-
Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad oder ein motorradähnliches Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
-
Scheibenbremsen für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt und beispielsweise in der
DE 694 27 594 T2 beschrieben. Bei einem Bremsvorgang erfolgt eine Verzögerung des Fahrzeugs durch Reibung, wodurch kinetische Energie in Wärme umgewandelt wird. Dies führt insbesondere zu einer starken Erhitzung nicht nur der Bremsscheibe sondern der gesamten Scheibenbremse einschließlich eines Bremssattels und einer zur Betätigung der Scheibenbremse vorgesehenen Bremsflüssigkeit.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine starke Erhitzung der Bremsflüssigkeit zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Bremsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweils abhängigen Patentansprüchen.
-
Demnach wird eine Bremsanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Motorrad oder ein motorradähnliches Fahrzeug, bereitgestellt, mit einer hydraulisch betätigbaren Scheibenbremse und einem Betätigungselement, wobei das Betätigungselement zum Betätigen der Scheibenbremse mittels einer eine Bremsflüssigkeit leitenden ersten Hydraulikverbindung mit der Scheibenbremse wirkgekoppelt ist. Außerdem umfasst die Bremsanordnung eine Kühlvorrichtung, welche zum Kühlen der Bremsflüssigkeit fluidleitend mit der ersten Hydraulikverbindung verbunden ist.
-
Als motorradähnliches Fahrzeug sind insbesondere alle Einspurfahrzeuge aber auch Mehrspurfahrzeuge jeweils mit entsprechender, sattelförmiger Sitzbank für den Nutzer zu verstehen, besonders bevorzugt zweirädrige, dreirädrige oder vierrädrige Motorroller beziehungsweise Scooter, aber auch Trikes und Quads.
-
Es wird also eine Scheibenbremse bereitgestellt, welche mittels des Betätigungselements im Bedarfsfall hydraulisch betätigt werden kann. Stark vereinfacht dargestellt, erfolgt die Betätigung beispielsweise auf Veranlassung des Nutzers durch Betätigen des Betätigungselements, wodurch die in der ersten Hydraulikverbindung bereitgestellte Bremsflüssigkeit mit einem Bremsdruck beaufschlagt wird. Das Betätigungselement ist zum Beispiel als Handbremshebel, Fußbremshebel oder als ein Bremspedal ausgebildet. Das Betätigungselement kann ebenso eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe sein und durch den Nutzer oder durch ein Steuergerät betätigt werden.
-
Die Scheibenbremse umfasst vorzugsweise mindestens eine Bremsscheibe und einen Bremssattel, in welchem ein oder mehrere Bremskolben angeordnet und zum wahlweisen Beaufschlagen der Bremsscheibe mit einem Bremsbelag ausgebildet sind. Eine Betätigung des/der Bremskolben erfolgt in diesem Fall hydraulisch durch Einwirkung der mit dem Bremsdruck beaufschlagten Bremsflüssigkeit.
-
Zum Beispiel kann die erste Hydraulikverbindung eine oder mehrere Hydraulikleitungen umfassen, die zur Wirkkopplung zwischen dem Betätigungselement und der Scheibenbremse ausgebildet sind.
-
Um eine starke Erwärmung der Bremsflüssigkeit aufgrund einer Bremsbetätigung zu verhindern, umfasst die Bremsanordnung zusätzlich die fluidleitend mit der ersten Hydraulikverbindung verbundene Kühlvorrichtung. Diese ist also derart mit einem durch die erste Hydraulikverbindung bereitgestellten Hydraulikkreis verbunden, dass ein Austausch von Bremsflüssigkeit ermöglicht ist, wodurch eine starke Temperaturzunahme der Bremsflüssigkeit zumindest verringert werden kann.
-
Hierzu kann die Kühlvorrichtung einen Kühlbehälter umfassen, der zumindest teilweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist. Ein derartiger Kühlbehälter ermöglicht eine besondere Wärmeleitung zwischen dem in den Kühlbehälter eingeleiteten Bremsflüssigkeit und einer Umgebung.
-
Für eine weiter verbesserte Wärmeabgabe an die Umgebung kann der Kühlbehälter auf einer äußeren Oberfläche, vorzugsweise auf einer Mantelfläche, Kühlrippen aufweisen. Vorzugsweise ist der Kühlbehälter im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet und eine oder mehrere Kühlrippen auf einer Mantelfläche des Hohlzylinders jeweils in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführt. Im Falle mehrerer Kühlrippen können diese parallel zueinander beabstandet angeordnet sein. Zum Beispiel ist der Hohlzylinder aus metallischem Werkstoff gefertigt.
-
Des Weiteren kann die Kühlvorrichtung eine Zuleitung umfassen, die mit einem ersten Ende mit der Scheibenbremse und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende mit dem Kühlbehälter fluidleitend verbunden ist. Außerdem kann die Kühlvorrichtung eine Rückleitung umfassen, die mit einem ersten Ende mit dem Kühlbehälter und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende mit der Scheibenbremse fluidleitend verbunden ist.
-
Die Kühlvorrichtung ist somit über einen von der Zuleitung und der Rückleitung definierten zweiten Hydraulikkreis mit der Scheibenbremse verbunden. Dies bedeutet, dass ein Zufluss der in der Scheibenbremse eingesetzten und erhitzten Bremsflüssigkeit unmittelbar über die Zuleitung in die Kühlvorrichtung beziehungsweise deren Kühlbehälter und ein Rückfluss der gekühlten Bremsflüssigkeit unmittelbar in die Scheibenbremse erfolgen. Auf diese Weise kann eine Zirkulation innerhalb dieses zweiten Hydraulikkreises bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Kühlvorrichtung als Thermosiphon ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung macht sich die unterschiedliche spezifische Dichte der Bremsflüssigkeit bei unterschiedlicher Temperatur zu Nutze, um die Zirkulation beziehungsweise die Umwälzung der Bremsflüssigkeit in der Kühlvorrichtung bereitzustellen. Mit Hilfe dieser passiven Wirkungsweise kann auf energiebetriebene Umwälzvorrichtungen, wie beispielsweise eine Umwälzpumpe, verzichtet werden.
-
Diese Funktionsweise kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass das zweite Ende der Zuleitung fluidleitend mit einem oberen Ende des Kühlbehälters und das erste Ende der Rückleitung fluidleitend mit einem unteren Ende des Kühlbehälters verbunden ist. Auf diese Weise wird die aufgrund des Bremsvorgangs in der Scheibenbremse erwärmte Bremsflüssigkeit am oberen Ende des Kühlbehälters in diesen eingeleitet. Die erwärmte Bremsflüssigkeit kühlt in dem Kühlbehälter ab und sinkt aufgrund seiner dadurch erhöhten spezifischen Dichte ab und kann über den Rückfluss wieder in die Scheibenbremse rückgeführt werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Hydraulikverbindung fluidleitend unmittelbar in die Zuleitung oder die Rückleitung münden. In diesem Fall werden der erste und der zweite Hydraulikkreis außerhalb der Scheibenbremse miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die erste Hydraulikverbindung fluidleitend unmittelbar in die Scheibenbremse münden, wobei die Scheibenbremse eine fluidleitende Verbindung zu der Zuleitung und/oder zu der Rückleitung umfasst.
-
Es versteht sich, dass die Bremsanordnung mehr als eine Scheibenbremse, insbesondere zwei, drei oder vier Scheibenbremsen umfassen kann. Hierbei kann jede Scheibenbremse jeweils mit einer eigenen Zuleitung und Rückleitung mit einem gemeinsamen Kühlbehälter verbunden sein. Alternativ können die einzelnen Zuleitungen ineinander münden, um in einer gemeinsamen Zuleitung in den Kühlbehälter eingeleitet zu werden. Analog können die einzelnen Rückleitungen ineinander münden.
-
Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, insbesondere ein Motorrad oder ein motorradähnliches Fahrzeug, mit einer Bremsanordnung für ein Fahrzeugrad. Hierbei ist die Bremsanordnung gemäß der Beschreibung ausgebildet. Es versteht sich, dass das Fahrzeug mehr als eine derartige Bremsanordnung umfasst. Jedenfalls kann das Fahrzeugrad insbesondere ein Vorderrad oder ein Hinterrad des Kraftfahrzeugs sein.
-
Zum Beispiel kann die Kühlvorrichtung im Bereich der Scheibenbremse angeordnet und/oder mit einer Radaufhängung des Fahrzeugrades verbunden sein. Dies bedeutet, dass die Kühlvorrichtung möglichst nahe zu der Scheibenbremse angeordnet sein kann, um aufgrund kurzer Leitungswege eine möglichst optimale Zirkulation und somit eine möglichst optimale Kühlwirkung bereitzustellen. Ist die Kühlvorrichtung mit der Radaufhängung verbunden, so kann die Kühlvorrichtung beispielsweise an einer Hinterradschwinge oder einer Vorderradgabel, insbesondere an dem relativ zum Fahrzeug beweglichen Federbeinabschnitt, befestigt sein. Eine derartige Anordnung erlaubt zudem eine besonders vorteilhafte Anströmung der Kühlvorrichtung durch einen Fahrtwind und stellt auf diese Weise einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittelbehälter und der Umgebung sicher.
-
Vorzugsweise ist die Kühlvorrichtung außerdem höher als die Scheibenbremse und gleichzeitig tiefer als das Betätigungselement angeordnet. Diese Höhenangaben gewährleisten eine möglichst optimale Zirkulation und somit eine optimale Funktionsfähigkeit der Kühlvorrichtung. Die Höhenangaben sind selbstverständlich im verbauten Zustand und im betriebsbereiten aufrechten Stand des Fahrzeuges zu verstehen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Motorrades gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine schematische Ansicht einer Bremsanordnung für das Motorrad gemäß 1,
- 3 eine teilweise und schematische Schnittansicht der Bremsanordnung gemäß 2,
- 4 eine schematische Seitenansicht eines Motorrades gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 5 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Bremsanordnung, und
- 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Bremsanordnung.
-
1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines als Motorrad ausgebildeten Kraftfahrzeugs 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Motorrad 1 umfasst eine Bremsanordnung 10 für ein Vorderrad 2, wobei die Bremsanordnung 10 in 2 im Detail schematisch dargestellt ist und eine hydraulisch betätigbare Scheibenbremse 11 und ein Betätigungselement 12 aufweist. Das Betätigungselement 12 ist zum Betätigen der Scheibenbremse 11 mittels einer eine Bremsflüssigkeit leitenden ersten Hydraulikverbindung 13 mit der Scheibenbremse 11 wirkgekoppelt. Außerdem umfasst die Bremsanordnung 10 eine Kühlvorrichtung 14, welche zum Kühlen der Bremsflüssigkeit fluidleitend mit der ersten Hydraulikverbindung 13 verbunden ist.
-
Des Weiteren weist die Kühlvorrichtung 14 einen Kühlbehälter 15 auf, der zumindest teilweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist und optional auf einer äußeren Oberfläche 15a Kühlrippen 15b aufweist. Wie in 2 dargestellt, kann der Kühlbehälter 15 einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlkörper aufweisen, auf dessen äußerer Mantelfläche eine Anzahl der Kühlrippen 15b angeordnet sind. Diese sind in Umfangsrichtung des Kühlbehälters 15 sowie parallel zueinander ausgerichtet.
-
Zusätzlich weist die Kühlvorrichtung 14 eine Zuleitung 16 auf, die mit einem ersten Ende 16a mit der Scheibenbremse 11 (hier: einem Bremssattel 18) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende 16b mit dem Kühlbehälter 15 fluidleitend verbunden ist. Außerdem weist die Kühlvorrichtung 14 eine Rückleitung 17 auf, die mit einem ersten Ende 17a mit dem Kühlbehälter 15 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende 17b mit der Scheibenbremse 11, (hier: dem Bremssattel 18) fluidleitend verbunden ist.
-
Diese Ausführungsform ermöglicht, dass die Kühlvorrichtung 14 als Thermosiphon ausgebildet ist. Hierzu sind das zweite Ende 16b der Zuleitung 16 fluidleitend mit einem oberen Ende 15c des Kühlbehälters 15 und das erste Ende 17a der Rückleitung 17 fluidleitend mit einem unteren Ende 15d des Kühlbehälters 15 verbunden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform der Bremsanordnung 10 mündet die erste Hydraulikverbindung 13 fluidleitend unmittelbar in die Scheibenbremse 11 beziehungsweise dessen Bremssattel 18, wobei dort eine fluidleitende Verbindung zu der Zuleitung 16 und/oder zu der Rückleitung 17 vorgesehen ist, um eine Fluidleitung für die Bremsflüssigkeit zwischen diesen Komponenten bereitzustellen. Alternativ kann die erste Hydraulikverbindung 13 aber auch unmittelbar in die Zuleitung 16 oder in die Rückleitung 17 münden, analog zu den in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen.
-
Wie in 1 dargestellt, ist die Kühlvorrichtung 14 im Bereich der Scheibenbremse 11 angeordnet und mit einer Radaufhängung 3 des Fahrzeugrades 2 verbunden. Vorzugsweise ist die Kühlvorrichtung 14 hierbei mit einem unteren Abschnitt der Radaufhängung 3 verbunden, der bezüglich der Scheibenbremse 11 ortsfest beziehungsweise gegenüber dem restlichen Fahrzeug 1 gefedert und somit relativbeweglich hierzu angeordnet ist.
-
Zur Erzielung einer möglichst optimalen Zirkulation der zu kühlenden Bremsflüssigkeit in der Kühlvorrichtung 14 (Höhe h2) ist diese höher als eine Oberkante des Bremssattels 18 (Höhe h3) der Scheibenbremse 11. Zusätzlich kann die Kühlvorrichtung 14 unterhalb des Betätigungselements 12 (Höhe h1) angeordnet sein. Somit gilt, dass die Höhe h3 der Oberkante des Bremssattels 18 kleiner ist als die Montagehöhe h2 der Kühlvorrichtung 14 insbesondere des Kühlgehäuses 15, wobei optional die Montagehöhe h2 kleiner ist als eine Montagehöhe h1 des Betätigungselements 12.
-
3 zeigt in schematischer Darstellung eine teilweise Schnittansicht der Bremsanordnung gemäß 2 und das Einmünden des zweiten Endes 16b der Zuleitung 16 an dem oberen Ende 15c des Kühlbehälters 15 und die fluidleitende Verbindung des ersten Endes 17a der Rückleitung 17 mit einem unteren Ende 15d des Kühlbehälters 15 zur Ausleitung und Rückführung der abgekühlten Bremsflüssigkeit in den Bremssattel 18. Dieser weist in seinem Inneren einen Kanal 18a zum fluidleitenden Verbinden der Zuleitung 16 und der Rückleitung 17 auf.
-
4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Motorrades 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese stimmt im Wesentlichen mit der ersten Ausführungsform des Motorrades 1 gemäß 1 überein, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Ein Unterschied besteht lediglich in der Höhe h2 der Kühlvorrichtung 14 beziehungsweise dessen Kühlbehälter 15, der oberhalb des Vorderrades 2 und vorzugsweise unterhalb des Betätigungselements 12 angeordnet ist.
-
5 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Bremsanordnung 10. Diese stimmt im Wesentlichen mit der ersten Ausführungsform gemäß 2 überein, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Ein Unterschied besteht darin, dass die erste Hydraulikverbindung 13 fluidleitend unmittelbar in die Rückleitung 17 mündet. Somit werden die erste Hydraulikverbindung 13 und die (erste) Rückleitung 17 bereits außerhalb der Scheibenbremse 11 zusammengeführt und als gemeinsame Leitung in den Bremssattel 18 eingeleitet.
-
Des Weiteren ist die Kühlvorrichtung 14 zusätzlich für die Kühlung einer zweiten Scheibenbremse 11' ausgebildet. Hierzu umfasst die Kühlvorrichtung 14 eine zweite Zuleitung 16', die direkt oder mittels der ersten Zuleitung 16 in den Kühlbehälter 15 mündet. Außerdem umfasst die Kühlvorrichtung 14 eine zweite Rückleitung 17', die an einem ersten Ende von der ersten Rückleitung 17 abzweigt oder alternativ direkt mit dem Kühlbehälter 15 verbunden sein kann. Mit einem entgegengesetzten zweiten Ende ist die zweite Rückleitung 17' zur Rückführung von Bremsflüssigkeit mit der zweiten Scheibenbremse 11' verbunden.
-
Auf diese Weise wirkt die Kühlvorrichtung 14 sowohl für die erste Scheibenbremse 11 als auch die zweite Scheibenbremse 11' als Thermosiphon zur Kühlung der Bremsflüssigkeit.
-
6 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Bremsanordnung 10. Diese stimmt im Wesentlichen mit der weiteren Ausführungsform der Bremsanordnung gemäß 5 überein, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Ein Unterschied besteht darin, dass die erste Hydraulikverbindung 13 fluidleitend unmittelbar in die erste beziehungsweise die zweite Zuleitung 16,16' mündet.
-
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
-
