EP2547562A1 - Vorrichtung zum abbremsen und/oder blockieren einer welle und verfahren zum herstellen einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum abbremsen und/oder blockieren einer welle und verfahren zum herstellen einer solchen vorrichtung

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EP2547562A1
EP2547562A1 EP11706579A EP11706579A EP2547562A1 EP 2547562 A1 EP2547562 A1 EP 2547562A1 EP 11706579 A EP11706579 A EP 11706579A EP 11706579 A EP11706579 A EP 11706579A EP 2547562 A1 EP2547562 A1 EP 2547562A1
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EP
European Patent Office
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spring element
shaft
spring
actuating means
base body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11706579A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Hauck
Patrice Ribault
Sylvain Bussit
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SKF AB
Original Assignee
SKF AB
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • Y10T29/49611—Spring making for vehicle or clutch

Definitions

  • the invention relates to a device for braking and / or blocking a shaft, wherein the device comprises a spring element which winds around a part of the outer circumference of the shaft with a number of spring coils, wherein the one end of the spring element is fixed to a housing part and wherein an actuating means is provided, with which the other end of the spring element can be rotated in the circumferential direction, so that the spring element can be contracted with the actuating means, so that it rubs against the part of the outer circumference of the shaft. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a device.
  • a device of the generic type is known from WO 2008/044058 AI.
  • Such a device also referred to as a "hill-hold” system, is used in a variety of applications, an important area being that of the vehicle industry.
  • Hill hold systems have the task of making it easier for the driver of a vehicle to start on the mountain. This is particularly useful on vehicles with automatic or automated transmissions, as the driver in this case will not be able to The reason why, for example, vehicles with automatic torque converters without accelerating, start a forward movement as soon as the brake is released is to build up the necessary torque by means of a "grinding" of the clutch, which prevents the vehicle from rolling back.
  • Hill hold systems support the aforementioned hold function of the transmission.
  • those are based on the principle of a band brake; This is also the case with the mentioned WO 2008/044058 AI.
  • the band principle is realized by means of a spring, which reduces its inner diameter by train at its end and thus there builds a traction to the shaft, which then brakes this shaft or prevents it from rotating (blocked).
  • the invention is therefore based on the invention to provide a device and a method by which it is possible or to produce the spring element in a cost effective manner and thus especially for mass production. Furthermore, it should be particularly suitable for the application in a motor vehicle powertrain.
  • the spring element consists of an at least partially hollow cylindrical metallic body, in the for forming individual spring coils helical incision has been introduced, which extends over a predetermined axial extent of the base body.
  • the hollow cylindrical basic body of the spring element is preferably provided with a flange-like fastening element at least in one of its axial end regions.
  • the fastener may be formed according to a possible embodiment of the invention of the material of the main body of the spring element.
  • the fastening element is made as a separate component and fixed to the Gmndenia the spring element.
  • the fastening element and the base body of the spring element are preferably connected to one another by a non-positive, positive or cohesive connection.
  • the flange-like fastening element can have a radially outwardly extending portion only at one circumferential location, on which the actuating means can engage directly or indirectly, for which purpose at least one through-hole is preferably arranged in the section.
  • the flange-like fastening element has a circular ring shape, wherein in the fastening element, a number of mounting holes is arranged.
  • the spring element preferably has at least 3, preferably at least 5, complete spring coils. This is a sufficient wrap of the wave given and thus a sufficient braking effect.
  • the spring element may be provided at least on its radially inner surface with a wear contactor.
  • the spring coils may have linear sections in the axial direction at least on their radially inner surface, ie they may have an inner cylindrical surface here.
  • the spring coils may also - especially in the axial direction - have a non-constant width.
  • the distances between the individual spring coils can not be made constant - especially in the axial direction.
  • the device is preferably part of a motor vehicle transmission, wherein the housing part is the housing of the motor vehicle transmission.
  • the housing part may also be the housing of a separate component on or in the transmission.
  • the method for producing a device for braking and / or blocking a shaft of the type mentioned provides, according to the invention, the following method steps: a) provision of an at least partially hollow cylindrical metallic base body; b) introducing a helical incision in the body over a predetermined axial extent of the body.
  • the introduction of the incision can be made by a plasma jet process, by a laser cutting process, by a flame cutting process or by a water jet cutting process.
  • the introduction of the incision can also be effected by a mechanical machining process, in particular by a milling process or a turning process.
  • the main body can be produced by a forming process and / or stamping process.
  • the base body may be subjected to a heat treatment.
  • At least the radially inner surface of the spring element or the spring coils can be provided with a coating, which preferably takes place after the above step b).
  • the invention thus provides, according to a preferred embodiment, to produce the spring element from a sheet primarily by forming processes and then to produce the spring coils by means of a cutting process.
  • the spring element is then produced by forming from a starting material.
  • Another advantageous embodiment provides a composite of a tube (for the spring element) and axially adjacent sheet metal parts, from which the spring element is assembled in total.
  • the proposed method is a cost effective way to provide the spring element and thus an alternative to known methods. It is advantageous that the integration of additional functions (eg fixation, blocking function and activation) is possible without much additional effort.
  • additional functions eg fixation, blocking function and activation
  • the spring element largely has a cylindrical surface on its radially inward side, so that the frictional contact surface with the shaft to be braked or blocked is relatively large and, in particular, much larger than if classical springs with a circular cross section of the spring coil Use come.
  • the proposed device is used in particular as a braking device in a transmission, in particular in a motor vehicle transmission.
  • a starting material for the spring element so a pipe or flat material (sheet metal) can be provided.
  • the preparation of the spring element is preferably carried out by means of forming (ie deep drawing, stamping, drawing, rolling, pressing, etc.) when a one-piece (one-piece) solution for the spring element (ie spring coils including axial end terminal areas) is provided.
  • a one-piece (one-piece) solution for the spring element ie spring coils including axial end terminal areas
  • the desired or required additional functions can be provided (attachment of the spring by means of a mounting flange and by means of fastening means, ie holes for screw fastening).
  • means for easy attachment of the actuating means may be provided, such as a bent tab with a bore for securing the activator).
  • a bent tab with a bore for securing the activator.
  • additional embodiments for the axial fixation of the spring element at a free end eg, an inwardly bent edge.
  • the spring coils can be produced both by cutting and by thermal separation (eg plasma cutting, laser cutting, flame cutting) or by high pressure (eg water jet cutting).
  • An additional heat treatment process offers high material strength and wear protection.
  • the heat treatment process is preferably performed prior to making the spring coils.
  • the spring-winding cross-sections and / or the spring-winding distances can be made constant or not constant.
  • a gap between the spring inner diameter and the shaft to be braked or blocked (drum outer diameter) is preferably in the range of 0.01 mm to 2.0 mm.
  • the spring element is preferably resorted to a drawn pipe or pipe section as a spring body, wherein the axial end force, form or materially fasteners (in particular mounting flanges) are attached as separate parts.
  • the connecting elements are formed as mentioned, ie they are provided with corresponding holes in order to determine them on a housing or on an actuating element. It can also be provided that at an axial end of the spring element, an additional part for axially fixing the spring is provided at its free end, whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the spring element.
  • the essential aspect is always the production of the spring element or its windings in the manner mentioned.
  • For cost-effective production is also important, as the output part or the output part are designed for the spring element.
  • the heat treatment and the methods for introducing the incision for producing the helix are also important aspects since they also determine the mass production suitability.
  • the gap width between the turns of the spring element preferably corresponds to the cutting width of the cutting process used and is usually below 5 mm.
  • FIG. 1 is a perspective view of a device for braking and / or blocking a shaft
  • Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in a section A-B of FIG. 3 and
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a section CD according to FIG. 2.
  • a device 1 for braking or blocking a shaft 2 is shown; the shaft 2 represents a drum, which is the output shaft of a transmission of a car. So that the vehicle does not roll back on the mountain before the frictional connection with the internal combustion engine, the device 1 is provided, which exerts a braking torque on the shaft 2.
  • a spring element 3 with its one axial end is fastened to a housing part 4, which in this case corresponds to the transmission housing.
  • the other axial end of the spring element 3 is connected to an actuating means 5 in such a way that the actuating means 5 can move the spring end in the circumferential direction U.
  • the spring element 3 laces around the shaft 2 or its outer circumference, so that the radially inner surface of the spring element 3 frictionally abuts against the outer peripheral surface of the shaft 2 and thus brakes the shaft 2, since the spring element 3 due to the attachment is stationary as such on the housing part 4.
  • the fastening means 7 is designed as a flange-shaped ring, which is connected, for example, by a material fit by welding to the axial end of the spring element 3.
  • the fastener 7 itself is fixed with screws 9 on the housing 4.
  • the spring element is connected axially end to the fastening element 8, which in the present case is also annular.
  • the actuating means 5 which can rotate the fastening element 8 and thus the one axial end of the spring element 3 in the circumferential direction U, in order to perform said looping and clamping of the shaft 2.
  • the actuating means 5 is articulated via a hinge pin 1 1 articulated on the fastening element 8.
  • the fastening element 8 also has - as can be seen in Fig. 3, a radially inwardly projecting portion which forms an axial stop 1 1 for a shoulder of the shaft 2.
  • the spring element 3 has a number of spring coils, which is exemplified by the reference numeral 3 ', 3 ", 3"' and 3 "".
  • the spring coils come about by an incision 6 is introduced into a hollow cylindrical spring body, which extends helically and thereby creates the individual spring coils.
  • the actuating means 5 actuates the fastening element 8 and rotates it in the circumferential direction U.
  • the spring element 3 thereby lays against the outer circumference of the shaft 2, ie the gap s becomes Zero and the shaft 2 clamped.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle (2), wobei die Vorrichtung (1) ein Federelement (3) umfasst, das sich mit einer Anzahl an Federwindungen (3', 3'', 3''', 3'''') um einen Teil des Außenumfangs der Welle (2) schlingt, wobei das eine Ende des Federelements (3) an einem Gehäuseteil (4) festgelegt ist und wobei ein Betätigungsmittel (5) vorhanden ist, mit dem das andere Ende des Federelements (3) in Umfangsrichtung (U) verdreht werden kann, so dass das Federelement (3) mit dem Betätigungsmittel (5) zusammengezogen werden kann, so dass es sich reibend an den Teil des Außenumfangs der Welle (2) anlegt. Um eine insbesondere für die Großserienfertigung geeignete kostengünstige Lösung bereitzustellen, sieht die Erfindung vor, dass das Federelement (3) aus einem zumindest abschnittsweise hohlzylindrischen metallischen Grundkörper besteht, in den zur Formung einzelner Federwindungen (3', 3'', 3''', 3'''') ein wendelförmig verlaufender Einschnitt (6) eingebracht worden ist, der über eine vorgegebene axiale Erstreckung des Grundkörpers verläuft. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.

Description

B e s c h r e i b u n g
Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle und
Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle, wobei die Vorrichtung ein Federelement umfasst, das sich mit einer Anzahl an Federwindungen um einen Teil des Außenumfangs der Welle schlingt, wobei das eine Ende des Federelements an einem Gehäuseteil festgelegt ist und wobei ein Betätigungsmittel vorhanden ist, mit dem das andere Ende des Federelements in Um- fangsrichtung verdreht werden kann, so dass das Federelement mit dem Betätigungsmittel zusammengezogen werden kann, so dass es sich reibend an den Teil des Außenumfangs der Welle anlegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.
Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der WO 2008/044058 AI bekannt. Eine solche auch als„Hill-Hold"- System bezeichnete Vorrichtung wird in unterschiedlichen Applikationen eingesetzt. Ein wichtiger Bereich ist derjenige der Fahrzeugindustrie .
Hill-Hold- Systeme haben die Aufgabe, dem Fahrer eines Fahrzeuges das Anfahren am Berg zu erleichtern. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen mit automatischem oder automatisiertem Getriebe nützlich, da der Fahrer in diesem Fall nicht die Mög- lichkeit hat, über ein„Schleifen" der Kupplung das nötige Drehmoment aufzubauen, welches das Zurückrollen des Fahrzeuges verhindert. Dies ist der Grund, warum z. B. Fahrzeuge mit Wandlerautomaten ohne Gasgeben ein Vorwärtsfahren starten, sobald die Bremse gelöst ist.
Bei Doppelkupplungssystemen, welche generell automatisiert sind und daher auch dieser Gruppe angehören, ist dieses„Schleifen" der Kupplung über die elektronische Regelung zwar möglich, führt aber zu Nachteilen bezüglich der Haltekraft, der Wärmeentwicklung, des Verschleißes usw.
Hill-Hold- Systeme unterstützen die genannte Haltefunktion des Getriebes. Neben verschiedenen Lösungen sind insbesondere diejenigen verbreitet, die auf dem Prinzip einer Bandbremse basieren; dies ist auch bei der genannten WO 2008/044058 AI der Fall. Dort wird das Bandprinzip mittels einer Feder realisiert, die durch Zug an ihrem Ende ihren Innendurchmesser reduziert und damit dort einen Kraftschluss zur Welle aufbaut, der dann diese Welle bremst bzw. am Drehen hindert (blockiert).
Als nachteilig ist es bei der genannten vorbekannten Lösung erkannt worden, dass das Herstellen der Feder für den konkreten Anwendungsfall relativ aufwändig ist, da auf klassische Herstellverfahren für eine solche Feder zurückgegriffen wird. Für Großserien ist dieses Verfahren zu kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der bzw. mit dem es möglich ist, das Federelement in kostengünstigerer Weise und somit speziell für den Großserieneinsatz herzustellen. Ferner soll es besonders gut für den Anwendungsfall in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang tauglich sein.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement aus einem zumindest abschnittsweise hohlzylindrischen metallischen Grundkörper besteht, in den zur Formung einzelner Federwindungen ein wendeiförmig verlaufender Einschnitt eingebracht worden ist, der über eine vorgegebene axiale Erstreckung des Grundkörpers verläuft.
Der hohlzylindrische Grundkörper des Federelements ist vorzugsweise zumindest in einem seiner axialen Endbereiche mit einem flanschartigen Befestigungselement versehen.
Das Befestigungselement kann gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung aus dem Material des Grundkörpers des Federelements ausgeformt sein.
Möglich ist es alternativ aber auch, dass das Befestigungselement als separates Bauteil gefertigt und an dem Gmndkörper des Federelements fixiert ist. Das Befestigungselement und der Grundkörper des Federelements sind dabei bevorzugt durch eine kraft-, form- oder stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden.
Das flanschartige Befestigungselement kann nur an einer Umfangsstelle einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt aufweisen, an dem das Betätigungsmittel direkt oder indirekt angreifen kann, wozu in dem Abschnitt vorzugsweise mindestens eine Durchgangsbohrung angeordnet ist.
Möglich ist es aber auch, dass das flanschartige Befestigungselement eine Kreisringform aufweist, wobei in dem Befestigungselement eine Anzahl von Befestigungsbohrungen angeordnet ist.
Das Federelement weist bevorzugt mindestens 3, vorzugsweise mindestens 5, vollständige Federwindungen auf. Damit ist eine hinreichende Umschlingung der Welle gegeben und somit ein ausreichender Bremseffekt.
Das Federelement kann zumindest an seiner radial innenliegenden Oberfläche mit einem Verschleiß schütz versehen sein. Die Federwindungen können zumindest an ihrer radial innenliegenden Oberfläche in axiale Richtung lineare Abschnitte aufweisen, d. h. sie können hier eine innenzylindrische Fläche haben.
Die Federwindungen können auch - insbesondere in Achsrichtung - eine nicht konstante Breite aufweisen.
Auch die Abstände zwischen den einzelnen Federwindungen können - insbesondere in Achsrichtung - nicht konstant ausgebildet sein.
Die Vorrichtung ist bevorzugt Bestandteil eines Kraftfahrzeuggetriebes, wobei das Gehäuseteil das Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes ist. Das Gehäuseteil kann aber auch das Gehäuse eines separaten Bauelements am bzw. im Getriebe sein.
Das Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle der genannten Art sieht erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte vor: a) Bereitstellen eines zumindest abschnittsweise hohlzylindrischen metallischen Grundkörpers; b) Einbringung eines wendeiförmig verlaufenden Einschnitts in den Grundkörper über eine vorgegebene axiale Erstreckung des Grundkörpers.
Das Einbringen des Einschnitts kann durch einen Plasmastrahlprozess, durch einen Laserschneidprozess, durch einen Brennschneidprozess oder durch einen Wasser- strahlschneidprozess erfolgen.
Alternativ kann das Einbringen des Einschnitts aber auch durch einen mechanischen Bearbeitungsprozess, insbesondere durch einen Fräsprozess oder einen Drehpro- zess, erfolgen. Der Grundkörper kann durch einen Umformprozess und/oder Stanzprozess hergestellt werden. Vor obigem Schritt b) kann der Grundkörper einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Zumindest die radial innenliegende Oberfläche des Federelements bzw. der Federwindungen können mit einer Beschichtung versehen werden, was bevorzugt nach obigem Schritt b) erfolgt.
Die Erfindung sieht also vor, gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung das Federelement aus einem Blech primär durch Umformprozesse herzustellen und dann mittels eines Schneidvorgangs die Federwindungen zu erzeugen. Das Federelement wird dann also durch Umformen aus einem Ausgangsmaterial hergestellt.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht einen Verbund aus einem Rohr (für das Federelement) und axiale angrenzenden Blechteilen vor, aus denen das Federelement insgesamt zusammengesetzt ist.
Das vorgeschlagene Verfahren stellt eine kostengünstige Möglichkeit dar, das Federelement bereitzustellen und somit eine Alternative zu bekannten Verfahren. Vorteilhaft ist dabei, dass auch die Integration von Zusatzfunktionen (z. B. Fixierung, Sperrfunktion und Aktivierung) ohne großen zusätzlichen Aufwand möglich ist.
Sehr vorteilhaft ist auch, dass herstellungsbedingt das Federelement an seiner radial innenliegenden Seite weitgehend eine zylindrische Oberfläche aufweist, so dass die Reibkontaktfläche mit der abzubremsenden bzw. zu blockierenden Welle relativ groß ist und insbesondere viel größer, als wenn klassische Federn mit kreisförmigem Querschnitt der Federwendel zum Einsatz kommen.
Die vorgeschlagene Vorrichtung wird insbesondere als Bremsvorrichtung in einem Getriebe, insbesondere in einem Kraftfahrzeuggetriebe, eingesetzt. Als Ausgangsmaterial für das Federelement kann also ein Rohr bzw. Flachmaterial (Blech) vorgesehen werden. Die Herstellung des Federelements erfolgt bevorzugt mittels Umformen (d. h. Tiefziehen, Stanzen, Ziehen, Walzen, Drücken, etc.) wenn eine einstückige (einteilig) Lösung für das Federelement (d. h. Federwindungen samt axial endseitigen Anschlussbereichen) vorgesehen wird. In den genannten Anschlussbereichen können die gewünschten bzw. benötigten Zusatzfunktionen vorgesehen werden (Befestigung der Feder mittels eines Befestigungsflansches und mittels Befestigungsmitteln, d. h. Bohrungen für die Schraubenbefestigung).
Weiterhin können Mittel zum einfachen Anbringen bzw. Anlenken des Betätigungsmittels vorgesehen werden, wie ein umgebogener Lappen mit einer Bohrung zum Befestigen des Aktivators). Gleiches gilt für zusätzliche Ausgestaltungen zur axialen Fixierung des Federelements an einem freien Ende (z. B. ein nach innen umgebogener Rand).
Die Federwindungen können - wie erwähnt - sowohl durch spanendes Trennen als auch durch thermisches Trennen (z. B. Plasmaschneiden, Laserschneiden, Brennschneiden) oder durch Hochdruck (z. B. Wasserstrahlschneiden) hergestellt werden.
Ein zusätzlicher Wärmebehandlungsprozess bietet eine hohe Materialfestigkeit und einen Verschleißschutz. Der Wärmebehandlungsprozess wird bevorzugt vor dem Herstellen der Federwindungen durchgeführt.
Die Feder- Windungsquerschnitte und/oder die Feder- Windungsabstände können konstant oder auch nicht konstant ausgeführt werden.
Bevorzugt wird ein Spalt zwischen dem Feder-Innendurchmesser und der zu bremsenden bzw. zu blockierenden Welle (Trommel-Außendurchmesser) im Bereich von 0,01 mm bis 2,0 mm. Für den Fall der mehrteiligen Ausbildung des Federelements wird bevorzugt auf ein gezogenes Rohr bzw. einen Rohrabschnitt als Federgrundkörper zurückgegriffen, wobei axial endseitig kraft-, form- oder stoffschlüssig Verbindungselemente (insbesondere Befestigungsflansche) als separate Teile angebracht werden. Die Verbindungselemente sind dabei wie erwähnt ausgebildet, d. h. sie sind mit entsprechenden Bohrungen versehen, um sie an einem Gehäuse bzw. an einem Betätigungselement festlegen zu können. Hierbei kann auch vorgesehen werden, dass an einem axialen Ende des Federelements ein Zusatzteil zur axialen Fixierung der Feder an deren freiem Ende vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Federelements ausgeführt ist.
Der wesentliche Aspekt ist dabei stets die Herstellung des Federelements bzw. deren Windungen in der genannten Weise. Für eine kostengünstige Fertigung ist ebenfalls von Bedeutung, wie das Ausgangsteil bzw. die Ausgangsteils für das Federelement gestaltet sind. Die Wärmebehandlung und die Verfahren zur Einbringung des Einschnitts zur Erzeugung der Wendel sind ebenfalls wichtige Aspekte, da sie die Großserientauglichkeit mit bestimmen.
Die Spaltbreite zwischen den Windungen des Federelements entspricht bevorzugt der Schnittbreite des eingesetzten Schneidprozesses und liegt in aller Regel unterhalb von 5 mm.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Schnitt A-B gemäß Fig. 3 und
Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Schnitt C-D gemäß Fig. 2. In den Figuren ist eine Vorrichtung 1 zum Abbremsen bzw. Blockieren einer Welle 2 dargestellt; die Welle 2 stellt eine Trommel dar, die die Ausgangswelle eines Getriebes eines PKW ist. Damit das Fahrzeug am Berg vor dem Kraftschluss mit dem Verbrennungsmotor nicht nach hinten zurückrollt, ist die Vorrichtung 1 vorgesehen, die ein Bremsmoment auf die Welle 2 ausübt.
Damit dies erfolgen kann, ist an einem Gehäuseteil 4, das vorliegend dem Getriebegehäuse entspricht, ein Federelement 3 mit seinem einen axialen Ende befestigt. Das andere axiale Ende des Federelements 3 ist mit einem Betätigungsmittel 5 in der Weise verbunden, dass das Betätigungsmittel 5 das Federende in Umfangsrich- tung U verschieben kann. Bei dieser Bewegung schnürt sich das Federelement 3 um die Welle 2 bzw. deren äußeren Umfang, so dass die radial innere Oberfläche des Federelements 3 reibend an der äußeren Umfangsfläche der Welle 2 anliegt und so die Welle 2 abbremst, da das Federelement 3 infolge der Befestigung am Gehäuseteil 4 als solches ortsfest ist.
Wie zu sehen ist, sind die beiden axialen Enden des Federelements 3 durch Befestigungsmittel 7 und 8 jeweils befestigt bzw. gehalten. Das Befestigungsmittel 7 ist als flanschförmiger Ring ausgebildet, der beispielsweise stoffschlüssig durch Schweißen mit dem axialen Ende des Federelements 3 verbunden ist. Das Befestigungselement 7 selber ist mit Schrauben 9 am Gehäuse 4 festgelegt.
Auf der anderen Seite ist das Federelement axial endseitig mit dem Befestigungselement 8 verbunden, das vorliegend ebenfalls ringförmig ausgebildet ist. An einer Umfangsstelle greift am Befestigungselement 8 das Betätigungsmittel 5 an, das das Befestigungselement 8 und damit das eine axiale Ende des Federelements 3 in Um- fangsrichtung U verdrehen kann, um die besagte Umschlingung und Klemmung der Welle 2 vorzunehmen. Das Betätigungsmittel 5 ist dabei über einen Gelenkstift 1 1 gelenkig am Befestigungselement 8 angelenkt. Das Befestigungselement 8 weist auch - wie es in Fig. 3 zu sehen ist, einen radial nach innen ragenden Abschnitt auf, der einen axialen Anschlag 1 1 für einen Absatz der Welle 2 bildet. Das Federelement 3 weist eine Anzahl von Federwindungen auf, was durch die Bezugsziffer 3', 3", 3"' und 3"" exemplarisch illustriert ist. Die Federwindungen kommen zustande, indem in einen hohlzylindrischen Federgrundkörper ein Einschnitt 6 eingebracht wird, der wendeiförmig verläuft und hierdurch die einzelnen Federwindungen schafft.
Ist das Federelement 3 noch nicht gespannt und kann die Welle 2 folglich reibungsfrei drehen, liegt zwischen der radial innenliegenden Oberfläche des Federelements 3 und der äußeren zylindrischen Oberfläche der Welle 2 ein Spalt s vor, wie er in Fig. 2 eingetragen ist.
Soll nun die Welle 2 relativ zum Gehäuse 4 gebremst bzw. blockiert werden, betätigt das Betätigungsmittel 5 das Befestigungselement 8 und verdreht es in Umfangs- richtung U. Das Federelement 3 legt sich hierdurch an den Außenumfang der Welle 2 an, d. h. der Spalt s wird Null und die Welle 2 geklemmt.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle
2 Welle (Trommel)
3 Federelement
3' Federwindung
3" Federwindung
3"' Federwindung
3"" Federwindung
4 Gehäuseteil
5 Betätigungsmittel
6 Einschnitt
7 Befestigungselement
8 Befestigungselement
9 Schraube
10 Gelenkstift
1 1 Anschlag
U Umfangsrichtung
s Spalt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle und Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung
1. Vorrichtung (1) zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle (2), wobei die Vorrichtung (1) ein Federelement (3) umfasst, das sich mit einer Anzahl an Federwindungen (3', 3", 3"', 3"") um einen Teil des Außenumfangs der Welle (2) schlingt, wobei das eine Ende des Federelements (3) an einem Gehäuseteil (4) festgelegt ist und wobei ein Betätigungsmittel (5) vorhanden ist, mit dem das andere Ende des Federelements (3) in Umfangsrichtung (U) verdreht werden kann, so dass das Federelement (3) mit dem Betätigungsmittel (5) zusammengezogen werden kann, so dass es sich reibend an den Teil des Außenumfangs der Welle (2) anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) aus einem zumindest abschnittsweise hohlzylindrischen metallischen Grundkörper besteht, in den zur Formung einzelner Federwindungen (3', 3", 3"', 3"") ein wendeiförmig verlaufender Einschnitt (6) eingebracht worden ist, der über eine vorgegebene axiale Erstreckung des Grundkörpers verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylindrische Grundkörper des Federelements (3) zumindest in einem seiner axialen Endbereiche mit einem flanschartigen Befestigungselement (7, 8) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7, 8) aus dem Material des Grundkörpers des Federelements (3) ausgeformt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7, 8) als separates Bauteil gefertigt und an dem Grundkörper des Federelements (3) fixiert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7, 8) und der Grundkörper des Federelements (3) durch eine kraft-, form- oder stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flanschartige Befestigungselement (8) nur an einer Umfangsstelle einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, an dem das Betätigungsmittel (5) direkt oder indirekt angreifen kann, wozu in dem Abschnitt vorzugsweise mindestens eine Durchgangsbohrung angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flanschartige Befestigungselement (7) eine Kreisringform aufweist, wobei in dem Befestigungselement (7) eine Anzahl von Befestigungsbohrungen angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) mindestens 3, vorzugsweise mindestens 5, vollständige Federwindungen (3\ 3", 3"', 3"") aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) zumindest an seiner radial innenliegenden Oberfläche mit einem Verschleißschutz versehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines Kraftfahrzeuggetriebes ist, wobei das Gehäuseteil (4) das Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes ist.
1 1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (1) zum Abbremsen und/oder Blockieren einer Welle (2), wobei die Vorrichtung (1) ein Federelement (3) umfasst, die sich mit einer Anzahl an Federwindungen (3', 3", 3"', 3"") um einen Teil des Außenumfangs der Welle (2) schlingt, wobei das eine Ende des Federelements (3) an einem Gehäuseteil (4) festgelegt ist und wobei Betätigungsmittel (5) vorhanden sind, mit dem das andere Ende des Federelements (3) in Umfangsrichtung (U) verdreht werden kann, so dass das Federelement (3) mit dem Betätigungsmittel (5) zusammengezogen werden kann, so dass es sich reibend an den Teil des Außenumfangs der Welle (2) anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) durch die Verfahrensschritte hergestellt wird: a) Bereitstellen eines zumindest abschnittsweise hohlzylindrischen metallischen Grundkörpers; b) Einbringung eines wendeiförmig verlaufenden Einschnitts (6) in den Grundkörper über eine vorgegebene axiale Erstreckung des Grundkörpers.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Einschnitts (6) durch einen Plasmastrahlprozess, durch einen Laser- schneidprozess, durch einen Brennschneidprozess oder durch einen Wasser- strahlschneidprozess erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Einschnitts (6) durch einen mechanischen Bearbeitungsprozess, insbesondere durch einen Fräsprozess und/oder durch einen Drehprozess, erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper durch einen Umformprozess und/oder Stanzprozess hergestellt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt b) gemäß Anspruch 1 1 der Grundkörper einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
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