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Die Erfindung betrifft eine Lamellenbremse zur Minderung der Drehzahl eines rotierenden Bauteils, insbesondere einer Nabe eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.
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Aus dem Stand der Technik sind diverse Lamellenbremsen, auch als Vollscheibenbremsen bezeichnet, bekannt.
Die Lamellenbremse ist funktional ähnlich dem Prinzip einer Lamellenkupplung, wobei bei der Lamellenbremse bei Betätigung eine reibschlüssige Verbindung hergestellt wird und derart ein Reibmoment erzeugt wird.
Insbesondere ihre Robustheit und ihre relativ hohe Temperaturstabilität machen sie geeignet für den Einsatz bei beispielsweise in Panzern, Flugzeugen oder Landmaschinen.
Auch in Fahrzeugen wie Fahrrädern, insbesondere bei elektrisch antreibbaren Fahrrädern, ist es bekannt, Lamellenbremsen als eine Form der Scheibenbremse einzusetzen. Dabei wirkt jedoch ein Bremsklotz nur auf einen Teil des Umfangs einer kreisförmigen Scheibe.
Fahrradbremsen weisen jedoch in der Regel eine vergleichsweise geringe maximale Bremskraft auf, so dass sie Fahrzeugen ab einer bestimmten Masse nicht genügen. Die Integration einer Lamellenbremse in die Nabe eines mit Radnabenantrieben ausgeführten Fahrzeugs ist besonderes bauraumeffizient, jedoch ist der in einem Radnabenantrieb zur Verfügung stehende Bauraum, insbesondere in radialer Richtung, stark begrenzt, was eine derartige Anordnung konstruktiv schwierig gestaltet.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenbremse zur Verfügung zu stellen, die eine zuverlässige Bremswirkung bei geringem Bauraumbedarf realisiert.
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Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Lamellenbremse nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lamellenbremse sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Lamellenbremse.
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Die Erfindung betrifft eine Lamellenbremse zur Minderung der Drehzahl eines rotierenden Bauteils, insbesondere einer Nabe eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Die Lamellenbremse umfasst an einer Eingangsseite drehfest angeordnet zumindest eine Lamelle und an einer Ausgangsseite drehfest angeordnet zumindest ein Reibelement zur axialen Kraftbeaufschlagung der Lamelle zwecks reibkraftbedingter Übertragung eines Drehmoments zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite, wobei die Lamellenbremse ein Gehäuse zur drehfesten Anordnung umfasst und das Reibelement mittels einer Wellenfeder im Wesentlichen drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Die Lamellenbremse kann zur Minderung einer Drehzahl einer Nabe eines teilweise elektrisch antreibbaren Fahrzeugs Bestandteil einer Radnaben-Antriebseinheit sein. Es ist vorgesehen, dass die Ausgangsseite bezüglich der Eingangsseite eine Relativ-Drehung zulässt bzw. ausführt.
Vorzugsweise kann das Reibelement als ein Reibbelagträger mit einem Reibbelag ausgestaltet sein.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest einen Reibbelag aufweist, so dass die zumindest eine Lamelle zwischen dem Reibbelag des Gehäuses und dem Reibelement, zwecks reibkraftbedingter Übertragung eines Drehmoments klemmbar ist. Eine Lamelle kann alternativ oder ergänzend auch zwischen einem Reibelement und einem anderen, einen Reibbelag aufweisenden und mit dem Gehäuse mechanisch verbundenem Bauteil der Lamellenbremse klemmbar sein. Insbesondere kann ein die zumindest eine Lamelle tragender Lamellenträger ein Innenlamellenträger oder ein Außenlamellenträger sein, wobei die ein jeweiliges Reibelement tragende Wellenfeder entsprechend radial innen oder radial außen in Bezug auf die Reibbeläge angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Lamelle radial außen und zumindest eine Lamelle radial innen auf einem Träger angeordnet sind, wobei somit die das jeweilige Reibelement tragende Wellenfeder radial innen sowie radial außen in Bezug zu den Reibbelägen angeordnet ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind mehrere Reibelemente axial nebeneinander angeordnet, die untereinander ebenfalls mittels Wellenfedern verbunden sind. Entsprechend ist vorgesehen, zwischen zumindest jeweils zwei Reibelementen eine Lamelle anzuordnen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Wellenfeder in am Umfang alternierender Weise wechselseitig an dem Reibelement und an einem ausgangsseitigen Element axial fixiert.
Das ausgangsseitige Element kann dabei insbesondere ein Gehäuse der Lamellenbremse oder ein weiteres Reibelement sein.
Alternativ oder ergänzend kann das ausgangsseitige Element auch ein mit dem Gehäuse mechanisch verbundenes Bauteil sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Ausgangsseite bezüglich der Eingangsseite radial innen angeordnet.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine umgekehrte Anordnung realisiert ist, oder auch, dass die Ausgangsseite radial innen sowie auch radial außen in Bezug zur Eingangsseite angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Lamellenbremse weist den Vorteil auf, dass zuverlässig eine Bremswirkung realisierbar ist und die Lamellenbremse lediglich geringen Bauraumbedarf aufweist.
Eine axiale Verlagerung des Reibelements ist über die Verformung der Wellenfeder möglich, ohne eine Verzahnung zu benötigen. Durch die Wellenfeder ist zudem eine selbsttätige axiale Positionierung des Reibelements bei Nicht-Betätigung der Lamellenbremse möglich.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung, welche eine bevorzugte Ausgestaltung zeigt, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematische Zeichnung in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lamellenbremse.
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Die Lamellenbremse 1 umfasst an einer Eingangsseite 3, ausgebildet durch eine Nabe 10 eines Abtriebselements wie zum Beispiel einem Rad eines Kraftfahrzeugs, an deren radialer Innenseite, sich nach radial innen erstreckend, drei Lamellen 22, 23, 24 angeordnet sind. Die Lamellenbremse 1 umfasst zudem ein Ausgangselement 4, ausgebildet durch ein Gehäuse 11, welches drehfest auf einem rotationsfesten Element einer Achse oder einer Radaufhängung eines Fahrzeugs anordbar ist.
Mit dem Gehäuse 11 drehfest über Wellenfedern 30 verbunden weist die Lamellenbremse 1 ein Reibelement 20 sowie ein weiteres Reibelement 21 auf. Ein jeweiliges Reibelement 20, 21 ist als ein Reibbelagträger ausgeführt, wobei die beiden Reibelemente 20, 21 sowohl miteinander als auch mit dem Gehäuse 11 und mit einer Anpressplatte 40 jeweils über eine Wellenfeder 30 verbunden sind. Die Reibelemente 20, 21 sind jeweils auf beiden axialen Seiten mit einer Wellfeder 30 verbunden, wobei die Verbindung der Wellfedern 30 jeweiligen Reibelement 20, 21 dabei mittels eines Niets 31 realisiert ist.
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Radial außerhalb der Wellfedern 30 weist das Gehäuse 11 einen Reibbelag 25 auf. Das Reibelement 20 weist axial beidseitig je einen Reibbelag 26 auf. Das weitere Reibelement 21 weist axial beidseitig je einen Reibbelag 27 auf und die Anpressplatte 40 weist einen Reibbelag 28 auf. Die Lamellen 22, 23, 24 sind dabei axial jeweils zwischen zwei Reibbelägen 25, 26, 27, 28 angeordnet zwecks reibkraftbedingter Übertragung eines Drehmoments zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4. Die erste Lamelle 22 ist axial zwischen dem Reibbelag 25 des Gehäuses 11 und dem Reibbelag 26 des dazu axial benachbarten Reibelements 20 positioniert.
Die zweite Lamelle 23 ist axial zwischen dem anderen Reibbelag 26 an dem Reibelement 20 und dem Reibbelag 27 des weiteren Reibelements 21 positioniert. Die dritte Lamelle 24 ist axial zwischen dem anderen Reibbelag 27 an dem weiteren Reibelement 21 und dem Reibbelag 28 der dazu axial benachbarten Anpressplatte 40 positioniert.
Auf dem Gehäuse 11 ist axial neben den Lamellen 22, 23, 24 und den Reibelementen 20, 21 ein Zylinderelement 12 angeordnet, welches zusammen mit dem Gehäuse 11 einen Zylinder 13 ausbildet. In dem Zylinder 13, in axialer Richtung verschiebbar, ist ein Kolben 14 angeordnet, wobei der Kolben 14 an der den Lamellen 22, 23 ,24 und den Reibelementen 20, 21 axial abgewandten Seite der Anpressplatte 40 anliegt. Auf der radialen Außenseite des Zylinderelements 12 und axial an der Anpressplatte 40 anliegend umfasst die Lamellenbremse 1 eine Nachstellmutter 50 zwecks verschleißbedingten Nachstellens der axialen Position der Anpressplatte 40.
An der den Lamellen 22, 23 ,24 und den Reibelementen 20, 21 axial abgewandten Seite des Zylinderelements 12 anliegend und auf dem Gehäuse 11 angeordnet umfasst die Lamellenbremse 1 weiterhin eine Befestigungsmutter 51 zwecks Fixierung der axialen Position des Zylinderelements 12 auf dem Gehäuse 11.
Durch Anordnung der Lamellen 22, 23 ,24 an einer Nabe 10 eines drehbaren Rades des Fahrzeugs und Anordnung des mit den Reibelementen 20, 21 drehfest verbundenen Gehäuses 11 auf einem rotationsfesten Element des Fahrzeugs, wird bei Rotation des Rades eine Relativ-Drehung zwischen Lamellen 21 und Reibelementen 20, 21 um die Rotationsachse 2 der Lamellenbremse 1 realisiert. Eine axiale Verbschiebung des Kolbens 14 und damit der Anpressplatte 40 werden die Reibbeläge 25, 26, 27, 28 an Anpressplatte 40, Reibelementen 20, 21 und Gehäuse 11 axial an die Lamellen 22, 23 ,24 gedrückt und damit unter Reibung eine Minderung der Drehzahl der Nabe 10 realisiert. Die Wellenfedern 30 werden dabei in axialer Richtung gestaucht. Der den Reibbelag 25 des Gehäuses 11 tragende Abschnitt des Gehäuses 11 fungiert dabei als eine Gegenanpressplatte 41 zur Anpressplatte 40.
Ist eine gewünschte Minderung der Drehzahl der Nabe 10 realisiert, so kann der Kolben 14 axial zurück Verschoben werden und die Wellenfedern 30 drücken die beiden Reibelemente 20, 21 und die Anpressplatte 40 in deren jeweilige Ausgangsposition zurück.
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Mit der erfindungsgemäßen Lamellenbremse lässt sich zuverlässig eine Bremswirkung bei geringem Bauraumbedarf realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lamellenbremse
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Eingangsseite der Lamellenbremse
- 4
- Ausgangsseite der Lamellenbremse
- 10
- Nabe
- 11
- Gehäuse
- 12
- Zylinderelement
- 13
- Zylinder
- 14
- Kolben
- 20
- Reibelement
- 21
- weiteres Reibelement
- 22
- erste Lamelle
- 23
- zweite Lamelle
- 24
- dritte Lamelle
- 25
- Reibbelag des Gehäuses
- 26
- Reibbelag des Reibelements
- 27
- Reibbelag des weiteren Reibelements
- 28
- Reibbelag der Anpressplatte
- 30
- Wellenfeder
- 31
- Niet
- 40
- Anpressplatte
- 41
- Gegenanpressplatte
- 50
- Nachstellmutter
- 51
- Befestigungsmutter
