-
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung.
-
Es ist bekannt bei zweirädrigen Kleinfahrzeugen, wie Tretroller, Scooter oder auch Fahrräder, Scheiben- oder Trommelbremsen einzusetzen, um ein Rad des Kleinfahrzeugs abzubremsen.
-
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
DE 200 16 878 U1 einen Tretroller mit einer Bremseinrichtung, die als eine hydraulisch aktivierbare Scheibenbremse ausgebildet ist. Die Bremseinrichtung weist eine mit einem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe und einen fest mit dem Rahmen des Tretrollers verbundenen Bremssattel auf, wobei der Bremssattel auf die Bremsscheibe wirkende Bremsbeläge enthält.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch einen bauteilreduzierten und kompakten Aufbau bei gleichzeitig hohem Bremsmoment auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
-
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, welche für ein Fahrzeug mit mindestens oder genau einem Rad ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Bremsvorrichtung als Betriebsbremse zum Abbremsen des Rades während eines Fahrbetriebes. Optional kann die Bremsvorrichtung jedoch auch als eine Feststellbrems bei einem Fahrzeugstillstand dienen. Das Rad definiert, insbesondere mit seiner Rotationsachse, eine Drehachse, wobei vorzugsweise das Rad in einem Fahrbetrieb um die Drehachse rotiert. Im Speziellen ist das Rad auf einer Radachse drehbar gelagert. Insbesondere ist die Radachse eine feststehende Achse, welche fest mit einem Rahmen oder einer Radgabel des Fahrzeugs verbunden und/oder verbindbar ist. Beispielsweise ist die Radachse als eine Steckachse ausgebildet.
-
Die Bremsvorrichtung weist eine Bremskörpereinrichtung auf, welche zur Übertragung einer Bremskraft auf das Rad, insbesondere auf eine Radfelge des Rads, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere kann das rotierende Rad durch die Einleitung der Bremskraft abgebremst und/oder gestoppt werden. Unter der Bremskraft ist vorzugsweise eine Kraft zu verstehen, welche die rotierende Radfelge unter Beaufschlagung der Kraft mittels Reibung abbremst. Beispielsweise kann die Bremskraft als eine Spannkraft der Bremskörpereinrichtung gegen die Radfelge in axialer Richtung in Bezug auf die Radachse verstanden werden. Die Bremskörpereinrichtung ist vorzugsweise als eine Scheibe oder Ringscheibe oder als ein ringförmiger und/oder scheibenförmiger Abschnitt ausgebildet. Die Bremskörpereinrichtung kann aus einem Vollmaterial, z.B. aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt sein.
-
Die Bremsvorrichtung weist einen konzentrischen Bremszylinder auf, welcher zur Erzeugung der Bremskraft ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der Bremszylinder als ein hydraulisch betätigbarer Bremszylinder ausgebildet. Vorzugsweise sind die Bremskörpereinrichtung und der Bremszylinder in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Der Bremszylinder und/oder die Bremskörpereinrichtung können, vorzugsweise drehfest, auf der Radachse angeordnet sein.
-
Der Bremszylinder weist einen ringförmigen Gehäuseabschnitt und einen ringförmigen Kolbenabschnitt auf, welche vorzugsweise in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise dient der Gehäuseabschnitt zur radialen Abstützung an der Radachse und/oder der Kolbenabschnitt zur axialen Abstützung an der Bremskörpereinrichtung. Bevorzugt ist der Gehäuseabschnitt drehfest mit der Radachse und/oder der Kolbenabschnitt drehfest mit der Bremskörpereinrichtung verbunden. Hierzu kann der Gehäuseabschnitt eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche die Radachse geführt bzw. gesteckt ist.
-
Der Kolbenabschnitt und der Gehäuseabschnitt sind zur Übertragung der Bremskraft auf die Bremskörpereinrichtung relativ zueinander zwischen einer Freigabestellung und einer Bremsstellung bewegbar. Insbesondere ist der Kolbenabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse relativ zu dem Gehäuseabschnitt verschiebbar, wobei der Gehäuseabschnitt vorzugsweise stationär an der Radachse verbleibt. Bevorzugt überträgt der Kolbenabschnitt die Bremskraft in Form einer kinetischen Energie auf die Bremskörpereinrichtung, indem er die Bremskörpereinrichtung axial zu dem Rad, insbesondere zu der Radfelge, hin verschiebt. Vorzugsweise weist die Radfelge einen an der Radfelge z.B. form- und/oder kraftschlüssig angebrachten Bremsabschnitt auf, welcher insbesondere einen Reibbelag umfassen kann. Vorzugsweise rotiert der Bremsabschnitt gemeinsam mit der Radfelge. Bevorzugt wird die Bremskörpereinrichtung an den rotierenden Bremsabschnitt angepresst und/oder liegt an diesem an, um das rotierende Rad abzubremsen. Insbesondere ist die Bremskörpereinrichtung hierzu mit dem Kolbenabschnitt bewegungsgekoppelt und/oder über den Kolbenabschnitt axial bewegbar.
-
Zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Kolbenabschnitt ist ein die Drehachse umlaufender Druckraum gebildet. Insbesondere ist der Druckraum mit einem Fluid, z.B. eine Hydraulikflüssigkeit, befüllt und/oder befüllbar, wobei bei einer Änderung eines Fluiddrucks des Fluids in dem Druckraum der Gehäuseabschnitt und der Kolbenabschnitt relativ zueinander bewegt werden. Dabei werden bei einer Erhöhung des Fluiddrucks der Kolbenabschnitt und/oder der Gehäuseabschnitt zur Erzeugung der Bremskraft in die Bremsstellung bewegt und bei einer Reduzierung des Fluiddrucks der Kolbenabschnitt und/oder der Gehäuseabschnitt zur Freigabe des Rades in die Freigabestellung bewegt. Vorzugsweise ist der Druckraum als ein Ringraum ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Bremszylinder als ein Nehmerzylinder ausgebildet, wobei der Druckraum hierzu über einen Fluidanschluss fluidtechnisch, insbesondere über eine Fluidleitung, mit einem Geberzylinder verbindbar und/oder verbunden ist. Bei einer Betätigung des Geberzylinders wird eine Fluidsäule über die Fluidleitung in Richtung des Druckraums verschoben, wobei die zuführbare Fluidsäule den Kolbenabschnitt axial verdrängt, sodass dieser die Bremskraft durch eine Hubbewegung auf die Bremskörpereinrichtung überträgt. Beispielsweise ist der Geberzylinder über einen Bremshebel oder ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigbar.
-
Der Kolbenabschnitt weist ein erstes Kolbenteil und ein zweites Kolbenteil auf. Die beiden Kolbenteile sind vorzugsweise ringförmig und/oder zylindrisch ausgebildet und in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Vorzugsweise bildet das erste Kolbenteil einen Außenkolben und das zweite Kolbenteil einen Innenkolben. Optional ist der Innenkolben im Querschnitt im Wesentlichen bogenförmig oder c-förmig ausgebildet. Bevorzugt weist der Innenkolben zwei Innenkolbenbereiche auf, welche form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Beispielsweise umgreift ein erster Innenkolbenbereich den Außenkolben in axialer Richtung. Ein zweiter Innenkolbenbereich ragt vorzugsweise durch den rotierenden Bremsabschnitt der Radfelge hindurch und hintergreift diesen abschnittsweise.
-
Die Bremskörpereinrichtung weist ein erstes und ein zweites Bremskörperteil auf. Zur Übertragung der Bremskraft ist das erste Kolbenteil mit dem ersten Bremskörperteil wirkverbunden und das zweite Kolbenteil ist mit dem zweiten Bremskörperteil, insbesondere mit dem zweiten Innenkolbenbereich wirkverbunden. Bevorzugt sind die Bremskörperteile ringförmig, scheibenförmig oder ring- oder scheibensegmentförmig ausgebildet, wobei sie konzentrisch und/oder koaxial zu der Drehachse angeordnet sind. Insbesondere bilden die beiden Bremskörperteile einen feststehenden Bremsabschnitt, wobei der rotierende Bremsabschnitt der Radfelge, zwischen den beiden Bremskörperteilen angeordnet ist.
-
Vorzugsweise sind die beiden Kolbenteile und die beiden Bremskörperteile axial in Bezug auf die Drehachse relativ zueinander bewegbar. Vorzugsweise ist das erste Kolbenteil mit dem ersten Bremskörperteil und das zweite Kolbenteil mit dem zweiten Bremskörperteil bewegungsgekoppelt, sodass bei einer Bewegung des ersten Kolbenteils das erste Bremskörperteil entlang der Drehachse bewegt wird und sodass bei einer Bewegung des zweiten Kolbenteils das zweite Bremskörperteil entlang der Drehachse bewegt wird.
-
Vorzugsweise ist der mit dem Fluid befüllbare Druckraum zwischen dem Gehäuseabschnitt und den beiden Kolbenteilen gebildet, wobei er insbesondere durch das erste Kolbenteil und den ersten Innenkolbenbereich des zweiten Kolbenteils umgeben ist. Zum Schließen der Bremsvorrichtung wird der Fluiddruck in dem Druckraum erhöht, wobei das erste Kolbenteil gemeinsam mit dem ersten Bremskörperteil und das zweite Kolbenteil gemeinsam mit dem zweiten Bremskörperteil in die jeweilige Bremsstellung bewegt werden. Vorzugsweise werden die beiden Kolbenteile axial gegenläufig und/oder entgegengerichtet bewegt. Bevorzugt werden die beiden Bremskörperteile durch die axial gegenläufige Bewegung der beiden Kolbenteile axial aufeinander zu bewegt. Dadurch können die Bremsköperteile den rotierenden Bremsabschnitt zwischen sich reibschlüssig einschließen und die Bremskraft übertragen.
-
Vorzugsweise wird der Fluiddruck in dem Druckraum zum Öffnen der Bremsvorrichtung reduziert. Bevorzugt werden die beiden Kolbenteile durch eine in dem Bremszylinder erzeugbare Rückstellkraft in die Freigabestellung zurückbewegt. Bevorzugt werden die Kolbenteile und/oder die beiden Bremskörperteile dadurch axial auseinander bewegt, sodass die Bremskörperteile von dem rotierenden Bremsabschnitt gelöst werden.
-
Der Bremszylinder umfasst insgesamt vier Dichtungseinrichtungen, insbesondere eine erste Dichtungseinrichtung, eine zweite Dichtungseinrichtung, eine dritte Dichtungseinrichtung und eine vierte Dichtungseinrichtung. Die Dichtungseinrichtungen sind zur Abdichtung des Druckraums angeordnet und/oder ausgebildet. Vorzugsweise sind die Dichtungseinrichtungen als Dichtungsringe, z.B. als Kantringe, insbesondere als Vierkantringe ausgebildet. Bevorzugt sind die Dichtungsringe konzentrisch und/oder koaxial zu der Drehachse angeordnet. Insbesondere zeichnet sich der Vierkantring durch einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aus. Vorzugsweise ist der Vierkantring als ein rechteckiger oder quadratischer Gummidichtring ausgebildet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste Dichtungseinrichtung und die zweite Dichtungseinrichtung dazu ausgebildet und/oder angeordnet, den Gehäuseabschnitt gegenüber dem ersten Kolbenteil abzudichten.
-
Bevorzugt sind das erste Kolbenteil und der Gehäuseabschnitt z.B. ausschließlich über die erste und zweite Dichtungseinrichtung radial aneinander abgestützt.
-
Alternativ oder optional ergänzend sind die dritte Dichtungseinrichtung und die vierte Dichtungseinrichtung dazu ausgebildet und/oder angeordnet, die beiden Kolbenteile gegeneinander abzudichten. Insbesondere dichten die dritte und vierte Dichtungseinrichtung das erste Kolbenteil gegenüber dem ersten Innenkolbenbereich des zweiten Kolbenteils ab. Bevorzugt sind das erste Kolbenteil und das zweite Kolbenteil über die dritte und vierte Dichtungseinrichtung radial aneinander abgestützt.
-
In einer bevorzugten konstruktiven Realisierung weisen die erste Dichtungseinrichtung und die zweite Dichtungseinrichtung, z.B. in der Ausbildung als die Dichtungsringe, einen übereinstimmenden hydraulischen Durchmesser auf. Dadurch können axiale Reaktionskräfte, die bei der Bewegung der beiden Kolbenteile auf den Gehäuseabschnitt einwirken, reduziert oder sogar verhindert werden. Die dritte Dichtungseinrichtung und die vierte Dichtungseinrichtung weisen vorzugsweise voneinander abweichende hydraulische Durchmesser auf. Durch entsprechende Festlegung der abweichenden Durchmesser kann eine hydraulische Fläche zur Druckbeaufschlagung definiert und somit eine axiale Anpresskraft der Kolbenteile und der Bremskörperteile in der Bremsstellung an den rotierenden Bremsabschnitt festgelegt werden. Somit kann das Bremsmoment nach Bedarf, insbesondere nach Anwendung der Bremsvorrichtung in unterschiedlichen Fahrzeugen erhöht werden.
-
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Kolbenteil eine erste Dichtungsaufnahme zur Aufnahme der ersten Dichtungseinrichtung aufweist. Insbesondere ist die erste Dichtungseinrichtung in der ersten Dichtungsaufnahme aufgenommen. Vorzugsweise weist das erste Kolbenteil auch eine dritte Dichtungsaufnahme zur Aufnahme der dritten Dichtungseinrichtung auf. Insbesondere ist die dritte Dichtungseinrichtung in der dritten Dichtungsaufnahme aufgenommen. Optional sind die erste und dritte Dichtungsaufnahme konzentrisch und/oder koaxial zu der Drehachse und zueinander radial versetzt angeordnet.
-
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist der Gehäuseabschnitt eine zweite Dichtungsaufnahme zur Aufnahme der zweiten Dichtungseinrichtung auf. Insbesondere ist die zweite Dichtungseinrichtung in der zweiten Dichtungsaufnahme aufgenommen. Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Kolbenteil eine vierte Dichtungsaufnahme zur Aufnahme der vierten Dichtungseinrichtung aufweist. Bevorzugt ist die vierte Dichtungsaufnahme, insbesondere axial und radial versetzt zu der ersten, zweiten und/oder dritten Dichtungsaufnahme, in dem zweiten Innenkolbenabschnitt angeordnet. Insbesondere ist die vierte Dichtungseinrichtung in der vierten Dichtungsaufnahme aufgenommen. Vorzugsweise ist jede Dichtungsaufnahme als eine Ringnut in dem jeweiligen Kolbenteil bzw. in dem Gehäuseabschnitt ausgebildet.
-
Eine bevorzugte Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass die erste Dichtungseinrichtung und die dritte Dichtungseinrichtung in der Bremsstellung des ersten Kolbenteils unter Einwirkung der Bremskraft in einer ersten Verformungsrichtung elastisch verformt sind. Alternativ oder optional ergänzend sind die zweite Dichtungseinrichtung und die vierte Dichtungseinrichtung in der Bremsstellung des ersten und zweiten Kolbenteils unter Einwirkung der Bremskraft in einer zweiten Verformungsrichtung, welche insbesondere entgegengesetzt zu der ersten Verformungsrichtung orientiert ist, elastisch verformt. Insbesondere werden die Dichtungseinrichtungen bei der Bewegung der Kolbenteile aufgrund des aufgebauten Bremsdrucks und einer Haftreibung in der jeweiligen Verformungsrichtung elastisch verformt.
-
Aufgrund des Verformungswiderstandes neigen die Dichtungseinrichtungen in der Bremsstellung dazu, in eine Ursprungsform zurückzukehren, sodass die Rückstellkraft erzeugt und insbesondere durch den Verformungswiderstand definiert ist. Aufgrund der wirkenden Haftreibung wird die Rückstellkraft auf die Kolbenteile und/oder auf den Gehäuseabschnitt übertragen, sodass die Kolbenteile und/oder der Gehäuseabschnitt in einem unbetätigten Zustand der Bremsvorrichtung und/oder bei einer Reduzierung der Bremskraft in die Freigabestellung zurückbewegt werden. Die Dichtungseinrichtungen übernehmen somit die Funktion eines Rückstellmechanismus, um die Kolbenteile und/oder den Gehäuseabschnitt in die jeweilige Freigabestellung zurückzustellen und/oder in dieser zu halten.
-
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass der Gehäuseabschnitt und/oder das erste Kolbenteil durch die Verformung der ersten und zweiten Dichtungseinrichtung mit einer in Richtung der Freigabestellung des ersten Kolbenteils gerichteten ersten Rückstellkraft beaufschlagt ist. Alternativ oder optional ergänzend ist das zweite Kolbenteil durch die Verformung der dritten und vierten Dichtungseinrichtung mit einer in Richtung der Freigabestellung des zweiten Kolbenteils gerichteten zweiten Rückstellkraft beaufschlagt. Insbesondere kann das erste Kolbenteil mittels der ersten Rückstellkraft in die entsprechende Freigabestellung zurückgestellt werden, wenn der hydraulische Druck in dem Druckraum nachlässt. Im Speziellen kann das zweite Kolbenteil mittels der zweiten Rückstellkraft in die entsprechende Freigabestellung zurückgestellt werden, wenn der hydraulische Druck in dem Druckraum nachlässt. Bevorzugt sind die erste Rückstellkraft und die zweite Rückstellkraft entgegengesetzt gerichtet, wobei sie gegen die hydraulische Bremskraft des jeweiligen Kolbenteils wirken.
-
In einer möglichen Konkretisierung ist vorgesehen, dass jede Dichtungsaufnahme eine Schrägfläche aufweist, wobei durch die Schrägfläche ein Freiraum gebildet ist. Beispielsweise sind die Schrägflächen durch eine die Drehachse umlaufende Fase der die jeweilige Dichtungsaufnahme bildenden Ringnut konstruktiv umgesetzt. Insbesondere weist die Ringnut einen zu den bevorzugt als Vierkantringe ausgebildeten Dichtungseinrichtungen geometrisch ähnlichen Querschnitt auf, wobei die Vierkantringe in der Ringnut vorzugsweise formschlüssig oder zumindest mit einem geringen axialen Spiel aufgenommen sind.
-
Vorzugsweise werden die Dichtungseinrichtungen in der Bremsstellung der beiden Kolbenteile in den jeweiligen Freiraum hinein verformt. Insbesondere dienen die Schrägflächen dazu den Dichtungseinrichtungen einen Freiraum zu geben, um sich zu verformen und um die Elastizität der Dichtungseinrichtungen auszunutzen, wenn diese mit der Bremskraft beaufschlagt werden. Im Speziellen liegen die Dichtungseinrichtungen in der Bremsstellung an der jeweiligen Schrägfläche an.
-
Insbesondere handelt es sich bei den Schrägflächen um umlaufende Schrägflächen, welche vorzugsweise als Kegelstumpfflächen ausgebildet sind. Die Schrägflächen sind mit einem Winkel gegenüber der Drehachse angeordnet, wobei der Winkel beispielsweise mehr als 10 Grad, vorzugsweise mehr als 30 Grad, im Speziellen mehr als 50 Grad beträgt. Alternativ oder optional ergänzend beträgt der Winkel weniger als 60 Grad, vorzugsweise weniger als 40 Grad, im Speziellen weniger als 20 Grad.
-
Vorzugsweise sind die Schrägflächen in der jeweiligen Verformungsrichtung der zugehörigen Dichtungseinrichtung winklig ausgerichtet. Insbesondere weisen die Schrägflächen der ersten und zweiten Dichtungsaufnahme einen in axialer Richtung entgegen gerichteten winkligen Verlauf auf. Optional weisen die Schrägflächen der dritten und vierten Dichtungsaufnahme einen in axialer Richtung entgegen gerichteten winkligen Verlauf auf.
-
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die vier Dichtungseinrichtungen einen Rückstellmechanismus bilden, welcher sich durch einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau auszeichnet. Vorzugsweise wird mittels der Dichtungseinrichtungen eine Rückstellkraft erzeugt, welche groß genug ist, die Kolbenteile in ihre Freigabestellungen zurückzustellen. Insbesondere kann auf einen separaten Rückstellmechanismus, z.B. Rückstellfedern, verzichtet werden, sodass eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen wird, welche sich durch eine bauteilreduzierte und kompakte Ausgestaltung auszeichnet. Der durch die Dichtungseinrichtungen gebildete Rückstellmechanismus ermöglicht eine bessere Systemauslegung und damit auch eine Vernachlässigung beispielsweise von Temperaturausdehnung etc.
-
In einer weiteren möglichen Umsetzung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Dichtungseinrichtungen eine Verschleißnachstellung gebildet ist, um die Freigabestellung und die Bremsstellung der Kolbenteile und/oder des Gehäuseabschnitts bei einer verschleißbedingten Vergrößerung eines Axialspiels neu festzulegen. Insbesondere ist das Axialspiel ein Lüftspiel zwischen den Bremskörperteilen und dem rotierenden Bremsabschnitt. Vorzugsweise sind die Dichtungseinrichtungen innerhalb eines Verformungsbereichs begrenzt verformbar, wobei eine Distanz zwischen der Freigabestellung und der Bremsstellung des jeweiligen Kolbenteils innerhalb des maximalen Verformungsbereichs liegt. Beispielsweise beträgt die Distanz zwischen der Freigabestellung und der Bremsstellung des jeweiligen Kolbenteils maximal 0,4 mm, vorzugsweise maximal 0,3 mm, insbesondere maximal 0,2 mm. Die geringe notwendige Distanz bestätigt insbesondere den besonders kompakten Aufbau der Bremsvorrichtung.
-
Aufgrund einer verschleißbedingten Vergrößerung dieser Distanz, z.B. Abnutzung der Bremskörperteile oder des Reibbelags etc., ist es erforderlich die Freigabestellung und die Bremsstellung neu festzulegen um ein konstantes Axialspiel zu gewährleisten. Dies erfolgt insbesondere immer dann, wenn eine Haftreibung der Dichtungseinrichtungen überschritten wird, wobei der erste Kolbenteil hierzu an dem Gehäuseabschnitt und/oder die beiden Kolbenteile aneinander abgleiten und sich zur Festlegung der jeweiligen Freigabestellung und Bremsstellung relativ zueinander neu positionieren. Somit wird ein konstantes Lüftspiel bei einem Verschleiß der Bremskomponenten gewährleistet.
-
In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung umfasst die Bremsvorrichtung einen ersten inneren Abstützring und einen zweiten inneren Abstützring. Vorzugsweise sind die inneren Abstützringe axial zwischen dem ersten Kolbenteil und dem zweiten Kolbenteil, insbesondere dem zweiten Innenkolbenbereich des zweiten Kolbenteils, angeordnet. Insbesondere sind die inneren Abstützringe konzentrisch und/oder koaxial zu der Drehachse angeordnet. Optional dienen die inneren Abstützringe zur Drehmomentabstützung des Bremszylinders. Bevorzugt stehen die beiden inneren Abstützringe miteinander in einem formschlüssigen Eingriff, beispielsweise sind sie miteinander verzahnt. Ein bei der Übertragung der Bremskraft auf den rotierenden Bremsabschnitt erzeugtes Bremsmoment kann vorzugsweise über die Abstützringe an das erste Kolbenteil abgeleitet werden. Hierzu ist der erste innere Abstützring mit dem ersten Kolbenteil verbunden, z.B. steht er mit diesem in Formschluss.
-
In einer weiteren bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Bremsvorrichtung eine äußere Abstützeinrichtung auf. Vorzugsweise ist das erste Kolbenteil formschlüssig mit der äußeren Abstützeinrichtung verbunden. Dadurch kann das Bremsmoment über das erste Kolbenteil an die äußere Abstützeinrichtung abgeleitet werden. Beispielsweise bildet die äußere Abstützeinrichtung eine Sichtseite des Bremszylinders, optional ist die äußere Abstützeinrichtung als eine Abdeckung ausgebildet. Insbesondere ist die äußere Abstützeinrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit einem Rahmen des Fahrzeugs verbunden, sodass das Drehmoment auf diesen abgeleitet werden kann.
-
In einer weiteren Realisierung kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung eine Kühlstruktur aufweist, welche zur Ableitung von in der Bremsstellung erzeugter Bremswärme mittels Konvektion ausgebildet und/oder geeignet ist. Beispielsweise weist die Kühlstruktur hierzu mehrere längliche oder wirbelförmige Kühlrippen auf. Vorzugsweise ist die Kühlstruktur zwischen dem rotierenden Bremsabschnitt und der Radfelge angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend kann sie an dem Gehäuseabschnitt angeordnet sein.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein ein- oder mehrspuriges Fahrzeug, ausgebildet. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ausgebildet. Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Mit nur einem Rad kann das Fahrzeug als ein elektrisches Einrad, z.B. als ein sogenanntes Monowheel oder Solowheel ausgebildet sein. Mit zwei oder mehr Rädern ist das Fahrzeug bevorzugt als ein elektrisches Zweirad, insbesondere als ein Elektromotorrad, als ein Elektromotorroller, als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Hoverboard, Kickboard, Skateboard, Longboard o.ä. ausgebildet. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrzeug, insbesondere mit drei oder mehr Rädern ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch als ein muskelbetriebenes Fahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad oder ein Tretroller, ausgebildet sein.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 ein Fahrzeug mit zwei Rädern, wobei das Fahrzeug als ein Elektroscooter ausgebildet ist;
- 2 eine Schnittdarstellung einer Bremsvorrichtung für das Fahrzeug aus der 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 ein Ausschnitt der Schnittdarstellung der Bremsvorrichtung der aus der 2;
- 4a, 4b Schnittdarstellungen eines Bremszylinders der Bremsvorrichtung aus 2;
- 5a, 5b weitere Schnittdarstellung der Bremsvorrichtung aus der 2;
- 6a, 6b, 6c perspektivische Draufsichten auf die Bremsvorrichtung aus der 2.
-
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung ein Fahrzeug 1, wobei das Fahrzeug 1 als ein Elektrotretroller, auch als sogenannter „E-Scooter“ bekannt, ausgebildet ist. Das Fahrzeug 1 weist ein Radmodul 2 mit einem Rad 3 auf, welches ein Vorderrad des Fahrzeugs 1 bildet. Das Radmodul 2 dient insbesondere zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 1. Zudem weist das Fahrzeug 1 ein insbesondere antriebsloses Hinterrad 4 auf, welches an einem Fahrzeugrahmen 5 des Fahrzeugs 1 drehbar gelagert ist.
-
Das Fahrzeug 1 weist eine Radgabel 6 auf, wobei das Radmodul 2 an der Radgabel 6 drehbar gelagert ist. Die Radgabel 6 ist über einen Lenker 7 schwenkbeweglich mit dem Rahmen 5 verbunden, sodass das Radmodul 2 zur Lenkung des Fahrzeugs 1 über den Lenker 7 verschwenkt werden kann.
-
Das Rad 3, 4 weist eine Radfelge 9 und einen Reifen 10 auf, wobei der Reifen 10 auf der Radfelge 9 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Radfelge 9 als eine Stahl-, Alu- oder Kunststofffelge ausgebildet. Beispielsweise ist der Reifen 10 als ein mit Luft befüllter Gummireifen ausgebildet.
-
2 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Bremsvorrichtung 8, welche für das Radmodul 2 oder für das antriebslose Hinterrad 4 aus 1 ausgebildet und/oder geeignet ist.
-
Das Rad 3, 4 ist auf einer Radachse angeordnet, welche mit ihrer Längsachse eine Drehachse 11 definiert. Die Radfelge 9 ist beispielsweise über Lagereinrichtungen drehbar auf der Radachse gelagert, wobei die Radachse beispielsweise bei dem Vorderrad an der Radgabel 6 (1) festgelegt ist.
-
Die Bremsvorrichtung 8 ist als eine Reibbremse ausgebildet, welche zur Übertragung eines Bremsmoments auf einer Seite der Radfelge 9 angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung 8 weist einen ringförmigen, insbesondere die Drehachse D umlaufenden, Bremsbelag 13 auf. Der Bremsbelag 13 ist in Bezug auf die Drehachse D an einer axialen Stirnseite der Radfelge 9 (9) drehfest montiert, sodass der Bremsbelag 13 im Fahrbetrieb durch die Radfelge 9 mitgenommen wird und um die Drehachse 11 rotiert. Insbesondere ist der Bremsbelag 13 als ein um die Drehachse 11 rotierender Bremsabschnitt ausgebildet.
-
Die Bremsvorrichtung 8 umfasst eine als Bremsscheibe ausgebildete Bremskörpereinrichtung 14, welche zweiteilig ausgeführt ist und ein erstes Bremskörperteil 36a und ein zweites Bremskörperteil 36b umfasst. Beispielsweise sind die beiden Bremskörperteile 36a, 36b als Bremsscheiben ausgebildet und bilden zusammen einen stationären, insbesondere nicht rotierbaren Bremsabschnitt. Der Bremsbelag 13 und die Bremskörperteile 36a, 36b sind in Bezug auf die Drehachse D koaxial zueinander angeordnet.
-
Ferner umfasst die Bremsvorrichtung 8 einen konzentrischen Bremszylinder 15 zur Umsetzung einer ersten Bremskraft 29 auf das erste Bremskörperteil 36a und einer zweiten Bremskraft 30 auf das zweite Bremskörperteil 36b. Der Bremszylinder 15 ist beispielsweise hydraulisch betätigbar, wobei der Bremszylinder 15 hierzu als ein sogenannter Nehmerzylinder ausgebildet ist und mit einem Geberzylinder, nicht dargestellt, über eine hydraulische Strecke fluidtechnisch verbunden ist.
-
Der Bremszylinder 15 weist einen Gehäuseabschnitt 16 mit einer Durchgangsöffnung 21 auf, durch welche die Radachse geführt bzw. gesteckt werden kann. Der Bremszylinder 15 umfasst einen Kolbenabschnitt 17, wobei der Gehäuseabschnitt 16 und der Kolbenabschnitt 17 in Bezug auf die Drehachse D konzentrisch zueinander angeordnet sind und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar und/oder verdrehbar sind. Der Gehäuseabschnitt 16 und der Kolbenabschnitt 17 bilden zusammen ein die Drehachse D umlaufendes Ringgehäuse, wobei zwischen dem Gehäuseabschnitt 16 und dem Kolbenabschnitt 17 ein die Drehachse D umlaufender Druckraum 18 gebildet. Der Druckraum 18 ist mit einem Fluid, beispielsweise mit einem Hydrauliköl, befüllt und über eine Fluidleitung, nicht dargestellt, zur Bildung der hydraulischen Strecke strömungstechnisch mit dem Geberzylinder verbunden.
-
Der Kolbenabschnitt 17 ist zweiteilig mit einem ersten Kolbenteil 34a und einem zweiten Kolbenteil 34b ausgeführt. Die beiden Kolbenteile 34a, 34b sind in dem Gehäuseabschnitt 16 relativ zueinander beweglich angeordnet. Das erste Kolbenteil 34a ist als ein Außenkolben und das zweite Kolbenteil 34b als ein Innenkolben ausgebildet. Die beiden Kolbenteile 34a, 34b sind jeweils als Ringkolben ausgebildet und in Bezug auf die Drehachse D koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Das zweite Kolbenteil 34b ist als der Innenkolben im Querschnitt bogen- oder c-förmig ausgebildet und weist einen ersten Innenkolbenbereich 12a und eine zweiten Innenkolbenbereich 12b auf. Die Innenkolbenbereiche 12a, 12b sind form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Der erste Innenkolbenbereich 12a umgibt das erste Kolbenteil 34a abschnittsweise ist einer auf die Drehachse 11 bezogenen axialen Gegenrichtung 26. Der zweite Innenkolbenbereich 12b erstreckt sich in einer auf die Drehachse 11 bezogene axialen Richtung 25 und hintergreift den Bremsbelag 13.
-
Der Druckraum 18 ist zwischen dem Gehäuseabschnitt 16 und dem ersten Kolbenteil 34a und dem zweiten Kolbenteil 34b, insbesondere dem ersten Innenkolbenabschnitt 12a, eingeschlossen. Zur Versorgung des Druckraums 18 mit dem Fluid weist das erste Kolbenteil 34a einen Durchlass 24 auf, welcher mit einem Fluidzulauf 35 des Bremszylinders 15 strömungstechnisch verbunden ist.
-
Zusätzlich kann die Bremskörpereinrichtung 14 ein erstes und eine zweites ringförmiges Kontaktblech 26a, 26b, z.B. ein Stahlblech, aufweisen, wobei das erste Kontaktblech 26a an dem ersten Bremsköperteil 36a in axialer Richtung 25 angeordnet sein kann und das zweite Kontaktblech 26b ist an dem zweiten Bremskörperteil 36b in axialer Gegenrichtung 26 angeordnet sein kann. Zwischen den beiden Bremskörperteilen 36a, 36b, insbesondere den Kontaktblechen 26a, 26b, ist der Bremsbelag 13 angeordnet. Die Kontaktbleche 26a, 26b dienen zur Kontaktierung mit dem Bremsbelag 13 und können als ein Verschleißteil in einfacher Weise ausgetauscht werden.
-
Das erste Bremskörperteil 36a ist mit dem ersten Kolbenteil 34a bewegungsgekoppelt und das zweite Bremskörperteil 36b ist mit dem zweiten Kolbenteil 34b bewegungsgekoppelt. Bei Betätigung der Bremsvorrichtung 8 wird das hydraulische Fluid über den Fluidzulauf 35 in den Druckraum 18 eingeleitet, wobei die beiden Kolbenteile 34a, 34b axial entgegengerichtet in jeweils eine Bremsstellung gedrückt werden. Dabei verschiebt sich das erste Kolbenteil 34a in der axialen Richtung 25 und das zweite Kolbenteil 34b in der axialen Gegenrichtung 26, wobei zugleich der erste und der zweite Bremskörperteil 36a, 36b axial aufeinander zu bewegt werden, sodass der Reibbelag 13 zwischen den beiden Bremskörperteilen 36a, 36b gebremst wird. In der Bremsstellung des ersten Kolbenteils 34a wird somit eine erste Bremskraft 29 auf den Reibbelag 13 übertragen, wobei in der Bremsstellung des zweiten Kolbenteils 34b eine zweite entgegen gerichtete Bremskraft 30 auf den Reibbelag übertragen wird.
-
Die Bremsvorrichtung 8 weist eine erste Dichtungseinrichtung 22a, eine zweite Dichtungseinrichtung 22b, eine dritte Dichtungseinrichtung 22c und einer vierte Dichtungseinrichtung 22d auf, welche zur axialen Abdichtung des Druckraums 18 ausgebildet und/oder geeignet sind. Die Dichtungseinrichtungen 22a, b, c, d sind jeweils als ein Vierkantring ausgebildet, wobei unter „Vierkantring“ ein Dichtring zu verstehen ist, welcher einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt aufweist. Die erste Dichtungseinrichtung 22a und die zweite Dichtungseinrichtung 22b weisen einen übereinstimmenden hydraulischen Durchmesser auf, sodass axiale Reaktionskräfte, die bei der Bewegung der beiden Kolbenteile 34a, 34b auf den Gehäuseabschnitt 16 einwirken, reduziert oder sogar verhindert werden können. Die dritte Dichtungseinrichtung 22c und die vierte Dichtungseinrichtung 22d weisen voneinander abweichende hydraulische Durchmesser auf, sodass durch entsprechende Festlegung der abweichenden Durchmesser eine hydraulische Fläche zur Druckbeaufschlagung definiert werden kann. Dadurch kann eine axiale Anpresskraft der Kolbenteile 34a, 34b und der Bremskörperteile 36a, 36b in der Bremsstellung an den Bremsbelag 13 festgelegt werden.
-
Die 3 zeigt den Bremszylinder 15 in einem vergrößerten Ausschnitt. Das erste Kolbenteil 34a weist eine erste Dichtungsaufnahme 23a auf, in welcher die erste Dichtungseinrichtung 22a aufgenommen ist. Das erste Kolbenteil 34a weist auch eine dritte Dichtungsaufnahme 23c auf, in welcher die dritte Dichtungseinrichtung 22c angeordnet ist. Der Gehäuseabschnitt 16 weist eine zweite Dichtungsaufnahme 23b auf, in der die zweite Dichtungseinrichtung 22b aufgenommen ist. Das zweite Kolbenteil 34b, insbesondere der erste Innenringbereich 12a, weist eine vierte Dichtungsaufnahme 23d auf, in der die vierte Dichtungseinrichtung 22d aufgenommen ist. Die Dichtungsaufnahmen 23a, b, c, d sind jeweils als eine die Drehachse 11 umlaufende Ringnut ausgebildet, wobei die Dichtungseinrichtungen 22a, b, c, d jeweils in der zugehörigen Dichtungsaufnahme 23a, b, c, d mit einem geringen axialen Spiel aufgenommen sind.
-
Das erste Kolbenteil 34a ist über die erste Dichtungseinrichtung 22a und über die zweite Dichtungseinrichtung 22b radial in Bezug auf die Drehachse 11 an dem Gehäuseabschnitt 16 abgestützt, wobei die erste und zweite Dichtungseinrichtung 22a, 22b in axialer Richtung 25 versetzt zueinander angeordnet sind, um den Druckraum 18 in axialer Richtung 25 abzudichten. Hierzu ist die erste Dichtungseinrichtung 22a einerseits in der ersten Dichtungsaufnahme 23a an dem ersten Kolbenteil 34a festgelegt und liegt andererseits an einem Innenumfang des ersten Gehäuseteils 34a dichtend an. Die zweite Dichtungseinrichtung 22b ist einerseits in der zweiten Dichtungsaufnahme 23b an dem Gehäuseabschnitt 16 festgelegt und liegt an einem Außenumfang des ersten Kolbenteils 34a an.
-
Mittels der dritten und vierten Dichtungseinrichtung 22c, 22d sind die beiden Kolbenteile 34a, 34b radial gegeneinander abgestützt. Der Druckraum 18 ist zwischen den beiden Kolbenteilen 34a, 34b durch die dritte und vierte Dichtungseinrichtung 22c, 22d in der axialen Richtung 25 abgedichtet. Hierzu ist die dritte Dichtungseinrichtung 22c einerseits in der dritten Dichtungsaufnahme 23c an dem ersten Kolbenteil 34a festgelegt und liegt andererseits an einem Außenumfang des zweiten Kolbenteils 34b, insbesondere des ersten Innenkolbenbereichs 12a, an. Die vierte Dichtungseinrichtung 22d ist hierzu einerseits in der vierten Dichtungsaufnahme 23d an dem zweiten Kolbenteil 34b, insbesondere an dem ersten Innenkolbenbereich 12a, festgelegt und liegt andererseits an einem Außenumfang des ersten Kolbenteils 34a dichtend an.
-
Bei dem reibschlüssigen Anliegen der Bremskörperteile 36a, 36b an den Bremsbelag 13 als rotierender Bremspartner wird ein Drehmoment um die Drehachse 11 erzeugt. Die Bremskörpereinrichtung 8 weist einen ersten inneren Abstützring 19a, einen zweiten inneren Abstützring 19b und eine äußere Abstützeinrichtung 20 auf, welche zur Drehmomentabstützung des Bremszylinders 15 ausgebildet und/oder angeordnet sind. Die Abstützringe 19a, 19b stehen miteinander über Verzahnungen in einem formschlüssigen Eingriff. Der erste Abstützring 19a ist form- und/oder kraftschlüssig mit dem ersten Kolbenteil 34a verbunden und der zweite Abstützring 19b ist form- und/oder kraftschlüssig mit dem zweiten Kolbenteil 34b verbunden. Das erste Kolbenteil 34a ist formschlüssig mit der äußeren Abstützeinrichtung 20 verbunden ist. Ein bei der Übertragung der ersten und zweiten Bremskraft 29, 30 erzeugtes Bremsmoment radial und in Umlaufrichtung um die Drehachse 11 kann somit über die Abstützringe 19a, 19b an das erste Kolbenteil 34a und von diesem zu der äußeren Abstützeinrichtung 20 abgeleitet werden. Die äußere Abstützeinrichtung 20 ist aus der 6b in perspektivischen Draufsicht zu entnehmen. Sie bildet eine der Radfelge 9 (1) abgewandte Sichtseite der Bremsvorrichtung 8, wobei sie den Gehäuseabschnitt 16 umgreift und mit diesem form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Die äußere Abstützeinrichtung 20 weist gemäß der 6b ein Verbindungselement 17, mittels dem die äußere Abstützeinrichtung 20 mit dem Rahmen 5 (1) des Fahrzeugs 1 verbunden ist. Dadurch kann das Drehmoment auf den Rahmen 5 abgeleitet werden.
-
Wie auch aus den 6b, 6c zu entnehmen, weist die Bremsvorrichtung 8 auf einer der Radfelge 9 zugewandten axialen Stirnseite eine Kühlstruktur 27 auf. Die Kühlstruktur 27 weist mehrere Kühlrippen 28 zum Austausch von Wärmeenergie der Bremskörperteile 36a, 36b mit einer Umgebung, z.B. Umgebungsluft, auf. Die beim Bremsen entstehende Bremswärme kann somit größtenteils über die Kühlstruktur 27 durch Konvektion an die Umgebung abgeführt werden. Nichtsdestotrotz kann die Bremswärme jedoch auch teilweise an die Komponenten, insbesondere die Dichtungseinrichtungen 22a, b, c, d des Bremszylinders 15 weitergeleitet werden.
-
Um diese Komponenten zu schützen sind axial zwischen dem jeweiligen Kolbenteil 34a, 34b und den zugeordneten Bremskörperteilen 36a, 36b zwei Isolationseinrichtungen 29a, 29b angeordnet, welche den Bremszylinder 15 gegenüber den Bremskörperteilen 36a, 36b isoliert. Zusätzlich ist eine weitere Isolationseinrichtung 39 radial zu der Radachse und axial entlang der Durchgangsöffnung 21 angeordnet, welche den Bremszylinder 14 gegenüber der Radachse isoliert. Somit wird die Bremswärme nicht zu dem Gehäuseabschnitt 16 bzw. zu den Kolbenteilen 34a, 34b weitergeleitet, sodass eine durch Hitzeeinwirkung bedingte Schädigung des Bremszylinders 15 verhindert werden kann.
-
Beispielsweise weisen die Isolationseinrichtungen 29a, 29b, 30 einen Werkstoff auf, welcher z.B. im Vergleich zu dem Gehäuseabschnitt und/oder den Kolbenteilen 34a, 34b einen besonders niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten auszeichnet. Die Isolationseinrichtungen 29a, 29b, 30 sind beispielsweise aus einem wärmebeständigen Kunststoff, z.B. einem Duroplast, oder aus Keramik gefertigt. Alternativ sind die Isolationseinrichtungen 29a, 29b, 30 aus einem Verbundwerkstoff gefertigt, welcher beispielsweise organische und/oder anorganische Bestandteile, wie z.B. Sand, Stein, Kalk oder dergleichen aufweist. Die Isolationseinrichtungen 29a, 29b sind beispielsweise als Ringscheiben ausgebildet und die weitere Isolationseinrichtung 30 als eine Zylinderhülse.
-
Die 4a, 4b zeigen in einer schematischen Schnittdarstellung jeweils den konzentrischen Bremszylinder 15 der Bremsvorrichtung 8 aus 2. Insbesondere sind der Gehäuseabschnitt 16 und ein Abschnitt des ersten Kolbenteils 34a gezeigt. Das erste Kolbenteil 34a ist in einer Freigabestellung angeordnet, wobei in der Freigabestellung die Bremsvorrichtung 8 geöffnet ist und das Rad 3, 4 ungebremst um die Drehachse 11 rotieren kann. In der 4b ist das erste Kolbenteil 34a in einer Bremsstellung angeordnet, wobei in der Bremsstellung die Bremsvorrichtung 8 geschlossen ist und die Bremskraft 29 auf das Rad 3, 4 übertragen wird.
-
Aufgrund der Haftreibung zwischen der ersten und zweiten Dichtungseinrichtung 22a, 22b und dem Gehäuseabschnitt 16 bzw. dem ersten Kolbenteil 34a, werden die als Vierkantringe ausgebildeten Dichtungseinrichtungen 22a, 22b bei einer Beaufschlagung mit der ersten Bremskraft 29 bzw. einer Bewegung des ersten Kolbenteils 34a von der Freigabestellung in die Bremsstellung jeweils in entgegengerichtete Verformungsrichtungen 37, 38 elastisch verformt. Aufgrund des Verformungswiderstandes der Dichtungseinrichtungen 22a, 22b wird das ersten Kolbenteil 34a dabei in der Bremsstellung mit einer ersten Rückstellkraft 32 beaufschlagt, welche zur Rückstellung des ersten Kolbenteils 34a in die Freigabestellung dient.
-
Die erste und zweite Dichtungsaufnahme 23a, 23b weisen entsprechende erste und zweite Schrägflächen 31 a, 31 b auf, wobei die beiden Schrägflächen 31 a, 31 b jeweils durch eine die Drehachse 11 umlaufende Fase gebildet sind. Die Schrägflächen 31a, 31 b dienen dazu die Elastizität der Vierkantringe auszunutzen und diesen einen Freiraum zu geben um sich zu verformen, wenn sie mit der Bremskraft 29 beaufschlagt werden. Die Orientierung der Schrägflächen 31a, 31 b ist entgegengesetzt, wobei die erste Schrägfläche 31a der ersten Dichtungsaufnahme 23a in der axialen Gegenrichtung 26 und die zweite Schrägfläche 31b der zweiten Dichtungsaufnahme 23b in der axialen Richtung 25 orientiert ist.
-
Bei einer Reduzierung der erstem Bremskraft 29 wird das erste Kolbenteil 34a aufgrund der ersten Rückstellkraft 32 durch die beiden Dichtungseinrichtungen 22a, 22b im Rahmen ihrer elastischen Verformung selbsttätig in die Freigabestellung zurückgezogen.
-
Die 5a, 5b zeigen in einer schematischen Schnittdarstellung jeweils den konzentrischen Bremszylinder 15 der Bremsvorrichtung 8 aus 2. Insbesondere sind die beiden Kolbenteile 34a, 34b gezeigt. Die Kolbenteile 34a, 34b sind in der Freigabestellung angeordnet, in der die Bremsvorrichtung 8 geöffnet ist und das Rad 3, 4 ungebremst um die Drehachse 11 rotieren kann. In der 4b sind die beiden Kolbenteile 34a, 34b in einer Bremsstellung angeordnet, in der die Bremsvorrichtung 8 geschlossen ist und die jeweilige Bremskraft 29, 30 auf das Rad 3, 4 übertragen wird.
-
Aufgrund der Haftreibung zwischen der dritten und vierten Dichtungseinrichtung 22c, 22d und den beiden Kolbenteilen 34a, 34b werden die als Vierkantringe ausgebildeten Dichtungseinrichtungen 22c, 22d bei der Beaufschlagung mit der jeweiligen Bremskraft 29, 30 bzw. einer Bewegung der Kolbenteile 34a, 34b von ihren Freigabestellungen in ihre Bremsstellungen jeweils in die entgegen gerichteten Verformungsrichtungen 37, 38 elastisch verformt. Aufgrund des Verformungswiderstandes der Dichtungseinrichtungen 22c, 22d wird das erste Kolbenteil 34a in der Bremsstellung mit der ersten Rückstellkraft 32 beaufschlagt und das zweite Kolbenteil 34b in der Bremsstellung mit einer zweiten Rückstellkraft 33 beaufschlagt. Die Rückstellkräfte 32, 33 dienen zur Rückstellung der Kolbenteile 34a, 34b in die Freigabestellung.
-
Die dritte Dichtungsaufnahme 23c weist eine dritte Schrägfläche 31c auf und die vierte Dichtungsaufnahme 23d weist eine vierte Schrägfläche 31 d auf, wobei die beiden Schrägflächen 31c, 31d jeweils durch eine die Drehachse 11 umlaufende Fase gebildet sind. Die Schrägflächen 31c, 31d dienen dazu, die Elastizität der dritten und vierten Dichtungseinrichtungen 22c, 22d auszunutzen und diesen einen Freiraum zu geben, um sich zu verformen, wenn sie mit den jeweiligen Bremskräften 29, 30 beaufschlagt werden. Die Orientierung der Schrägflächen 31c, 31d ist entgegengesetzt, wobei die dritte Schrägfläche 31c der dritten Dichtungsaufnahme 23c in der axialen Gegenrichtung 26 und die vierte Schrägfläche 31d der vierten Dichtungsaufnahme 23d in der axialen Richtung 25 orientiert ist.
-
Bei einer Reduzierung der Bremskräfte 29, 30 werden die beiden Kolbenteile 34a, 34b aufgrund der Rückstellkräfte 32, 33 durch die dritte und vierte Dichtungseinrichtung 22c, 22d im Rahmen ihrer elastischen Verformung selbsttätig in die Freigabestellung zurückgezogen.
-
Bezugnehmend auf die 4b und 5b verformen sich die vier Dichtungseinrichtungen 22a, 22b, 22c, 22d dabei konstruktionsbedingt nur innerhalb eines bestimmten Verformungsbereichs, wobei bei einer Überschreitung des Verformungsbereichs die Haftreibung überwunden und der Gehäuseabschnitt 16 und das erste Kolbenteil 34a gemäß der 4b bzw. die beiden Kolbenteile 34a, 34b gemäß der 5b relativ zueinander abgleiten. Dies tritt in der Regel dann ein, wenn eine Distanz zwischen der Freigabestellung und der Bremsstellung aufgrund von Verschleiß bzw. Abnutzung des Bremsbelags 13 und/oder der Bremskörperteile 36a, 36b bzw. deren Kontaktbleche vergrößert wird. Da diese Distanz zwischen Bremsstellung und Freigabestellung bei der Übertragung der Bremskräfte 29, 30 durch ein Durchrutschen der Kolbenteile 34a, 34b immer überbrückt wird, stellt sich somit immer ein definiertes Spiel zwischen dem Bremsbelag 13 und den Bremskörperteilen 36a, 36b ein, wodurch eine selbsttätige Verschleißnachstellung durch die Dichtungseinrichtungen 22a, 22b, 22c, 22d umgesetzt wird.
-
Die 6a zeigt die Bremsvorrichtung 8 perspektivischen axialen Draufsicht auf eine der Radfelge 9 (1) zugewandte axiale Seite. Die Bremsvorrichtung 8 weist die äußere Abstützeinrichtung 20 als sichtseitige Abdeckung auf. Die äußere Abstützeinrichtung 20 ist form- und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt 16 des Bremszylinders 15 verbunden, sodass Drehmomente radial und in Umfangsrichtung über die inneren Abstützringe 19a, 19b, die Abstützeinrichtung 20, und das Verbindungselement 17, wie insbesondere zu der 3 beschrieben, auf den Rahmen 5 des Fahrzeugs 1 (1) abgeleitet werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Radmodul
- 3
- Rad
- 4
- Hinterrad
- 5
- Rahmen
- 6
- Radgabel
- 7
- Lenker
- 8
- Bremsvorrichtung
- 9
- Radfelge
- 10
- Reifen
- 11
- Drehachse
- 12a, b
- Innenkolbenbereiche
- 13
- Bremsbelag
- 14
- Bremskörpereinrichtung
- 15
- Bremszylinder
- 16
- Gehäuseabschnitt
- 17
- Verbindungselement
- 18
- Druckraum
- 19a, b
- innere Abstützringe
- 20
- äußere Abstützeinrichtung
- 21
- Durchgangsöffnung
- 22a, b, c, d
- Dichtungseinrichtungen
- 23a, b, c, d
- Dichtungsaufnahmen
- 24
- Durchlass
- 25
- axiale Richtung
- 26
- axiale Gegenrichtung
- 27
- Kühlstruktur
- 28
- Kühlrippen
- 29
- erste Bremskraft
- 30
- zweite Bremskraft
- 31a, b, c, d
- Schrägflächen
- 32
- erste Rückstellkraft
- 33
- zweite Rückstellkraft
- 34a, b
- Kolbenteile
- 35
- Fluidzulauf
- 36a, b
- Bremskörperteile
- 37
- erste Verformungsrichtung
- 38
- zweite Verformungsrichtung
- 39
- weitere Isolationseinrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-