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Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung.
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Bei Fahrzeugen, z.B. Zweirädern, wie zum Beispiel Fahrrädern oder Tretrollern etc., ist es bekannt, Trommelbremsen, Scheibenbremsen oder Backenbremsen einzusetzen.
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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.
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Bekannt sind ebenfalls Partikelfilter für Scheibenbremsen zur Absorption von Bremspartikeln, die bei dem Abbremsen des Fahrzeugs von der Bremsscheibe und dem Bremssattel abgetragen werden. So beschreibt die Druckschrift
WO 2019/224034 A1 einen Bremsstaubpartikelfilter für eine Scheibenbremsenanordnung eines Fahrzeugs. Der Bremsstaubpartikelfilter weist eine Gehäusestruktur auf, die die Bremsscheibe und/oder den Bremssattel zumindest abschnittsweise umgreifen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bauraumsparenden und funktional integrierten Partikelfilter für eine Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche eine Alternative zu der Scheibenbremse mit Bremssattel ist. Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung 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.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Bremsvorrichtung, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann eine Bremsvorrichtung oder mehrere Bremsvorrichtungen umfassen. Beispielsweise ist das Fahrzeug als ein einspuriges oder mehrspuriges Fahrzeug ausgebildet. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektrokleinstfahrzeug, wobei darunter Fahrzeuge ohne Sitz oder selbstbalancierende Fahrzeuge mit oder ohne Sitz zu verstehen sind.
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Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Das Fahrzeug weist mindestens ein Rad auf. 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 Roller, 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 Fahrrad, 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.
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Die Bremsvorrichtung umfasst eine Bremseinheit. Die Bremseinheit weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann beispielsweise durch Aluminiumdruckguss gefertigt sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse an dem Fahrzeug stationär und/oder drehfest angeordnet und/oder anordbar. Bevorzugt ist das Gehäuse koaxial zu einer Radachse des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere durchstößt die Radachse das Gehäuse.
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Hierzu weist das Gehäuse beispielsweise eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Radachse auf.
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Die Bremseinheit weist eine Hydraulikeinrichtung zur Erzeugung einer hydraulischen Kraft auf. Bevorzugt weist die Hydraulikeinrichtung einen Ringraum und einen Ringkolben auf, wobei der Ringkolben in dem Ringraum angeordnet ist. Insbesondere ist in dem Ringraum ist eine Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Ringkolbens angeordnet. Der Ringraum bildet insbesondere einen Zylinder der Hydraulikeinrichtung.
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Die Bremseinheit weist einen ersten, bevorzugt stationären, Bremspartner auf. Der erste Bremspartner ist beispielsweise als eine Bremskörpereinrichtung ausgebildet. Vorzugweise weist die Bremskörpereinrichtung eine Bremsscheibe auf. Insbesondere trägt die Bremskörpereinrichtung die Bremsscheibe. Optional ist die Bremsscheibe mit einer Bremsfläche versehen. Die Bremsfläche ist zum Beispiel als ein durchgehender Kreisring ausgebildet. Sie kann ununterbrochenen oder weitgehend ununterbrochen ausgebildet sein. Optional kann die Bremsfläche durch Lüftungslöcher, Befestigungslöcher oder ähnliches durchbrochen sein.
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Die Bremseinheit weist eine Hauptachse auf, wobei die Hauptachse als eine konstruktive und/oder gedachte Hilfsachse zu verstehen ist. Die Hauptachse ist durch das Gehäuse, insbesondere durch die Durchgangsöffnung oder die Radachse, definiert. Alternativ hierzu ist die Hauptachse durch die Hydraulikeinrichtung, insbesondere durch den Ringkolben und/oder durch den Ringraum, definiert. Alternativ oder ergänzend ist die Hauptachse durch den ersten Bremspartner, insbesondere durch die Bremskörpereinrichtung, im Speziellen durch die Bremsfläche, definiert. Insbesondere ist die Bremsfläche umlaufend zu der Hauptachse ausgebildet.
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Die Bremsvorrichtung umfasst einen zweiten, bevorzugt rotierenden, Bremspartner. Der zweite Bremspartner ist vorzugsweise radseitig angeordnet. Beispielsweise ist der zweite Bremspartner ein radseitiger Bremsbelag. Vorzugsweise ist der radseitige Bremsbelag drehfest mit dem mindestens einem Rad verbindbar und/oder verbunden. Bevorzugt ist, dass der Bremsbelag ringförmig oder als ein Ring ausgebildet ist.
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Insbesondere weist der radseitige Bremsbelag eine Ringfläche auf, welche beim Einleiten der Bremskraft durch den ersten Bremspartner kontaktiert wird. Der radseitige Bremsbelag ist vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Metall gefertigt oder damit beschichtet.
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Beispielsweise ist der radseitige Bremsbelag aus Metall und/oder Kunststoff gebildet. Insbesondere ist der radseitige Bremsbelag ein Metallring und/oder ein Blechring. Alternativ oder optional ergänzend weist der radseitige Bremsbelag ein Reibmittel auf. Zum Beispiel ist das Reibmittel aus einer Metall-Graphit-Mischung gefertigt. Insbesondere kann der Reibbelag aus dem Reibmittel gefertigt oder damit beschichtet sein. Der radseitige Bremsbelag weist vorzugsweise eine Rauheit auf, welche über eine Materialzusammensetzung, z.B. über Metallpartikel, und/oder durch eine Oberflächenbehandlung, z.B. Schleifen oder Bohrungen, in den radseitigen Bremsbelag eingebracht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der radseitige Bremsbelag an einer Radfelge des Rades des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere ist der radseitige Bremsbelag auf der Radfelge, insbesondere in der Ausbildung als Ring, konzentrisch zu der Hauptachse angeordnet. Optional weist die Radfelge eine Aufnahme für den Bremsbelag auf. Die Aufnahmeeinrichtung ist z.B. eine Vertiefung in der Radfelge, in welcher der radseitige Bremsbelag angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist der Ringraum mit dem Gehäuse fest oder formschlüssig verbunden. Zum Beispiel ist der Ringraum in dem Gehäuse integriert. Besonders bevorzugt ist, dass Ringkolben mit dem ersten Bremspartner, insbesondere mit der Bremskörpereinrichtung in einer Wirkverbindung steht. Beispielsweise ist der Ringkolben mit dem ersten Bremskörper fest oder formschlüssig verbunden.
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Es ist vorgesehen, dass die Hydraulikeinrichtung den ersten Bremspartner relativ zu dem Gehäuse in einer axialen auf die Hauptachse bezogenen Richtung bewegt. Der erste Bremspartner wird bei und/oder durch die axiale Bewegung an den zweiten Bremspartner angepresst. Vorzugsweise kontaktieren sich der erste Bremspartner und der zweite Bremspartner und reiben aufgrund der Rotation des Rades aneinander. Bei und/oder durch das Anpressen und/oder das Reiben wird eine Bremskraft erzeugt. Insbesondere wird die Bremskraft von dem ersten, insbesondere stationären, Bremspartner an den zweiten, insbesondere rotierenden, Bremspartner übertragen. Beispielsweise wird die Bremskörpereinrichtung mit der Bremsscheibe an den radseitigen Bremsbelag angepresst, um die Bremskraft zu erzeugen und zu übertragen. Vorzugsweise sind der erste Bremspartner und der zweite Bremspartner benachbart und/oder koaxial zueinander angeordnet.
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In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Bremskörpereinrichtung eine Kraftverteilungsplatte auf. Vorzugsweise ist die Kraftverteilungsplatte mit der Hydraulikeinrichtung wirkverbunden. Insbesondere ist die die Kraftverteilungsplatte form- und/oder kraftschlüssig mit der Hydraulikeinrichtung, insbesondere mit dem Ringkolben, verbunden, um die Bremskraft von der Hydraulikeinrichtung in die Bremskörpereinrichtung einzuleiten.
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In einer weiteren möglichen konstruktiven Ausgestaltung umfasst die Bremseinheit eine Rückstelleinrichtung, die zum Rückstellen des ersten Bremspartners, insbesondere der Bremskörpereinrichtung, entlang eines axial entgegen gerichteten Rückhubwegs ausgebildet ist. Die Rückstelleinrichtung kann z.B. als eine Rückstellfeder ausgebildet sein. Sobald ein hydraulischer Druck in der Hydraulikeinrichtung nachlässt, kann der erste Bremspartner, insbesondere die Bremskörpereinrichtung, entlang des axialen Rückhubwegs durch eine Federkraft der Rückstellfeder wieder zurückgestellt werden. Beispielsweise stützt sich die Rückstelleinrichtung, insbesondere die Rückstellfeder, auf einer Seite an dem Gehäuse und auf der anderen Seite an dem ersten Bremspartner, insbesondere an der Bremskörpervorrichtung, ab.
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Bei dem Anpressen des ersten Bremspartners an den zweiten Bremspartner unterliegt/unterliegen der erste Bremspartner und/oder der zweite Bremspartner einem Abrieb, sodass Bremspartikel des ersten Bremspartners und/oder des zweiten Bremspartners in eine Umgebung der Bremsvorrichtung freigesetzt werden. Der Abrieb und/oder die Bremspartikel sind z. B. durch friktionsbedingte Abtragung von Material an dem ersten Bremspartner und/oder an dem zweiten Bremspartner gebildet und/oder verursacht. Zum Beispiel unterliegt die Bremsscheibe, die optional vorhandene Bremsfläche und/oder der radseitige Bremsbelag bei dem Anpressen dem Abrieb, sodass die Bremspartikel von der Bremsscheibe, insbesondere von der Bremsfläche und/oder von dem radseitigen Bremsbelag, insbesondere von der Ringfläche, stammen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Bremsvorrichtung einen Bremspartikelfilter. Der Bremspartikelfilter ist dazu ausgebildet, die Bremspartikel aufzufangen. Beispielsweise ist der Bremspartikelfilter aus Kunststoff gebildet. Alternativ kann er aus einem Aluminium- oder Stahlblech gebildet sein. Dadurch kann eine ausreichende Festigkeit und Stabilität des Bremspartikelfilters erreicht werden.
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Durch den Bremspartikelfilter kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass die Bremspartikel in die Umgebung der Bremsvorrichtung und/oder des Fahrzeugs gelangen. Derzeit bestehen vermehrt Bestrebungen, eine Feinstaubbelastung durch Fahrzeuge zu reduzieren, insbesondere um nachteilige gesundheitliche Folgen und negative Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden. Vorteilhaft ist, dass die Integration des Bremspartikelfilters in die Bremsvorrichtung diese Bestrebungen unterstützen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bremspartikelfilter an dem zweiten Bremspartner angeordnet. Insbesondere ist der Bremspartikelfilter radseitig positioniert. Beispielsweise kann der Bremspartikelfilter an einem Außenumfang des Bremsbelags befestig sein. Alternativ oder optional ergänzend kann der Bremspartikelfilter an der Radfelge befestigt sein, welche den Bremsbelag trägt. Beispielsweise ist der Bremspartikelfilter abschnittsweise gemeinsam mit dem radseitigen Bremsbelag in der Aufnahme der Radfelge aufgenommen. Insbesondere rotiert der Bremspartikelfilter mit dem Rad und/oder der Radfelge.
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Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Bremspartikelfilter ringförmig oder als ein Ring ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Bremspartikelfilter konzentrisch zu der Hauptachse angeordnet. Insbesondere ist der Bremspartikelfilter so an der Radfelge und/oder an dem radseitigen Bremsbelag angeordnet, dass er den radseitigen Bremsbelag zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig radial umgibt. Vorteilhaft ist, dass zumindest die bei dem Abbremsen des Fahrzeugs von dem zweiten Bremspartner, insbesondere von dem radseitigen Bremsbelag, abgeriebenen Bremspartikel durch eine Zentrifugalkraft in den Bremspartikelfilter hinein geschleudert werden und somit sicher aufgefangen werden können.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Bremspartikelfilter an der Radfelge befestigt ist. Optional ist der Bremspartikelfilter in der Aufnahme der Radfelge befestigt. Zum Beispiel kann der Bremspartikelfilter in die Radfelge, bevorzugt in die Aufnahme, eingepresst sein, wenn er aus dem Aluminium- oder Stahlblech gebildet ist. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass der Bremspartikelfilter an der Radfelge stoffschlüssig oder form- und/oder kraftschlüssig befestigt ist. Beispielsweise ist der Bremspartikelfilter mit der Radfelge, insbesondere in der Aufnahme, verklebt, verschweißt oder verschraubt.
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Alternativ oder optional ergänzend kann der Bremspartikelfilter an dem radseitigen Bremsbelag, insbesondere an einem Außenumfang des radseitigen Bremsbelags, befestigt sein. Wenn der Bremspartikelfilter aus dem Kunststoffmaterial gebildet ist, ist er vorzugsweise stoffschlüssig oder form- und/oder kraftschlüssig an dem radseitigen Bremsbelag befestigt. Beispielsweise ist der Bremspartikelfilter mit dem Außenumfang des radseitigen Bremsbelags verklebt, verschweißt oder verschraubt. Alternativ kann der Bremspartikelfilter über eine Schnapp- oder Bajonettverbindung an der Radfelge und/oder an dem radseitigen Bremsbelag befestigt sein.
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In einer möglichen konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist der Bremspartikelfilter im Querschnitt u-förmig oder im Wesentlichen u-förmig ausgebildet. Insbesondere weist der im Querschnitt u-förmige oder im Wesentlichen u-förmige Bremspartikelfilter einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf. Im Speziellen sind der erste und zweite Schenkel durch einen Ringumfang des Bremspartikelfilters miteinander verbunden. Beispielsweise weist der Bremspartikelfilter die Gestalt eines Radialwellendichtrings auf.
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In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Bremspartikelfilter so in der Bremsvorrichtung positioniert, dass der erste Schenkel an dem Außenumfang des radseitigen Bremsbelags angeordnet ist und/oder dass der zweite Schenkel an einem Außenumfang des Gehäuses der Bremseinheit angeordnet ist. Bevorzugt umgreift oder übergreift der Bremspartikelfilter den radseitigen Bremsbelag und eine in die axiale Richtung gerichtete Kante des Gehäuses.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weist der Ringumfang in Umfangsrichtung einen verjüngten Umfangsbereich auf. Vorzugsweise bildet der verjüngte Umfangsbereich zwischen dem radseitigen Bremsbelag und der Bremseinheit einen Aufnahmebereich für die Bremspartikel. Insbesondere ist der verjüngte Umfangsbereich ausreichend klein bemessen, um einen Großteil oder sogar alle Bremspartikel auffangen zu können. Im Speziellen ist der verjüngte Umfangsbereich ausreichend groß bemessen, sodass möglichst wenig Reibung erzeugt wird.
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In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist der Bremspartikelfilter luftdurchlässig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein Luftaustausch über den Bremspartikelfilter möglich ist. Insbesondere trägt der Luftaustausch dazu bei, eine Überhitzung im Bereich der Radfelge und/oder im Bereich der beiden Bremspartner zu verhindern. Bevorzugt weist der Bremspartikelfilter Poren, Öffnungen oder Schlitze auf, die den Luftaustausch ermöglichen. Die Poren, Öffnungen oder Schlitze sind insbesondere an einem Umfang des z.B. ringförmigen Bremspartikelfilters regelmäßig verteilt. Sie dienen optional ergänzend zum Festhalten der aufgefangenen Bremspartikel.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Das Fahrzeug ist gemäß der Erfindung als ein Elektroroller oder als ein Elektroscooter ausgebildet. Es ist besonders bevorzugt, dass das Fahrzeug einen Elektromotor aufweist, wobei der Elektromotor in dem mindestens einen Rad angeordnet ist, das Rad bildet und/oder als Nabenmotor ausgebildet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Bremsvorrichtung, wobei die Bremsvorrichtung eine Bremseinheit umfasst;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der Bremsvorrichtung und einer Radfelge eines Rades des Fahrzeugs.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung ein Fahrzeug 1, wobei das Fahrzeug 1 als ein Elektroroller, Elektrotretroller oder Elektroscooter, 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.
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Das Fahrzeug 1 weist eine Radgabel 6 auf, wobei das Radmodul 2 in 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.
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Das Rad 3 des Radmoduls 2 weist eine Radfelge 8 und einen Reifen 9 auf, wobei der Reifen 9 auf der Radfelge 8 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Radfelge 8 als eine Stahl-, Alu- oder Kunststofffelge ausgebildet. Beispielsweise ist der Reifen 9 als ein mit Luft befüllter Gummireifen ausgebildet.
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Das Radmodul 3 weist eine Radachse 10 auf, welche mit ihrer Längsachse eine Hauptachse H definiert. Das Rad 3 ist mit seiner Rotationsachse koaxial zu der Radachse 10 angeordnet. Die Radachse 10 ist an der Radgabel 6 festgelegt, wobei die Radfelge 8 über zwei Lagereinrichtungen, z.B. Wälzlager, drehbar auf der Radachse 10 gelagert ist.
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Zum Antrieb des Rades 3 weist das Radmodul 2 eine in die Radfelge 8 integrierte Antriebsvorrichtung 11, z.B. ein Elektromotor, auf. Die Antriebsvorrichtung 11 weist einen drehfest mit der Radachse 10 verbundenen Stator auf, welcher in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen den beiden Lagereinrichtungen angeordnet ist. Zudem weist die Antriebsvorrichtung 12 einen drehfest mit der Radfelge 8 verbundenen Rotor auf. In einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 wird die Radfelge 8 durch die Antriebsvorrichtung 11 angetrieben, wobei das Rad 3 um die Hauptachse H rotiert.
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Das Radmodul 2 weist eine Bremsvorrichtung 12 auf, welche zur Übertragung eines Bremsmoments auf das Rad 3 dient. Die Bremsvorrichtung 12 ist als eine Reibbremse ausgebildet und auf einer Seite der Radfelge 8 angeordnet und/oder mit der Radfelge 8 wirkverbunden.
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Wie aus der 2 ersichtlich, weist die Bremsvorrichtung 12 eine Bremseinheit 14 auf, wobei die Bremseinheit 14 eine Bremskörpereinrichtung 23 mit einer Bremsscheibe 13 als einen ersten Bremspartner 20 umfasst. Die Bremsvorrichtung 12 weist einen ringförmigen, insbesondere die Hauptachse H umlaufenden, radseitigen Bremsbelag 22 als einen zweiten Bremspartner 21 auf.
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Der radseitige Bremsbelag 22 und die Bremsscheibe 13 sind in Bezug auf die Hauptachse H koaxial zueinander angeordnet. Der radseitige Bremsbelag 22 ist in Bezug auf die Hauptachse H an einer axialen Stirnseite der Radfelge 8 drehfest montiert, sodass der radseitige Bremsbelag 22 im Fahrbetrieb durch die Radfelge 8 mitgenommen wird und um die Hauptachse H rotiert. Die Bremsscheibe 13 ist in einer axialen Richtung AR zu dem radseitigen Bremsbelag 22 hin und in einer axialen Gegenrichtung GR von dem Bremsbelag 22 weg bewegbar. In Umlaufrichtung um die Hauptachse H ist die Bremsscheibe 13 drehfest mit der Radachse 10 oder mit der Radgabel 6 gekoppelt. Somit bildet der radseitige Bremsbelag 22 einen rotierenden Bremspartner und die Bremsscheibe 13 einen stationären Bremspartner der Bremsvorrichtung 12.
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Die Bremsscheibe 13 weist eine Bremsfläche auf, welche als ein unterbrochener oder durchgängiger Kreisring ausgebildet ist. Der radseitige Bremsbelag 22 ist ein Metall- oder Blechring mit einer rauen hitzebeständigen Ringfläche aus Metall oder Kunststoff. Die Ringfläche kann ein Reibmittel umfassen. In einem betätigten Zustand der Bremsvorrichtung 12 wird die Bremsscheibe 13 mit der Bremsfläche an die Ringfläche angepresst, sodass ein Reibschluss gebildet ist. Durch Reibung wird eine Bremskraft erzeugt, mittels der das rotierende Rad 3 zwischen der Bremsscheibe 13 und dem radseitigen Bremsbelag 22 abgebremst wird. Bei dem Anpressen unterliegen die Bremsscheibe 13, die Bremsfläche, der radseitige Bremsbelag 22 und/oder die Ringfläche einem Abrieb, sodass Bremspartikel freigesetzt werden.
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Die 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Bremsvorrichtung 12 und durch die Radfelge 8 des Rades 3 der 1. Die Bremseinheit 14 bildet den gabelfesten Teil der Bremsvorrichtung 12. Die Bremseinheit 14 trägt die Bremsscheibe 13 als den ersten rotationsfesten Bremspartner 20. An der Radfelge 8 ist der radseitige Bremsbelag 22 als der zweite rotierende Bremspartner 21 angeordnet.
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Die Bremseinheit 14 weist ein Gehäuse 15 auf, wobei das Gehäuse 15 koaxial zu der Hauptachse H angeordnet und drehfest an der Radgabel 6 angeordnet ist. In dem Gehäuse 15 ist die Radachse 10 aufgenommen, wobei die Radachse 10 durch das Gehäuse 15 verläuft. Die Bremseinheit 14 weist eine Hydraulikeinrichtung 16 auf, wobei die Hydraulikeinrichtung 16 in dem Gehäuse 15 angeordnet, insbesondere in diesem integriert ist.
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Die Hydraulikeinrichtung 16 weist einen Anschluss 17 auf, über den sie mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Der Anschluss 17 ist mit einem Ringraum 18 als Druckraum strömungstechnisch verbunden, wobei der Ringraum 18 einen Zylinder der Hydraulikeinrichtung 16 bildet. Der Ringraum 18 ist koaxial zu der Hauptachse H angeordnet. In dem Ringraum 18 sind ein Hydraulikfluid und ein Ringkolben 19 angeordnet. Der Ringkolben 19 kann in dem Ringraum 18 als Zylinder hydraulisch in die axiale Richtung AR und in die axiale Gegenrichtung GR bewegt werden. Insbesondere führt der Ringkolben 19 eine axiale Hubbewegung und eine axiale Rückhubbewegung aus.
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Die Bremseinheit 14 weist eine Bremskörpereinrichtung 23 auf, wobei die Bremskörpereinrichtung 23 die Bremsscheibe 13 trägt und gemeinsam mit dieser in die axiale Richtung AR und in die axiale Gegenrichtung GR verschoben werden kann. Hierzu bewegt die Hydraulikeinrichtung 16 die Bremskörpereinrichtung 23 relativ zu dem Gehäuse 15 entlang eines auf die Hauptachse H bezogenen axial gerichteten Hubwegs.
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Die Bremskörpereinrichtung 23 weist eine Kraftverteilungsplatte 24 auf. In einem radialen Innenbereich liegt die Kraftverteilungsplatte 24 auf dem Ringkolben 19 auf, so dass die Kraftverteilungsplatte 24 bei einer axialen Hubbewegung des Ringkolbens 19 mitgeführt wird. Die Bremskörpereinrichtung 23 ist mit der Kraftverteilungsplatte 24 wirkverbunden, sodass die Bremsscheibe 13 bei der axialen Hubbewegung des Ringkolbens 19 entlang des axialen Hubwegs bewegt wird.
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Die Bremseinheit 14 weist eine Rückstelleinrichtung 33 auf, welche als eine Druckfeder ausgebildet ist. Bei der Bewegung der Bremsscheibe 13 entlang des axialen Hubwegs wird die Druckfeder komprimiert. Die Bremsscheibe 13 wird durch die Federkraft der Druckfeder entlang des axialen Rückhubwegs AR zurückgestellt, wenn der durch den Ringkolben 19 ausgeübte hydraulische Druck nachlässt.
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Die Bremsscheibe 13 kontaktiert den radseitigen Bremsbelag 22, wenn die Bremsscheibe 13 entlang des axialen Hubwegs bewegt wird. Als der Metall- oder Blechring ist der radseitige Bremsbelag 22 konzentrisch zu der Hauptachse H an der Radfelge 8 befestigt. Die Radfelge 8 weist eine Aufnahme 26 für den radseitigen Bremsbelag 22 auf, welche als eine zentrale Vertiefung ausgebildet ist. Der radseitige Bremsbelag 22 ist in der Aufnahme 26 stoffschlüssig befestigt, z.B. darin verklebt oder verschweißt, sodass die Ringfläche bündig mit einer Stirnseite der Radfelge 8 verläuft. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der radseitige Bremsbelag 22 auch form- und/oder kraftschlüssig mit der Radfelge 8 verbunden sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Radfelge 8 keine Aufnahme für den radseitigen Bremsbelag 22 aufweisen. In diesem Fall ist der radseitige Bremsbelag 22 auf die Stirnseite der Radfelge 8 aufgesetzt.
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Die Bremsvorrichtung 12 weist einen Bremspartikelfilter 27 zum Auffangen der Bremspartikel auf, welche bei dem Anpressen der Bremsscheibe 13 an den radseitigen Bremsbelag 22 durch den Abrieb freigesetzt werden. Der Bremspartikelfilter 27 ist ringförmig ausgebildet und konzentrisch zu der Hauptachse H an der Radfelge 8 angeordnet, sodass er mit der Radfelge 8 rotiert. Der Bremspartikelfilter 27 ist an einem Außenumfang des radseitigen Bremsbelags 22 angeordnet und umgibt diesen vollständig.
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Der Bremspartikelfilter 27 ist aus einem Stahl- oder Aluminiumblech gefertigt. In den Bremspartikelfilter 27 sind Poren eingebracht, um eine Lüftungsfunktion zu erreichen und eine Gefahr der Überhitzung zu vermeiden. Die Poren dienen auch zur Fixierung der aufgefangenen Bremspartikel. Der Bremspartikelfilter 27 ist in die Radfelge 8, insbesondere in die Aufnahme 26, eingepresst. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Bremspartikelfilter 27 auch aus Kunststoff gebildet sein. Er kann form- und/oder kraftschlüssig mit der Radfelge 8 oder mit dem radseitigen Bremsbelag 22 verbunden sein.
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In seiner Gestalt ähnelt oder gleicht der Bremspartikelfilter 27 einem Radialwellendichtring. Im Querschnitt ist der Bremspartikelfilter 27 u-förmig ausgebildet.
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Er weist einen ersten Schenkel 28, einen zweiten Schenkel 29 und einen Ringumfang 30 auf, wobei der Ringumfang 30 zwischen den beiden Schenkeln 28, 29 angeordnet ist und beide miteinander verbindet. Mit dem ersten Schenkel 28 liegt der Bremspartikelfilter 27 an dem Außenumfang des radseitigen Bremsbelags 22 an und mit den zweiten Schenkel 29 an einem Außenumfang des Gehäuse 15. Insbesondere übergreift der Bremspartikelfilter 27 den radseitigen Bremsbelag 22 und eine dem Bremsbelag 22 zugewandte Kante 32 des Gehäuses 15, sodass sich der Ringumfang 30 in der axialen Richtung AR zwischen dem Bremsbelag 22 und der Kante 32 erstreckt.
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Der Ringumfang 30 ist auf seiner zu der Radachse 10 gerichteten Innenseite verjüngt, sodass er einen verjüngten ringförmigen Umfangsbereich 31 umfasst. Der ringförmige Umfangsbereich 31 verläuft zwischen dem radseitigen Bremsbelag 22 und der Kante 32 des Gehäuses 15 und dient als Auffangbereich zum Auffangen der Bremspartikel, die bei dem Abbremsen des Rades 3 freigesetzt werden. Durch die Zentrifugalkraft bei der Rotation des Rades 3 werden die Bremspartikel, welche von dem radseitigen Bremsbelag 22, insbesondere von der Ringfläche, und auch von der Bremsscheibe, insbesondere von dem Bremsbelag, abgetragen werden, direkt in den Auffangbereich geschleudert und können somit sicher aufgefangen werden. Vorteilhaft ist, dass durch das Auffangen der Bremspartikel ein Beitrag zur Reduzierung der Feinstaubbelastung in der Umwelt geleistet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Radmodul
- 3
- Rad
- 4
- Hinterrad
- 5
- Fahrzeugrahmen
- 6
- Radgabel
- 7
- Lenker
- 8
- Radfelge
- 9
- Reifen
- 10
- Radachse
- 11
- Antriebsvorrichtung
- 12
- Bremsvorrichtung
- 13
- Bremsscheibe
- 14
- Bremseinheit
- 15
- Gehäuse
- 16
- Hydraulikeinrichtung
- 17
- Anschluss
- 18
- Ringraum
- 19
- Ringkolben
- 20
- erster Bremspartner
- 21
- zweiter Bremspartner
- 22
- radseitiger Bremsbelag
- 23
- Bremskörpereinrichtung
- 24
- Kraftverteilungsplatte
- 25
- Rückstelleinrichtung
- 26
- Aufnahme
- 27
- Bremspartikelfilter
- 28
- erster Schenkel
- 29
- zweiter Schenkel
- 30
- Ringumfang
- 31
- verjüngter Umfangsbereich
- 32
- Kante
- AR
- axiale Richtung
- GR
- axiale Gegenrichtung
- H
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20016878 U1 [0003]
- WO 2019/224034 A1 [0004]
