach außen vor. Vorzugsweise ist die Zahnstange 251 einstückig mit dem Element 211. Mit der Zahnstange 251 kämmt ein Zahnrad 242, das auf einer Welle 243 sitzt, die Teil eines Verstellmechanismus 239 ist. Wie am besten in Fig. 8 gezeigt, kann sich die Welle 243 durch einen festen Lagerblock 263 erstrecken und darin gelagert sein. Der Block 263 kann an einem Rahmen befestigt sein oder anderweitig in fester Position relativ zur Vorrichtung 210 gehalten sein. Ein Stellgriff 246 ist an dem vom Zahnrad 242 abgewandten Ende der Welle 243 befestigt, wie in Fig. 8 gezeigt. In der Vorrichtung 210 nach den Figuren 7 und 8 gibt es wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung einen Bereich 226, wo sich die beiden Torsionselemente 211 und 225 überlappen, vgl. Fig. 7. Es gibt aber auch einen zusätzlichen Bereich 227 des Torsionselementes 211, das im vorliegenden Fall das verwindbare elastomere Element der Torsionsvorrichtung ist, der über das zweite Torsionselement 225 hinaussteht. Durch Verstellen der Länge dieses Verlängerungsbereiches 227 über eine gegebene Verlagerungslänge, unter Verwendung der Verstelleinrichtung 239, kann der Torsionswiderstand (Torsions-Rückstellkraft) der Vorrichtung 210 auf irgendeinen gewünschten Wert eingestellt werden. So kann durch Drehen der Welle 243 und des Zahnrades 242 in Richtung des Pfeils B1 das erste Torsionselement 211 weiter zum zweiten Torsionselement 225 hin bewegt werden, was den Torsionswiderstand der Vorrichtung 210 erheblich erhöht. Umgekehrt wird durch Drehen der Welle 243 und ihres Zahnrades 242 in der entgegengesetzten Richtung gemäß dem Pfeil B2 der Verlängerungsbereich 227 des Torsionselementes 211 verlängert, der Torsionswiderstand der Vorrichtung wird reduziert, und es wird leichter, die Vorrichtung zu verwinden. Natürlich übt bei dieser Einstellung die Vorrichtung eine geringere Torsions-Rückstellkraft aus, wenn sie verwunden wird. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung 210 in ihrer Arbeitsweise voll bidirektional (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn).
Eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 9 gezeigt; sie ist ähnlich der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Konstruktion, jedoch gibt es Unterschiede. Die in der Fig. 9 schematisch dargestellte verstellbare Torsionsvorrichtung 310 enthält ein erstes rohrförmiges Torsionselement 311, in dem sich vier Keilnuten befinden, ähnlich denjenigen, die in Fig. 8 gezeigt sind; in der Fig. 9 sind drei solche Keilnuten 312, 314 und 315 zu erkennen. In der Vorrichtung 310 ist das erste Torsionselement 311 nicht das steife Basiselement; es ist das verwindbare, federnde elastomere Element der Vorrichtung. Somit ist das Element 311 vorzugsweise ein Formling aus einem verwindbaren, elastomeren Harz wie etwa Gummi oder vorzugsweise einem elastomeren Urethanharz im Shore-A- Härtemesserbereich von 65-90. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist das äußere oder rechte Ende des Torsionselementes 311 eine angeformte Scheibe 347, die zum Anlegen einer Eingangs-Torsionskraft an die Vorrichtung dient. Die Scheibe 347, die steifer gemacht sein kann als der Körper des Torsionselementes 311, ist mit einem Handgriff 349 versehen, um eine Torsionskraft an die Vorrichtung anzulegen, speziell an das "freie" Ende des Torsionselementes 311. Abgesehen von den Bezugszahlen sähe eine Querschnittsansicht der Vorrichtung 30 nach Fig. 9 sehr ähnlich aus wie im Fall der Vorrichtung 210 nach Fig. 8.
Die verstellbare Torsionsvorrichtung 310 nach Fig. 9 enthält ein zweites Torsionselement 325, das als Basis der Vorrichtung funktioniert. Das zweite Torsionselement 32 paßt in das Torsionselement 311 und hat vier äußere Keile (in der Fig. 9 sind die Keile 332-334 zu erkennen), deren jeder in einem jeweils zugeordneten Exemplar der Keilnuten 312-314 im ersten Torsionselement 311 aufgenommen ist. Die Keile und die damit zusammenpassenden Keilnuten können rechteckigen Querschnitt haben, wie in Fig. 8 gezeigt; es können aber auch T-förmige Keile und Keilnuten oder andere Konfigurationen verwendet werden. Das Torsionselement 325 kann aus einem steifen, relativ unverwindbaren Aufbau bestehen. Im dargestellten Fall ist es ein Metallstab mit vorstehenden Keilen. Beim dargestellten Aufbau sind alle bis hierher beschriebenen Elemente symmetrisch in Bezug auf eine zentrale Achse 318. Das äußere linke Ende des zweiten Torsionselementes 325, also das am weitesten vom ersten Torsionselement 311 entfernt liegende Ende, hat einen angeformten Flansch 361, der in eine Ausnehmung in einem Rahmenelement 362 paßt und darin mittels eines Halteelementes 363 gehalten wird, welches durch geeignete Mittel wie z.B. eine Mehrzahl von Schrauben 364 am Rahmen befestigt ist. Das zweite Torsionselement 325 der Vorrichtung 310 dient als die Basis für die Vorrichtung 310.
Die äußere Umfangsoberfläche des ersten Torsionselementes 311 ist mit einem kontinuierlichen äußeren Schraubengewinde 351 versehen, das im Eingriff mit einem Innengewinde an einem Ende 342 eines Verstellzylinders 343 in Eingriff ist. Der Zylinder 343 ist drehbar am Rahmenelement 362 gelagert, mittels eines am Rahmenelement festgeschweißten Halteflansches 365 und eines Halteringes 366, der eine Drehung des Zylinders 343 gestattet, aber den Zylinder von einer Axialbewegung abhält. Die Elemente 342, 343, 365 und 366 bilden in Verbindung mit dem Gewinde 351 eine Verstelleinrichtung 339 zum Ändern der axialen Relativposition zwischen den Torsionselementen 311 und 325 über eine gegebene Verlagerungslänge.
In der verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung 310 nach Fig. 9 gibt es wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen einen Bereich 326, wo sich die beiden Torsionselemente 311 und 325 überlappen. Es gibt aber auch einen zusätzlichen Verlängerungsbereich 327 des das verwindbare Element der Torsionsvorrichtung darstellenden Torsionselementes 311, der über das zweite Torsionselement 325 hinausreicht. Durch Verstellen der Länge dieses Verlängerungsbereiches 327 unter Verwendung der Verstelleinrichtung 339 kann der Torsionswiderstand (Torsions-Rückstellkraft) der Vorrichtung 310 auf irgendeinen gewünschten Wert innerhalb eines vorbestimmten Kraftbereichs eingestellt werden. So kann durch Drehen des Zylinders 343 in der einen Richtung das erste Torsionselement 311 weiter zum zweiten Torsionselement 325 hinbewegt werden, was den Torsionswiderstand und die Rückstellkraft der Vorrichtung 310 erheblich vergrößert. Umgekehrt wird durch Drehen des Zylinders 343 in der entgegengesetzten Richtung der Verlängerungsbereich 327 des Torsionselementes 311 verlängert, der Torsionswiderstand der Vorrichtung wird vermindert, und es ist leichter, die Vorrichtung zu verwinden. Natürlich übt die Vorrichtung bei dieser Einstellung eine kleinere Torsions- Rückstellkraft am Ende der Verwindung aus. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung 310 in ihrer Arbeitsweise voll bidirektional (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn).
Die Figuren 10 und 11 zeigen eine verstellbare Torsionsvorrichtung 510, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Vorrichtung 510 enthält ein erstes rohrförmiges Torsionselement 511. Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform dient das erste Torsionselement 511 als die Basis der Vorrichtung 510. Das Element 511 ist ähnlich dem ersten Torsionselement 11 in der Vorrichtung 10 nach den Figuren 1-4, weil es eine runde äußere Gestalt hat. Das erste Torsionselement 511 der Vorrichtung 510 kann aus einem Material gegossen oder anderweitig geformt sein, das relativ steif ist und somit keine merkliche Verwindungsdeformation erfährt; vorzugsweise aber ist das Torsionselement 511 in der in den Figuren 10 und 11 dargestellten Konfiguration aus einem elastomeren Urethanharz im Bereich von 65 bis 90 Shore-Härtemessereinheiten der Skala A gegossen. Das Torsionselement 111 hat acht nach innen radial vorstehende Keilelemente 512, die durch eine entsprechende Anzahl von Keilnuten voneinander getrennt sind. Diese Elemente sind in der Fig. 11 mit T-förmigem Querschnitt gezeigt, genauso wie bei der ersten Ausführungsform.
In der verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung 510 nach den Figuren 10 und 11 befindet sich ein zweites Torsionselement 525, das koaxial innerhalb der zentralen Öffnung im ersten Torsionselement 511 einsitzend liegt. Dieses zweite Torsionselement 525 kann aus Gummi, einem elastomeren Urethan oder irgendeinem anderen verwindbaren elastomeren Harz bestehen. Es hat acht T-förmige, radial vorstehende longitudinale Keile 532, wie in Fig. 11 gezeigt. Die Keile 532 sind voneinander durch eine entsprechende Anzahl von Keilnuten getrennt, welche die Keilelemente 512 des ersten Torsionselementes 511 aufnehmen.
Wie zuvor überlappen sich in einem Längsbereich 526 (Fig. 10) die beiden Torsionselemente 522 und 525 innerhalb der zentralen Öffnung des Basis-Torsionselementes 511. Es gibt aber auch einen Verlängerungsbereich 527 des Torsionselementes 525, der über das Torsionselement 511 hinausreicht. Das äußere Ende des zweiten Torsionselementes 525, also das dem Torsionselement 511 abgewandte Ende, ist an einem steifen Kragen 541 befestigt, der in Fig. 10 als Metallkragen dargestellt ist. Der Kragen 541 könnte gewünschtenfalls dem ersten Torsionselement 525 aber auch angeformt sein, wie bei der ersten Ausführungsform. Der Kragen 541 hat einen äußeren Teil 542 mit einer Vielzahl radialer Löcher 543 zur Aufnahme eines ein Drehmoment anlegenden Werkzeuges. Ein weiterer Ring 544, in dem eine Vielzahl radialer Einstellöffnungen 545 gebildet ist, sitzt fest am Teil 542 des Kragens 541. Ein Stift 546 kann dann in einer der Öffnungen 545 gehalten sein und erstreckt sich in eines aus einer Reihe von Löchern 547 in einem Tragrohr 548, das sich koaxial durch die zentrale Öffnung in der Vorrichtung 510 erstreckt. Das Rohr 548 ist symmetrisch um die Längsachse 518.
Die Torsionsvorrichtung 510 enthält den Verstellmechanismus 539, der in der Fig. 10 gezeigt ist, aber in der Fig. 6 nicht erscheint. Der Verstellmechanismus 539 umfaßt die Welle 548, ihre Löcher 547, den Stift 546, den Kragenansatz 544 und die Einstellöffnungen 545. Die Verstelleinrichtung 539 verbindet somit den Kragen 541, 543 am äußersten Ende des Torsionselementes 525 mit dem Rohr 548. Die Verstelleinrichtung 539 kann dazu verwendet werden, die axiale Ausrichtung des Torsionselementes 525 relativ zum anderen Torsionselement (Basis) 511 über eine gegebene Verlagerungslänge L entsprechend dem Abstand zwischen den äußersten Löchern 547 im Tragrohr 548 zu verstellen. In dieser Weise kann die Länge des axialen Verlängerungsbereiches 527 mittels des Mechanismus 539 verstellt werden, um den Torsionswiderstand der Vorrichtung 510 innerhalb eines vorbestimmten Kraftbereiches zu verstellen. In der Fig. 10 ist der Verlängerungsbereich 527 in seinem mittleren Zustand dargestellt; er kann zur Vergrößerung des Torsionswiderstandes verkürzt oder zur Verminderung des Torsionswiderstandes der Vorrichtung 510 verlängert werden.
Die Arbeitsweise der verstellbaren Torsionsvorrichtung 510 nach den Figuren 10 und 11 ist im allgemeinen ähnlich derjenigen, die oben in Verbindung mit der Vorrichtung 10 nach den Figuren 1-4 beschrieben wurde. Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen den beiden Vorrichtungen. Anstelle einer Sechsfach-Verkeilung zwischen den beiden Torsionselementen 11 und 25 nach den Figuren 1-4 werden in der Vorrichtung 512 acht Keile und dazu passende Keilnuten verwendet. Das Basis- Torsionselement 511 in der Vorrichtung 510 ist elastisch, anstatt mit eingegossenen Versteifungselementen versehen zu sein, gewünschtenfalls können aber Versteifungsglieder oder sogar ein starres Basiselement verwendet werden. Der Kragen 541 ist wie oben erwähnt kein angeformter Teil des zweiten Torsionselementes 525, jedoch dient das elastische elastomere Torsionselement 525 bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung dem gleichen Zweck wie das Torsionselement 25 in der Vorrichtung 10. Wie zuvor ist die Längsbewegung des Torsionselementes 525 relativ zum Basis-Torsionselement 511 in beiden Längsrichtungen begrenzt. Außerdem ist die Vorrichtung 510 wie oben hinsichtlich der Torsion bidirektional; der Verlängerungsbereich 527 des Torsionselementes 525 kann zu Anfang entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verdreht werden. In beiden Fällen macht die Vorrichtung 510 das gleiche.
Die Fig. 12 veranschaulicht die Verwendung der verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung 510 als Spanner oder Spannvorrichtung in einem Förderband-Abstreicher zum Säubern der äußeren Oberfläche eines Förderbandes 600, das um eine Kopfrolle 601 läuft. Die Installation des Bandsäuberers enthält ein Bandabstreicherblatt 602, das an einem Vierkantrohrabschnitt 603 gehalten wird, der ein Teil des Abstreicherblattes 602 ist. Dies ist das Abstreicherblatt nach dem Patent Nr. 5222589 von Gordon. Am einen Ende paßt das Rohr 603 über einen Abschnitt des Tragrohres 548 der Vorrichtung 510 und ist am Tragrohr durch geeignete Mittel wie z.B. zwei Klemmschrauben 604 befestigt. Das andere Ende des Rohrs 603 paßt über ein Tragrohr 606, das denselben Außendurchmesser wie das Tragrohr 548 hat, und ist dort durch geeignete Mittel wie z.B. zwei Klemmschrauben 605 befestigt. Am Tragrohr 606 ist ein Kragen 607 befestigt, der an einem festen Rahmen (nicht gezeigt) gehalten wird. In ähnlicher Weise ist der Kragen 608, der Teil des Torsionselementes 511 (siehe Fig. 10) ist, an einem anderen Rahmenelement (nicht gezeigt) befestigt. In der Fig. 12 ist die Vorrichtung 510 in ihrem Einstellzustand für höchste Torsionskraft dargestellt, wobei der Stift 546 in das innerste Loch 547 im Rohr 548 greift.
Eine Verstellung des effektiven Torsionswiderstandes der Vorrichtung 510 erfolgt einfach durch Bewegen ihres Kragens 541 längs dem Tragrohr 548 und Eingreifen des Stiftes 546 in irgendeines der fünf Löcher 547. Immer wenn das Förderband- Abstreichblatt 602 aus der gezeigten, das Band 600 berührenden Position nach außen geschwenkt wird, z.B. durch eine starke Ablagerung auf dem Förderband oder durch eine mechanische Verbindungsstelle im Band, wird es durch den Torsionswiderstand der Vorrichtung 510 schnell wieder in seine ursprüngliche Position gebracht. Der Betrag des Torsionswiderstandes natürlich wird eingestellt durch die Position des Kragens 541 und die damit verbundene Einstellung der Länge der Verlängerung 527 des Torsionselementes 525 relativ zum Torsionselement 511.
Aus den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß viele Varianten in der Konstruktion der erfindungsgemäßen verstellbaren elastomeren Torsionsvorrichtung realisiert werden können; natürlich sind auch weitere Modifikationen möglich. Bei jeder Ausführungsform sind zwei Torsionselemente vorhanden, wobei das eine Torsionselement, das gewöhnlich als die Basis der Vorrichtung dient, ruhend oder federnd sein kann. Das andere Torsionselement ist stets elastomer und federnd. Die beiden Torsionselemente sitzen teilweise ineinander, um einen Überlappungsbereich zu bilden, wo sie sich nicht relativ zueinander verdrehen können. Ein Verlängerungsbereich des elastischen Torsionselementes der aus dem äußeren Torsionselement heraussteht, kann verdreht werden.
Bei jeder Ausführungsform gibt es eine Verstelleinrichtung, um die Länge des Verlängerungsteils des elastischen Torsionselementes zu ändern und dadurch den Torsionswiderstand bzw. die Torsions-Rückstellkraft der Vorrichtung zu verstellen. Anders ausgedrückt ändert die Verstelleinrichtung die Länge des Verlängerungsbereichs des federnden, elastomeren verwindbaren Torsionselementes, so daß der Torsionswiderstand der Vorrichtung ziemlich klein oder sehr hoch gemacht werden kann, über einen breiten Bereich. Die Vorrichtungen sind alle im Betrieb bidirektional; falls eine Drehung in nur einer Richtung notwendig ist, ist es leicht möglich, eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung zu blockieren.

Claims

1. Verstellbare Torsionsvorrichtung (10), enthaltend:

ein erstes rohrförmiges Torsionselement (11), das ein in Längsrichtung laufendes inneres Verkeilungsprofil (12-17) hat; ein zweites Torsionselement (25), das koaxial innerhalb des ersten Torsionselementes (11) ausgerichtet ist, so daß ein Teil des zweiten Torsionselementes (25) von einem Teil des ersten Torsionselementes (11) überlappt wird, wobei das zweite Torsionselement (25) ein in Längsrichtung laufendes äußeres Verkeilungsprofil (32-37) hat, das mit dem inneren Verkeilungsprofil (12-17) des ersten Torsionselementes (11) verzahnt ist;

einen Verlängerungsbereich (27) an einem (25) der beiden Torsionselemente, der sich in Längsrichtung über ein vorbestimmtes Ende (47) des anderen Torsionselementes (11) hinaus erstreckt,

gekennzeichnet dadurch,

daß das eine Torsionselement (25) aus einem verwindbaren, federnden, elastomeren Harz gebildet ist,

und durch eine Verstelleinrichtung (39) zum Verstellen des ersten und des zweien Torsionselementes (11, 25) relativ zueinander in Längsrichtung, um die axiale Länge des Verlängerungsbereichs (279 zu verändern und dadurch den Torsionswiderstand der Vorrichtung (10) zu modifizieren.

2. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das andere Torsionselement (11) ebenfalls aus einem verwindbaren, federnden elastomeren Harz gebildet ist.

3. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher das andere Torsionselement (11) von einer steifen, relativ unverwindbaren Konstruktion ist.

4. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (10) ferner ein langgestrecktes Zahnstangenelement (28) aufweist, das achsparallel zu den Torsionselementen (11, 25) ausgerichtet ist und mechanisch mit einem der Torsionselemente verbunden ist, und wobei die Verstelleinrichtung das Zahnstangenelement enthält.

5. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher das erste und das zweite Torsionselement (11, 25) jeweils eine Vielzahl langgestreckter Keilelemente (12-17; 32-37) aufweisen, wobei die Keilelemente des ersten und des zweiten Torsionselementes in einer vorbestimmten geometrischen Konfiguration um eine gemeinsame Achse (18) herum miteinander eins-zu-eins verzahnt sind.

6. Verstellbare elastomere Torsionsspannungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das zweite Torsionselement (25) aus elastomerem Harz besteht und eine in Längsrichtung gehende innere Durchgangsöffnung hat, und bei welcher sich ein Zahnstangenelement (28) axial durch die innere Öffnung im zweiten Torsionselement (25) erstreckt.

7. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 6, in welcher das Zahnstangenelement (28) koaxial mit beiden Torsionselementen (11, 25) ist.

8. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1 und ferner enthaltend:

eine Torsionskraft-Beaufschlagungseinrichtung (49, 50), die mit dem einen Torsionselement (25) verbunden ist, um den Verlängerungsbereich (27) des einen Torsionselementes (25) zu verdrehen.

9. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 8, in welcher das erste und das zweite Torsionselement (11, 25) jeweils eine Vielzahl langgestreckter Keilelemente (12, 17; 32-37) mit T-förmiger Querschnittsgestalt enthalten, wobei die Keilelemente des ersten und des zweiten Torsionselementes in einer vorbestimmten geometrischen Konfiguration um eine gemeinsame Achse (18) herum miteinander eins- zu-eins verzahnt sind.

10. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung ein Zahnstangenelement (28) enthält, das achsparallel mit beiden Torsionselementen (11, 25) ausgerichtet ist.

11. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 9, bei welcher die vorbestimmte geometrische Konfiguration kreisförmig und konzentrisch um die gemeinsame Achse (18) ist.

12. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 11, wobei die Vorrichtung ein Zahnstangenelement (28) enthält, dessen Länge größer ist als die Länge jedes Torsionselementes (11, 25).

13. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher das eine Torsionselement (25) von rohrförmiger Gestalt ist und aus gegossenem Urethanharz besteht, welches einen Härtegrad im Bereich von 65 bis 90 auf der Shore-A-Skala hat.

14. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 13, in welcher das andere Torsionselement von einer starren rohrförmigen, mit dem einen Torsionselement koaxialen Konfiguration ist.

15. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 14, in welcher das andere Torsionselement (10) aus gegossenem Urethanharz besteht, in welchem eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden metallenen Versteifungselementen (19) eingegossen ist.

16. Verstellbare Torsionsvorrichtung, enthaltend:

ein Basiselement (11);

ein elastisches Torsionselement (25) mit einem Überlappungsbereich, der in ineinandergeschachtelter Relation mit dem Basiselement (11) ausgerichtet ist, und mit einem Verlängerungsbereich (27), der über das Basiselement (11) hinaus vorsteht, und

Verblockungsmittel (12-17; 32-37), welche das Basiselement und das Torsionselement miteinander verbinden, um eine relative Drehung zwischen dem Basiselement (11) und dem Überlappungsbereich des Torsionselementes (25) einzuschränken, ohne ein Verdrehen des Verlängerungsbereichs (27) des Torsionselementes relativ zum Basiselement zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionselement ein elastomeres Element (25) ist und daß die verstellbare Torsionsvorrichtung ferner eine Verstelleinrichtung (39) enthält, um die Positionen des Basis- und des Torsionselementes (11, 25) relativ zueinander in Längsrichtung über eine gegebene Verlagerungslänge zu verstellen und dadurch die Länge des Verlängerungsbereichs (27) zu ändern und die elastische, elastomere Gesamt-Torsionsrückstellkraft der Vorrichtung (10) über einen vorbestimmten Bereich zu verstellen.

17. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16, in welcher das Basiselement (11) ebenfalls aus einem verwindbaren, federnden elastomeren Harz gebildet ist.

18. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16, in welcher das Basiselement (11) von steifer, relativ unverwindbarer Konstruktion ist.

19. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16, in welcher das Basiselement (11) und das Torsionselement (25) in ineinandergeschachtelter Relation zueinander angeordnet sind und die Verblockungsmittel mindestens einen Keil (32) an einem dieser Elemente (25) und eine Keilnut am anderen dieser Elemente (11) aufweist, wobei der Keil (32) in die Keilnut greift und darin verblockt.

20. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 19, in welcher alle Keile und Keilnuten T-förmige Querschnittsgestalt haben.

21. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 19 und ferner aufweisend:

ein langgestrecktes Zahnstangenelement (28), das achsparallel mit dem Basiselement (11) und dem Torsionselement (25) ausgerichtet ist,

wobei die Verstelleinrichtung (39) das Wellen- oder Zahnstangenelement (28) und das Torsionselement (25) miteinander verbindet.

22. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher:

das Basiselement (11) eine langgestreckte zentrale Öffnung hat, und

das Torsionselement (25) sich in die zentrale Öffnung des Basiselementes (11) erstreckt.

23. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 22, in welcher

das Verblockungsmittel (39) eine Vielzahl von Keilen (32) T-förmiger Querschnittsgestalt aufweist, die sich in Längsrichtung entlang dem einen der Basis- bzw. Torsionselemente (11 bzw. 25) erstrecken, und eine entsprechende Vielzahl T- förmiger Keilnuten, die sich in Längsrichtung entlang dem anderen der Basis- bzw. Torsionselemente erstrecken, wobei jeder Keil im Paßsitz in eine Keilnut faßt.

24. Verstellbare elastomere Torsionsvorrichtung nach Anspruch 23, in welcher das Basiselement (11) und das Torsionselement (25) beide aus gegossenem Urethanharz bestehen, wobei das Basiselement (11) in einer das Torsionselement (25) umgreifenden Relation angeordnet ist und das Basiselement (11) durch eine Vielzahl darin eingegossener, metallener Versteifungselemente (19) versteift ist.