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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik. Sie betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug.
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Bremssysteme für Fahrzeuge umfassen in der Regel einen rotierenden Körper, wie eine Bremstrommel oder eine Bremsscheibe, und ein Reibmaterial, das dafür eingerichtet ist, gegen diesen rotierenden Körper gepresst zu werden. Durch die Reibung zwischen diesen Bauteilen entstehen Staub und Lärm. Bei bekannten Bremssystemen treten bestimmte Probleme auf, die darauf zurückzuführen sind, dass die Bremskomponenten in hohem Maße ihrer Umgebung und der Umgebungsluft ausgesetzt sind und damit in Kontakt stehen. Es entstehen Geräusche, insbesondere Quietschgeräusche, die sehr unangenehm sind, Bremsstaub wird erzeugt und gelangt in die Umwelt, was für die Gesundheit der Menschen kritisch sein kann, und schließlich wird die Korrosion der Bremskomponenten gefördert, was zu Problemen bei der Bremsleistung führen kann.
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In Anbetracht dessen ist es eine Aufgabe der Erfindung, zumindest einige der genannten Probleme, die bei bekannten Bremssystemen auftreten, zu lösen.
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Dies wird durch ein Bremssystem nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele finden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung und den Figuren.
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Demgemäß umfasst ein Bremssystem für ein Fahrzeug ein Rad und einen auf dem Rad montierten Reifen. Das Rad hat eine Kammer, die zumindest teilweise in einem durch den Reifen definierten Volumen angeordnet ist, wobei eine Reibfläche an einer die Kammer begrenzenden Wand vorgesehen ist. In der Kammer ist eine Bremsbacke angeordnet, die dafür eingerichtet ist, zum Bremsen gegen die Reibfläche gedrückt zu werden.
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Bei einem solchen Bremssystem ist die Bremsbacke also in einem umschlossenen Raum angeordnet, der die Bereiche, in denen Reibung entsteht, isoliert und so verhindert, dass Geräusche und Staub in die Umgebung gelangen. Außerdem ist das Bremssystem vor Feuchtigkeit oder anderen äußeren Einflüssen geschützt, die die Bremskomponenten beeinträchtigen könnten.
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Die Reibungsfläche ist in der Regel an einer Wandfläche einer Innenwand der Kammer vorgesehen.
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Die Bremsbacke ist in der Regel innerhalb des durch den Reifen definierten Volumens angeordnet. D.h. die Kammer und die darin angeordnete Bremsbacke werden vom Reifen auf drei Seiten umschlossen - auf der axial inneren Seite, der axial äußeren Seite und der radial äußeren Seite. Eine axial innere Seite bleibt dabei typischerweise zugänglich, um ein Betätigungssystem bereitzustellen.
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Bemerkenswert ist auch, dass durch die Anordnung der Bremsbacke in der Kammer, die zumindest teilweise innerhalb des Reifenvolumens angeordnet ist, ein größerer Wirkungsradius erreicht werden kann als bei herkömmlichen Bremssystemen, bei denen die Reibung an einer zentraleren Stelle erzeugt wird.
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In dem Bremssystem kann für jedes Rad eine einzelne Bremsbacke oder mehr als eine Bremsbacke vorgesehen sein, z. B. zwei Bremsbacken, drei Bremsbacken, vier Bremsbacken oder mehr.
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Die Kammer kann beispielsweise eine Öffnung aufweisen, die sich über den gesamten Umfang des Rades erstreckt, um ein Betätigungssystem durch die Öffnung zu führen. Diese Öffnung kann sich z. B. von der Kammer aus radial nach innen öffnen. Optional kann eine gleitende Dichtung vorgesehen werden, um die Öffnung zumindest teilweise zu verschließen.
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Die Reibungsfläche kann beispielsweise an einem radial inneren Wandabschnitt oder einem radial äußeren Wandabschnitt oder einem axial inneren Wandabschnitt oder einem axial äußeren Wandabschnitt der Wand der Kammer vorgesehen sein.
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In einer Ausführungsform kann eine weitere Reibungsfläche an einem weiteren Wandabschnitt der die Kammer begrenzenden Wand vorgesehen sein. Beispielsweise kann die weitere Reibfläche der Reibfläche gegenüberliegen, d. h. sie kann z.B. an einem äußeren Wandabschnitt der Kammerwand vorgesehen sein, der dem inneren Wandabschnitt, an dem die Reibfläche vorgesehen ist, gegenüberliegt.
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Die Reibungsfläche kann z. B. durch eine Wandfläche der die Kammer begrenzenden Wand gebildet werden. In einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass keine zusätzliche Schicht vorhanden ist, sondern die Bremsbacke direkt gegen die Wandfläche gedrückt wird. Die Reibungsfläche kann aber auch durch eine Materialschicht gebildet werden, die an der die Kammer begrenzenden Wand befestigt ist. Die Materialschicht kann zum Beispiel aus Metall, wie Gusseisen, oder aus einem Reibmaterial, wie einem halbmetallischen Reibmaterial, einem metallarmen Reibmaterial, einem organischen Reibmaterial oder einem keramischen Reibmaterial, wie sie üblicherweise für Bremsbeläge verwendet werden, gefertigt sein.
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Das Rad kann einen oder mehrere Hohlräume aufweisen, die zumindest teilweise in dem durch den Reifen definierten Volumen angeordnet sind. Beispielsweise können sich der eine oder die mehreren Hohlräume in der Nähe eines Abschnitts der Wand befinden, an dem die Reibfläche vorgesehen ist, und zwar gegenüber der Reibfläche (d. h. hinter der Wand, von der Bremsbacke und der Reibfläche aus gesehen). Der eine oder die mehreren Hohlräume können z. B. radial nach außen und/oder radial nach innen von der Kammer angeordnet sein. Die Kammern können die Kühlung erleichtern und/oder so gestaltet sein, dass sie den Reifen stützen.
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In einer Ausführungsform kann ein Versteifungselement am Rad vorgesehen sein, wobei das Versteifungselement zum Beispiel eine Nabe mit einem radial inneren Wandteil der Kammer verbindet und/oder das Versteifungselement eine Speiche des Rades mit dem radial inneren Wandteil der Kammer verbindet. Das Versteifungselement kann zusätzliche Festigkeit und Widerstand bieten, um den Kräften Rechnung zu tragen, die im radial äußeren Bereich wirken, wo die Bremsbacke gegen die Reibfläche gedrückt wird
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Die Wand, die die Kammer begrenzt (deren Oberfläche gegebenenfalls die Reibfläche bildet), kann beispielsweise aus Gusseisen gefertigt sein. Zusätzlich oder alternativ können die Speichen des Rades aus Gusseisen oder Aluminium gefertigt sein. So können beispielsweise die Speichen und der Felgenabschnitt, an dem die Reibungsflächen und Kammern vorgesehen sind, aus demselben Material bestehen, wobei ein Nabenabschnitt des Rades beispielsweise auch aus diesem Material bestehen kann. Alternativ kann der Felgenabschnitt, der die Kammern und Reibflächen aufweist, aus einem anderen Material bestehen als die Speichen und/oder der Nabenabschnitt.
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In einer Ausführungsform kann die Wand, die die Kammer begrenzt, Kühllöcher aufweisen. Die Kühllöcher können zum Beispiel in einem Bereich der Reibfläche vorgesehen sein. In der Regel handelt es sich um Durchgangslöcher.
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In einer Ausführungsform kann ein Staubsammler zum Auffangen von Bremsstaub vorgesehen werden. Der Staubsammler kann innerhalb der Kammer angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Staubsammler in einem Bereich der Speichen des Rades angeordnet sein. Der Staubsammler kann zum Beispiel ein magnetisches Material enthalten, an dem metallischer Bremsstaub haftet.
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In einer Ausführungsform kann das Bremssystem ein Hauptlager zur Lagerung einer Radnabe an einer Achse aufweisen (das als ein typisches, aus dem Stand der Technik bekanntes Lager ausgebildet sein kann) und ein Hilfslager zur Lagerung eines Felgenteils des Rades an einem Achsschenkel oder an einem Träger zur Verbindung mit dem Achsschenkel.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann der Reifen nach einem modifizierten Reifendesign gestaltet sein. Der Reifen kann zum Beispiel durch einen Klebstoff mit dem Rad verbunden sein. Dabei kann der Klebstoff zum Beispiel zwischen einer Innenfläche des Reifens und dem Rad angebracht werden. Der Klebstoff kann zum Beispiel zwischen einer Innenfläche des Reifens und einer Außenfläche der Wand, die die Kammer begrenzt, angebracht werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Reifen einen Reifenhohlraum aufweisen. Der Reifenhohlraum kann mit Luft gefüllt werden, um einen gewünschten Reifendruck zu erzeugen. Der Reifenhohlraum kann zwischen einem inneren Gummiabschnitt, der optional mit einem Klebstoff am Rad befestigt werden kann, und einem äußeren Gummiabschnitt, der z. B. für das Laufen auf einer Straßenoberfläche ausgelegt ist, vorgesehen sein.
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Das Bremssystem kann zum Beispiel ein hydraulisches, ein elektromechanisches oder ein pneumatisches Bremssystem sein.
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Bei der Bremsanlage kann es sich um eine Bremsanlage für einen Lastkraftwagen handeln. In einem Beispiel ist das Bremssystem ein pneumatisches Bremssystem für einen Lastwagen. Große Lkw-Reifen haben den Vorteil, dass sie viel Platz für die Unterbringung der Bremsbacken bieten.
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Das Bremssystem kann an einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse eines Fahrzeugs angebracht sein.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
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In den Figuren:
- 1 zeigt ein Bremssystem nach dem Stand der Technik,
- 2 zeigt ein anmeldungsgemäßes Bremssystem, bei dem eine Bremsbacke in einem durch einen Reifen definierten Volumen angeordnet ist,
- 3 zeigt eine Position der Bremsbacke in Bezug auf ein Rad und einen Reifen, in einem Bremssystem gemäß der Anmeldung,
- 4a-c zeigen Ausführungsformen des Bremssystems gemäß der Anmeldung,
- 5a-d zeigen Bremssysteme mit zusätzlichen Versteifungselementen,
- 6a-i zeigen weitere Ausführungsformen des Bremssystems gemäß der Anmeldung, mit unterschiedlichen Ausführungen von Reibflächen,
- 7a-b zeigen Bremssysteme mit Kühllöchern,
- 8a-b zeigen Bremssysteme mit Staubsammlern,
- 9 illustriert eine Verbindung eines Bremssystems mit einer Achse und einem Achsschenkel,
- 10a-c zeigen Funktionen einer Dichtung eines Bremssystems, und
- 11 zeigt ein Reifendesign für ein erfindungsgemäßes Bremssystem.
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1 zeigt zu Vergleichszwecken einen Schnitt durch ein Trommelbremssystem nach dem Stand der Technik. Eine Bremstrommel ist an einem Rad befestigt, und in der Bremstrommel ist ein Betätigungsmechanismus mit Bremsbacken angeordnet. Ein solches Bremssystem sieht keine zusätzlichen Maßnahmen zur Abschirmung der Umwelt vor Geräuschen und Bremsstaub vor.
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2 zeigt einen Schnitt durch eine Bremssystem für ein Fahrzeug, gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Bremssystem dieses Typs kann an einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse eines Fahrzeugs vorgesehen sein. In möglichen Ausführungsformen ist das Bremssystem als Bremssystem für einen Lastwagen ausgelegt.
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Das Bremssystem umfasst ein Rad 1 und einen auf dem Rad 1 montierten Reifen 2. Das Rad 1 hat eine Kammer 3, die zumindest teilweise innerhalb eines durch den Reifen 2 definierten Volumens angeordnet ist. An einer Wand 4, die die Kammer begrenzt, ist eine Reibfläche 5 vorgesehen. Eine Bremsbacke 6 ist in der Kammer 3 und in dem durch den Reifen 2 definierten Volumen angeordnet, wobei die Bremsbacke 6 so gestaltet ist, dass sie zum Bremsen gegen die Reibfläche 5 gedrückt wird. Die Bremsbacke 6 ist oben angeordnet, und eine weitere Bremsbacke 6' ist unten, in Umfangsrichtung gegenüber der Bremsbacke 6, angeordnet, um gegen dieselbe Reibfläche 5 gedrückt zu werden.
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Wie weiter unten erläutert wird, sind Reifen und Felge im Vergleich zu bekannten Bremssystemen modifiziert. Einzelheiten zu einer möglichen Ausführungsform des Reifens sind beispielsweise in 11 dargestellt. An einem Felgenabschnitt des Rades 1 ist die Kammer 3 ausgebildet. Der Reifen 2 wird an einer Außenseite der Kammer 3 gehalten. An einer radial inneren Seite des Felgenabschnitts ist in der Wand 4 der Kammer 3 eine Öffnung 7 vorgesehen, die sich über den gesamten Umfang des Rades erstreckt, zum Durchführen eines Betätigungssystems 8 durch die Öffnung 7, wobei eine Rotation des Rads 1 ermöglicht wird. Die Öffnung 7 bildet dabei eine Öffnung in einem radial inneren Wandabschnitt der Kammer 3. Dabei kann das Betätigungssystem 8 hydraulisch, elektromechanisch oder pneumatisch sein.
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Der Felgenabschnitt, der die Kammer 3 aufweist, ist mit Speichen 14 und über die Speichen 14 mit einer Nabe 13 des Rades 1 verbunden, wobei diese Verbindung in 2 auf der linken Seite zu sehen ist. Auf der rechten Seite ist der Nabenteil mit einem Träger 10 verbunden und über ein Hilfslager 9 darauf abgestützt.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines aufgeschnittenen Bremssystems gemäß der vorliegenden Anmeldung, wobei das Rad 1 mit der Nabe 13, den Speichen 14 und dem die Kammer 3 bildenden Felgenabschnitt angedeutet ist. Außerdem ist die Position des Reifens 2 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Die Bremsbacke 6 befindet sich innerhalb des Hohlraums und ist so konfiguriert, dass sie nach außen gegen die Reibfläche 5 bewegt wird, die an dem radial äußeren Wandabschnitt der Wand 4 der Kammer 3 ausgebildet ist. Das Betätigungssystem wird zur besseren Sichtbarkeit weggelassen. Wie aus 3 ersichtlich ist, sind die Kammer 3 und die Bremsbacke 6 innerhalb des Volumens des Reifens 2 angeordnet. Dadurch werden die Bremsbacke und die Reibfläche 5 seitlich und an der radial äußeren Seite durch den Reifen 2 abgeschirmt, was eine Geräuschdämmung bewirkt.
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zeigt ein anmeldungsgemäßes Bremssystem mit einer Kammer 3, die vom Reifen umschlossen ist. Die Reibfläche 5 für die Bremsbacke 6 ist am radial äußeren Wandabschnitt der Wand 4 der Kammer 3 vorgesehen. Hinter diesem radial äußeren Wandabschnitt der Kammer 3 sind zwei tangential verlaufende Hohlräume 11, 11' vorgesehen, die ebenfalls innerhalb des durch den Reifen 2 definierten Volumens angeordnet sind. Die beiden Kammern 11 sind also angrenzend an den Wandabschnitt, an dem die Reibfläche 5 vorgesehen ist, gegenüber der Reibfläche 5, positioniert, wodurch ein Hohlraum zwischen der Reibfläche 5 und dem Reifen 2 entsteht, um eine Überhitzung des Systems zu vermeiden. Ein zwischen den beiden Kammern 11, 11' vorgesehener Steg 24 sorgt für die Stabilität des Rades 1 und des darauf montierten Reifens 2. Der Reifen 2 hat dabei ein abgerundetes Querschnittsprofil, das im Wesentlichen einem Kreisbogen entspricht.
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4b zeigt ein System, das sich von 4a dadurch unterscheidet, angrenzend an die Wand 4, gegenüber der Reibfläche, eine einzige Kammer 11 vorgesehen ist. Im Vergleich zur Ausführung aus 4a gibt es keinen Steg 24, der für zusätzliche Stabilität sorgt. Deshalb wird für den Reifen 2 ein anderes Querschnittsprofil gewählt, nämlich mit einer abgeflachten Lauffläche.
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4c zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Füllmaterial 25 angrenzend an die Wand 4, gegenüber der Reibfläche 5, vorgesehen ist. Dieses Füllmaterial 25 sorgt für Stabilität des Reifens 2, der daran befestigt ist. Das Füllmaterial 25 wird z. B. als wärmeisolierendes Material gewählt, das eine Wärmeübertragung von der Reibfläche 5 auf den Reifen 2 und umgekehrt verhindert.
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5a-d zeigen verschiedene Ausführungsformen des Bremssystems, bei denen Versteifungselemente 12 an dem Rad 1 für zusätzliche Stabilität des Rades 1 vorgesehen sind. Auf Details der Kammer 3, des Reifens 2 und des Betätigungssystems 8 wird zur besseren Übersichtlichkeit verzichtet. Sie können wie in den 2-5 und 6-11 dargestellt ausgeführt werden.
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Gemäß 5a verbindet ein Versteifungselement 12 die Speiche 14 und den Felgenabschnitt, an dem die Kammer 3 ausgebildet ist. Konkret verbindet das Versteifungselement die Speiche 14 des Rades mit einer Außenseite (von der Kammer 3 aus gesehen) eines radial inneren Wandabschnitts der Kammer 3. Bei Druckbeaufschlagung radial nach innen oder radial nach außen über die in der Kammer 3 befindliche Bremsbacke 6 verhindert das Versteifungselement 12 unerwünschte Verformungen und Verschleiß des Rades 1. Das Versteifungselement ist als gerades, längliches Teil ausgeführt, das mit der Speiche 14 und dem Felgenabschnitt verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann das Versteifungselement 12 einstückig mit der Speiche 14 und/oder dem Felgenabschnitt, der die Kammer 3 aufweist, ausgebildet sein. Je nach Ausgestaltung des Rades 1 und insbesondere der Speiche(n) 14 kann eine Vielzahl von Versteifungselementen 12 vorgesehen sein, oder z.B. ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes durchgehendes Versteifungselement 12.
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In 5a ist eine ähnliche Ausführung wie in 5a dargestellt. In diesem Fall ist das Versteifungselement 12 ein längliches Teil mit einer gekrümmten Form. Es ist mit der Außenseite des radial inneren Wandabschnitts der Wand 4 der Kammer 3 und mit der Speiche 14 in der Nähe der Nabe 13 verbunden.
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5c zeigt eine Ausführungsform, bei der das Versteifungselement 12 mit der Außenseite des radial inneren Wandabschnitts der Wand 4 der Kammer 3 und mit der Nabe 13 verbunden ist. In diesem Beispiel ist das Versteifungselement 12 mit einer axial inneren Seite der Nabe 13 verbunden.
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5d zeigt eine Ausführungsform, bei der das Versteifungselement 12 einen dreieckigen Querschnitt hat und in der Ecke zwischen dem Felgenabschnitt (wiederum der Außenseite des radial inneren Wandabschnitts der Wand 4 der Kammer 3) und der Speiche 14 angeordnet ist, und mit beiden entlang seiner Seiten flächig verbunden ist, um eine vergrößerte Verbindungsfläche zu erreichen.
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6a zeigt auf der linken Seite eine Schnittansicht des Bremssystems mit einer Kammer 3 und einem Betätigungssystem 8, die innerhalb des durch den Reifen 2 definierten Volumens angeordnet sind. Eine Position der Kammer 3 ist durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Auch hier werden Einzelheiten des Reifens 2 und des Betätigungssystems 8, wie z. B. sein Durchgang durch die Öffnung 7, weggelassen. Eine vergrößerte Ansicht eines Aktuators 8' und einer Rückzugsfeder 8" des Betätigungssystems 8 sowie die Wand der Kammer 4, an der die Reibfläche 5 vorgesehen ist, und ein Teil der Speiche 14 sind in einem Ausschnitt auf der rechten Seite dargestellt.
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Die Reibfläche 5 ist an der Innenseite (von der Kammer 3 aus gesehen) des radial inneren Abschnitts der Wand 4 der Kammer 3 vorgesehen, so dass sich der Bremsbelag 6 beim Bremsen radial nach innen bewegt. In diesem Sinne handelt es sich um ein radial einwärts bremsendes Bremssystem. Die Reibfläche 5 wird dabei von einer Wandfläche der Wand 4 selbst gebildet. Die Wand 4 ist zumindest im Bereich der Reibfläche 5 aus Gusseisen gefertigt, d. h. es handelt sich um einen Gussring. Die Speiche 14 ist ebenfalls aus Gusseisen gefertigt. Das Rad mit der Speiche 14 und dem Felgenabschnitt, an dem die Wand 4 mit der Reibfläche 5 vorgesehen ist, sind somit aus demselben Material gefertigt. Sie können einstückig gebildet sein.
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6b zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in den gleichen Ansichten wie in 6a. Sie unterscheidet sich von der Ausführung in 6a dadurch, dass die Speiche 14 aus Aluminium gefertigt ist, während der Felgenabschnitt mit der Reibfläche 5 aus Gusseisen gefertigt ist. Das Rad 1 ist also eine Hybridkonstruktion mit Aluminiumspeichen und einer Gusseisenfelge mit einem Gusseisenreibring.
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6c zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a, b. Sie unterscheidet sich von den Ausführungsformen der 6a oder b dadurch, dass die Reibfläche 5 nicht durch eine Wandfläche der Wand 4 der Kammer 3 selbst gebildet wird, sondern durch eine zusätzliche Materialschicht 15, die auf der Wand 4 vorgesehen und an ihr befestigt ist. Die zusätzliche Materialschicht 15 ist aus Metall, beispielsweise aus Gusseisen, gefertigt.
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6d zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a-c. Sie unterscheidet sich von der Ausführung in 6c dadurch, dass die zusätzliche Materialschicht 15 aus einem Reibmaterial besteht, wie es in Bremsbelägen verwendet wird, z. B. aus einem halbmetallischen Reibmaterial, einem metallarmen Reibmaterial, einem organischen Reibmaterial oder einem keramischen Reibmaterial.
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6e zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a-d. Sie unterscheidet sich von den Ausführungsformen der 6a-6d dadurch, dass die Wand 4, an der die Reibfläche 5 vorgesehen ist, ein radial äußerer Abschnitt der Wand der Kammer 3 ist. Da sich die Reibfläche 5 am radial äußeren Abschnitt der Wand 4 der Kammer 3 befindet, bewegt sich der Bremsbelag 6 beim Bremsen radial nach außen. In diesem Sinne handelt es sich um ein radial auswärts bremsendes Bremssystem. Radial auswärts bremsende Bremssysteme dieser Art haben den Vorteil, dass sie einen größeren Wirkungsradius haben.
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Die Reibfläche 5 wird dabei von einer Wandfläche der Wand 4 selbst gebildet. Die Wand 4 ist zumindest im Bereich der Reibfläche 5 aus Gusseisen gefertigt, d.h. sie umfasst einen Gusseisenring, der einen Reibring bildet. Die Speiche 14 ist ebenfalls aus Gusseisen gefertigt. Das Rad mit der Speiche 14 und dem Felgenabschnitt, an dem die Wand 4 mit der Reibfläche 5 vorgesehen ist, sind somit aus demselben Material gefertigt. Sie können einstückig gebildet sein.
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6f zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a-e. Es handelt sich auch um ein radial auswärts bremsendes Bremssystem, wie im Fall von 6e. Es unterscheidet sich von der Ausführung in 6e dadurch, dass die Speiche 14 aus Aluminium gefertigt ist, während der Felgenabschnitt mit der Reibfläche 5 aus Gusseisen gefertigt ist. Das Rad 1 ist also eine Hybridkonstruktion mit Aluminiumspeichen und einem gusseisernen Felgenabschnitt mit einem Reibring aus Gusseisen.
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6g zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a-f. Es handelt sich auch um ein radial auswärts bremsendes Bremssystem, wie im Fall von 6e-f. Sie unterscheidet sich von den Ausführungsformen der 6e oder f dadurch, dass die Reibfläche 5 nicht durch eine Wandfläche der Wand 4 der Kammer 3 selbst gebildet wird, sondern durch eine zusätzliche Materialschicht 15, die auf der Wand 4 vorgesehen und an ihr befestigt ist. Die zusätzliche Materialschicht 15 ist aus Metall, beispielsweise aus Gusseisen, gefertigt.
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6h zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems in denselben Ansichten wie in den 6a-g. Es handelt sich auch um ein radial auswärts bremsendes Bremssystem, wie im Fall von 6e-g. Sie unterscheidet sich von der Ausführung in 6g dadurch, dass die zusätzliche Materialschicht 15 aus einem Reibmaterial gefertigt ist, wie es in Bremsbelägen verwendet wird, z. B. aus einem halbmetallischen Reibmaterial, einem metallarmen Reibmaterial, einem organischen Reibmaterial oder einem keramischen Reibmaterial.
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6i zeigt eine weitere Ausführungsform des Bremssystems, in den gleichen Ansichten wie in den 6a-h. Das Bremssystem weist zwei gegenüberliegende Reibflächen auf. An einem radial inneren Abschnitt der die Kammer 3 begrenzenden Wand 4 ist eine Reibfläche 5 vorgesehen, und eine weitere Reibfläche 5' ist zusätzlich zur Reibfläche 5 an einem radial äußeren Abschnitt der die Kammer 3 begrenzenden Wand 4 vorgesehen. Die beiden Reibflächen 5, 5' sind also an gegenüberliegenden Wandabschnitten der Kammer vorgesehen, und es gibt eine Bremsbacke 6, die sich radial nach innen bewegt, um an der Reibfläche 5 anzugreifen, und eine weitere Bremsbacke 6', die sich radial nach außen bewegt, um an der weiteren Reibfläche 5 anzugreifen. Das Bremssystem ist also gleichzeitig radial einwärts und radial auswärts bremsend. Wie auf der linken Seite von 6i zu sehen ist, ist unten ein zweites Paar gegenüberliegender Bremsbacken vorgesehen, an einer umfangsmäßig gegenüber der Bremsbacke 6 und der weiteren Bremsbacke 6' liegenden Position.
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Nur beispielhaft sind die Reibfläche 5 und die weitere Reibfläche 5' als mit einer Materialschicht 15 bzw. einer zusätzlichen Materialschicht 15' ausgestattet dargestellt. Es versteht sich, dass das Konzept eines Bremssystems mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen, wie es in 6i dargestellt ist, auch mit Reibflächen 5, 5' realisiert werden kann, die direkt von Wandflächen der die Kammer 3 begrenzenden Wand 4 gebildet werden, wobei diese Wandflächen beispielsweise aus Gusseisen bestehen.
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Alternativ können z.B. zwei gegenüberliegende Reibflächen an einer axialen Außenseite und einer axialen Innenseite vorgesehen werden.
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7a-b zeigen eine Ausführungsvariante zur Dissipation der im Bremssystem erzeugten Wärme. Dabei weist die die Kammer 3 begrenzende Wand 4 Kühllöcher 16 auf, die in einem Bereich der Reibfläche 5 vorgesehen sind. D. h., der Abschnitt bzw. die Abschnitte der Wand 4, an denen der Bremsbelag 6 bzw. die Bremsbeläge 6, 6' mit der jeweiligen Wandfläche der Wand in Eingriff stehen, weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen auf, die die Kühllöcher 16 bilden. 7a zeigt dies beispielhaft für einen einzelnen, radial einwärts bremsenden Bremsbelag 6, und 7b für eine Ausführung mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen 5, 5'.
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8a und b zeigen anmeldungsgemäße Bremssysteme mit Staubsammlern 17. Im Fall von 8a ist ein Staubsammler 17 vorgesehen, der an den Speichen 14 des Rades 1 befestigt ist und sich somit radial einwärts von der Kammer 3 befindet. Staub entsteht beim Bremsen, wenn der Bremsbelag 6 gegen die Reibfläche 5 gedrückt wird. Dieser Staub kann durch die Öffnung 7 austreten und kann zumindest teilweise vom Staubsammler 17 aufgefangen werden, um zu verhindern, dass der Staub in die Umwelt gelangt. Der Staubsammler enthält ein magnetisches Material, an dem metallischer Bremsstaub haftet. Im Fall von 8b sind in der Kammer 3 zwei Staubsammler 17 an der axial inneren und der axial äußeren Seite vorgesehen. Sie verhindern, dass Staub aus der Kammer 3 austritt. Die Staubsammler können auch ein magnetisches Material zum Anhaften von metallischem Bremsstaub und/oder eine Klebeschicht enthalten.
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Anhand von 9 wird die Lagerung des Rades 1 erläutert. Auf der linken Seite ist eine Übersicht über das Rad zu sehen, und auf der rechten Seite wird eine vergrößerte Ansicht eines oberen Teils der Anordnung angezeigt. Darin dreht sich das Rad über zwei Sätze von Lagern: Zur Lagerung der Radnabe 13 an der Achse 18 dient ein Hauptlager 19, das vielen gängigen Nabenlagern entspricht. Außerdem dient ein Hilfslager 9 dazu, einen Felgenabschnitt des Rades 1 über einen Träger 10 an einem Achsschenkel 20 zu lagern. Das Betätigungssystem 8, das durch die Öffnung 7 geführt wird, ist ebenfalls am Träger 10 befestigt.
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10a-c zeigen eine Konstruktionsmöglichkeit, die den Schutz der Umwelt vor Bremsstaub verbessern kann. Die Kammer 3 umfasst die Öffnung 7, die sich um den gesamten Umfang des Rades 1 erstreckt, zum Durchführen des Betätigungssystems 8 durch die Öffnung 7, wobei die Öffnung 7 in einem radial inneren Wandabschnitt der Kammer 3 vorgesehen ist. Zum Verschließen der Öffnung 7 ist eine gleitende Dichtung 9 vorgesehen.
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10b zeigt einen Zustand während der Fahrt. Die gleitende Dichtung 7 ist am Träger 10 befestigt und gleitet auf der Außenseite der radial inneren Wand der Kammer 3 und verhindert, dass Staub die Kammer 3 verlässt.
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zeigt einen Zustand während eines Wartungs- und Reinigungsprozesses. Die Dichtung 7 wird angehoben, damit ein Rohr oder ein Schlauch eines Staubsaugersystems 21 durch die Dichtung und in die Kammer geführt werden kann, so dass der Bremsstaub aus der Kammer 3 abgesaugt werden kann.
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11 zeigt eine mögliche Reifenkonstruktion, die in Verbindung mit dem oben beschriebenen Bremssystem denkbar ist, bei dem die Kammer 3 innerhalb des durch den Reifen 2 definierten Volumens angeordnet ist. Der Reifen 2 ist durch einen Klebstoff 22 mit dem Rad 1 verbunden. Der Klebstoff 22 befindet sich zwischen einer Innenfläche des Reifens und einem Teil der Außenfläche der Wand 4, die die Kammer 3 begrenzt. Der Reifen hat einen mit Luft gefüllten Reifenhohlraum 23. Der Reifenhohlraum 23 befindet sich zwischen einer inneren Gummischicht 23', die der Wand 4 der Kammer 4 zugewandt ist, und einer äußeren Gummischicht 23" für den Kontakt mit einer Straßenoberfläche.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rad
- 2
- Reifen
- 3
- Kammer
- 4
- Wand der Kammer
- 5
- Reibfläche
- 5'
- weitere Reibfläche
- 6
- Bremsbacke
- 6'
- weitere Bremsbacke
- 7
- Öffnung
- 8
- Betätigungssystem
- 8'
- Aktuator
- 8"
- Rückzugsfeder
- 9
- Hilfslager
- 10
- Träger für Verbindung mit Achsschenkel
- 11, 11'
- Hohlraum
- 12
- Versteifungselement
- 13
- Nabe
- 14
- Speiche
- 15
- Materialschicht
- 15'
- weitere Materialschicht
- 16
- Kühlungslöcher
- 17
- Staubsammler
- 18
- Achse
- 19
- Hauptlager
- 20
- Achsschenkel
- 21
- Staubsaugersystem
- 22
- Klebstoff
- 23
- Reifenhohlraum
- 24
- Steg
- 25
- Füllmaterial
- 26
- Felgenlagersitz
