DE102019118026A1 - Brake device for an electric bicycle and electric bicycle with the brake device - Google Patents
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Abstract
Es sind verschiedene Bremsvorrichtungen zum Abbremsen eines Rades von Fahrrädern, insbesondere von elektrisch unterstützten Fahrrädern, bekannt. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung vorzuschlagen, welche sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet.Hierzu wird eine Bremsvorrichtung 1 mit einer Lamellenbremse 3, wobei die Lamellenbremse 3 eine feststehende Bremseinheit 4 und eine rotierende Bremseinheit 5 aufweist, wobei die rotierende Bremseinheit 5 relativ zu der feststehenden Bremseinheit 4 um eine Drehachse D verdrehbar ist, mit einer Betätigungseinrichtung 11 zur Betätigung der Lamellenbremse 3, wobei die Betätigungseinrichtung 11 ein Kolbengehäuse 12 sowie einen axial in dem Kolbengehäuse 12 verlagerbaren Betätigungskolben 13 zur Übertragung einer Betätigungskraft F1 auf die Lamellenbremse 3 aufweist, vorgeschlagen, wobei die rotierende Bremseinheit 5 einen Außenträger 9 sowie mehrere drehfest mit diesem verbundene Bremsscheiben 10 aufweist und die feststehende Bremseinheit 4 einen Innenträger 7 sowie mehrere drehfest mit diesem verbundenen Bremsbeläge 8 aufweist, wobei mindestens einer der Bremsbeläge 8 durch den Betätigungskolben 13 getragen wird.Various braking devices for braking a wheel of bicycles, in particular of electrically assisted bicycles, are known. It is an object of the invention to propose a braking device which is characterized by a compact design. For this purpose, a braking device 1 with a multi-disc brake 3, the multi-disc brake 3 having a stationary brake unit 4 and a rotating brake unit 5, the rotating brake unit 5 being relatively is rotatable about an axis of rotation D in relation to the stationary brake unit 4, with an actuating device 11 for actuating the multi-disc brake 3, the actuating device 11 having a piston housing 12 and an actuating piston 13, which can be axially displaced in the piston housing 12, for transmitting an actuating force F1 to the multi-disc brake 3, The rotating brake unit 5 has an outer carrier 9 and several brake disks 10 non-rotatably connected to it, and the stationary brake unit 4 has an inner carrier 7 and several brake linings 8 non-rotatably connected to it, at least one of the brake linings 8 is carried by the actuating piston 13.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein elektrisches Fahrrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung.The invention relates to a braking device for an electric bicycle with the features of the preamble of
Es sind verschiedene Bremsvorrichtungen zum Abbremsen eines Rades von Fahrrädern, insbesondere von elektrisch unterstützten Fahrrädern, bekannt. Üblicherweise sind diese Bremsvorrichtungen als Felgenbremsen oder Scheibenbremsen ausgebildet, wobei derartige Bremsvorrichtungen außerhalb des Rades angeordnet sind. Es sind zudem Bremsvorrichtungen bekannt, welche insbesondere in Kombination mit einem Radnabenmotor in das Rad integriert sind.Various braking devices for braking a wheel of bicycles, in particular of electrically assisted bicycles, are known. These braking devices are usually designed as rim brakes or disc brakes, such braking devices being arranged outside the wheel. There are also known braking devices which are integrated into the wheel, in particular in combination with a wheel hub motor.
Die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung vorzusch lagen.It is the object of the invention to propose a braking device of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a compact design. A further object of the invention is to propose an electric bicycle with the braking device.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein elektrisches Fahrrad 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.This object is achieved by a braking device with the features of
Gegenstand der Erfindung ist eine Bremsvorrichtung, welche für ein elektrisches Fahrrad ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das elektrische Fahrrad, als ein Fahrrad mit einem tretunterstützenden Zusatzantrieb, auch als Pedelec („pedal electric cycle“) bekannt, ausgebildet. Alternativ kann das elektrische Fahrrad jedoch auch als ein Fahrrad mit einem tretunabhängigem Zusatzantrieb, z.B. E-Bike oder E-Roller ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das elektrische Fahrrad als ein Vierrad-Pedelec ausgebildet. Im Speziellen kann unter elektrischen Fahrrad jedoch auch ein mehrspuriges Elektromobil und/oder ein elektrisch angetriebenes Leichtfahrzeug zu verstehen sein.The invention relates to a braking device which is designed and / or suitable for an electric bicycle. In particular, the electric bicycle is designed as a bicycle with a pedal-assisting auxiliary drive, also known as a pedelec (“pedal electric cycle”). Alternatively, however, the electric bicycle can also be designed as a bicycle with an additional drive that is independent of pedaling, e.g. an e-bike or an e-scooter. The electric bicycle is particularly preferably designed as a four-wheel pedelec. In particular, however, an electric bicycle can also be understood to mean a multi-lane electromobile and / or an electrically powered light vehicle.
Die Bremsvorrichtung weist eine Lamellenbremse, auch als Vollscheibenbremse bekannt, auf. Insbesondere ist die Lamellenbremse in eine Radnabe und/oder einen Radnabenantrieb eines Rades, vorzugsweise eines Vorder- oder Hinterrads, des Fahrrads integriert und/oder integrierbar. Bevorzugt ist die Lamellenbremse als eine Mehrlamellenbremse ausgebildet. Die Lamellenbremse weist eine feststehende Bremseinheit auf, welche zur Festlegung an einem Rahmen des Fahrrads, insbesondere einer Radachse des Rades, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die feststehende Bremseinheit mittelbar, z.B. über einen Stator des Radnabenantriebs, oder unmittelbar mit dem Rahmen, insbesondere der Radachse, drehfest verbunden.The braking device has a multi-disc brake, also known as a full disc brake. In particular, the multi-disc brake is and / or can be integrated into a wheel hub and / or a wheel hub drive of a wheel, preferably a front or rear wheel, of the bicycle. The multi-disc brake is preferably designed as a multi-disc brake. The multi-disc brake has a stationary brake unit, which is designed and / or suitable for fixing to a frame of the bicycle, in particular a wheel axle of the wheel. In particular, the stationary brake unit is indirectly connected in a rotationally fixed manner, e.g. via a stator of the wheel hub drive, or directly to the frame, in particular the wheel axle.
Des Weiteren weist die Lamellenbremse eine rotierende Bremseinheit auf, welche zur Festlegung an dem Rad, insbesondere einem Nabengehäuse des Rades, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die rotierende Bremseinheit mittelbar, z.B. über einen Rotor des Radnabenantriebs, oder unmittelbar mit dem Rad, insbesondere dem Nabengehäuse, drehfest verbunden. In einem Fahrbetrieb des Fahrrads ist die rotierende Bremseinheit somit relativ zu der feststehenden Bremseinheit um eine Drehachse verdrehbar, wobei die feststehende Bremseinheit vorzugsweise stationär an dem Rahmen verbleibt.Furthermore, the multi-disc brake has a rotating brake unit which is designed and / or suitable for fixing to the wheel, in particular a hub housing of the wheel. In particular, the rotating brake unit is connected indirectly, e.g. via a rotor of the wheel hub drive, or directly to the wheel, in particular the hub housing, in a rotationally fixed manner. When the bicycle is in travel mode, the rotating brake unit can thus be rotated about an axis of rotation relative to the stationary brake unit, the stationary brake unit preferably remaining stationary on the frame.
Die Bremsvorrichtung weist eine Betätigungseinrichtung auf, welche zur Betätigung der Lamellenbremse ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung koaxial zu der Drehachse angeordnet. Bevorzugt ist die Betätigungseinrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. Die Betätigungseinrichtung weist ein Kolbengehäuse sowie einen in dem Kolbengehäuse axial verlagerbaren Betätigungskolben auf. Der Betätigungskolben hat die Funktion, bei einer Betätigung der Bremsvorrichtung eine Betätigungskraft auf die Lamellenbremse zu übertragen, sodass in einem betätigten Zustand der Bremsvorrichtung ein Reibschluss zwischen den beiden Bremseinheiten gebildet ist und ein Bremsmoment auf das Rad übertragen wird. Insbesondere ist der Betätigungskolben hierzu mit der ersten und/oder der zweiten Bremseinheit wirkverbunden.The braking device has an actuating device which is designed and / or suitable for actuating the multi-disc brake. In particular, the actuating device is arranged coaxially to the axis of rotation. The actuating device can preferably be actuated pneumatically or hydraulically. The actuating device has a piston housing and an actuating piston which can be axially displaced in the piston housing. The function of the actuating piston is to transfer an actuating force to the multi-disc brake when the braking device is actuated, so that when the braking device is actuated, a frictional connection is formed between the two brake units and a braking torque is transferred to the wheel. In particular, the actuating piston is operatively connected to the first and / or the second brake unit for this purpose.
Beim Schließen der Lamellenbremse, wird der Betätigungskolben in einer axialen Richtung mit der Betätigungskraft beaufschlagt, wobei der Betätigungskolben die Bremsbeläge und die Bremsscheiben in der axialen Richtung relativ zueinander verschiebt bzw. verpresst, sodass das Bremsmoment erzeugt wird. Beim Öffnen der Lamellenbremse, wird die auf den Betätigungskolben wirkende Betätigungskraft reduziert bzw. unterbrochen, wobei sich der Betätigungskolben in einer axialen Gegenrichtung selbststätig, vorzugsweise über eine auf den Betätigungskolben wirkende Rückstellkraft, zurückstellt.When the multi-disc brake is closed, the actuating force is applied to the actuating piston in an axial direction, the actuating piston relative to one another in the axial direction, the brake linings and the brake disks shifted or pressed so that the braking torque is generated. When the multi-disc brake is opened, the actuating force acting on the actuating piston is reduced or interrupted, the actuating piston automatically returning in an opposite axial direction, preferably via a restoring force acting on the actuating piston.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die rotierende Bremseinheit einen Außenträger sowie mehrere drehfest mit dem Außenträger verbundene Bremsscheiben aufweist. Insbesondere ist der Außenträger drehfest mit dem Radnabengehäuse und/oder mit dem Rotor des Radnabenantriebs verbunden. Vorzugsweise weist die rotierende Bremseinheit mindestens oder genau zwei der Bremsscheiben auf. Zudem weist die feststehende Bremseinheit einen Innenträger sowie mehrere drehfest mit dem Innenträger verbundenen Bremsbeläge auf. In the context of the invention, it is proposed that the rotating brake unit have an outer carrier and several brake disks connected to the outer carrier in a rotationally fixed manner. In particular, the outer carrier is non-rotatably connected to the wheel hub housing and / or to the rotor of the wheel hub drive. The rotating brake unit preferably has at least or precisely two of the brake disks. In addition, the stationary brake unit has an inner carrier and a plurality of brake linings connected to the inner carrier in a rotationally fixed manner.
Insbesondere ist der Innenträger drehfest mit der Radachse und/oder dem Stator des Radnabenantriebs verbunden. Vorzugsweise weist die feststehende Bremseinheit mindestens oder genau zwei, im Speziellen genau vier, der Bremsbeläge auf.In particular, the inner carrier is non-rotatably connected to the wheel axle and / or the stator of the wheel hub drive. The stationary brake unit preferably has at least or precisely two, in particular precisely four, of the brake linings.
Insbesondere sind der Außen- und der Innenträger in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Innenträger radial innerhalb des Außenträgers angeordnet ist. Bevorzugt ist jeweils eine Bremsscheibe zwischen zwei benachbarten Bremsbelägen angeordnet. Prinzipiell können die mehreren Bremsscheiben und die mehreren Bremsbeläge in axialer Richtung in abwechselnder Reihenfolge hintereinander angeordnet. Bevorzugt jedoch sind jeweils zwei Bremsbeläge zwischen zwei benachbarten Bremsscheiben angeordnet, wobei der eine Bremsbelag der einen Bremsscheiben und der andere Bremsbelag der anderen Bremsscheibe zugeordnet ist.In particular, the outer and the inner carrier are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation, the inner carrier being arranged radially inside the outer carrier. A brake disc is preferably arranged between two adjacent brake linings. In principle, the plurality of brake disks and the plurality of brake pads can be arranged one behind the other in an alternating sequence in the axial direction. Preferably, however, two brake pads are arranged between two adjacent brake disks, one brake pad being assigned to one brake disk and the other brake pad being assigned to the other brake disk.
Es ist zudem vorgesehen, dass mindestens oder genau einer der Bremsbeläge durch den Betätigungskolben getragen wird. Vorzugsweise ist der mindestens eine Bremsbelag drehfest mit dem Betätigungskolben verbunden. Insbesondere ist der mindestens eine Bremsbelag mittelbar, vorzugsweise über ein Übertragungsbauteil, oder direkt mit dem Betätigungskolben verbunden. Im Speziellen ist der Innenträger durch den Betätigungskolben gebildet, wobei bevorzugt alle oder zumindest ein Großteil der Bremsbeläge der Lamellenbremse drehfest an dem Betätigungskolben festgelegt sind.It is also provided that at least or precisely one of the brake linings is carried by the actuating piston. The at least one brake lining is preferably connected to the actuating piston in a rotationally fixed manner. In particular, the at least one brake lining is connected indirectly, preferably via a transmission component, or directly to the actuating piston. In particular, the inner carrier is formed by the actuating piston, with preferably all or at least a large part of the brake linings of the multi-disc brake being fixed on the actuating piston in a rotationally fixed manner.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Anordnung des mindestens einen Bremsbelags an dem Betätigungskolben, die Bremsvorrichtung deutlich kompakter ausgebildet werden kann. Durch die Anordnung mehrerer Bremsbeläge an dem Betätigungskolben kann sowohl ein radialer als auch ein axialer Bauraum eingespart werden, sodass die Bremsvorrichtung besonders einfach in die Radnabe bzw. den Radnabenantrieb integriert werden kann. Zudem wird eine bauteilreduzierte Bremsvorrichtung geschaffen, welche sich zum einen durch eine vereinfachte Montage und zum anderen durch eine kostengünstigere Festigung auszeichnet.The advantage of the invention is that the arrangement of the at least one brake lining on the actuating piston means that the braking device can be made significantly more compact. By arranging several brake linings on the actuating piston, both a radial and an axial installation space can be saved, so that the braking device can be integrated particularly easily into the wheel hub or the wheel hub drive. In addition, a braking device with fewer components is created, which is characterized on the one hand by a simplified assembly and on the other hand by a more cost-effective fastening.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kolbengehäuse als ein die Drehachse umlaufendes Ringgehäuse und der Betätigungskolben als ein die Drehachse umlaufender Ringkolben ausgebildet ist. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung in der Art eines konzentrischen Nehmerzylinders (CSC) ausgestaltet. Hierzu sind das Ringgehäuse und der Ringkolben in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Insbesondere ist der Ringkolben in Bezug auf die Drehachse rotationssymmetrisch ausgebildet.In a specific embodiment of the invention it is provided that the piston housing is designed as an annular housing encircling the axis of rotation and the actuating piston is designed as an annular piston encircling the axis of rotation. In particular, the actuation device is designed in the manner of a concentric slave cylinder (CSC). For this purpose, the annular housing and the annular piston are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation. In particular, the annular piston is designed to be rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation.
Gemäß dieser Ausführung definiert das Ringgehäuse einen ringförmigen, insbesondere die Drehachse umlaufenden, Druckraum, welcher in einer axialen Richtung in Bezug auf die Drehachse Durch den Betätigungskolben begrenzt ist. In einer Einbausituation ist der Druckraum insbesondere fluidtechnisch über eine Bremsleitung mit einem, vorzugsweise durch einen Bremshebel oder Bremspedal betätigbaren, Geberzylinder verbunden. Besonders bevorzugt ist der Druckraum mit einem Fluid, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, befüllt. Der Betätigungskolben kann eine Dichtungseinrichtung aufweisen, welche zur Abdichtung des Druckraums in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinrichtung einen Nutdichtring, welcher umlaufend an dem Kolbengehäuse dichtend anliegt.According to this embodiment, the ring housing defines an annular pressure space, in particular surrounding the axis of rotation, which is delimited in an axial direction with respect to the axis of rotation by the actuating piston. In an installation situation, the pressure chamber is in particular fluidly connected via a brake line to a master cylinder, which can preferably be actuated by a brake lever or brake pedal. The pressure chamber is particularly preferably filled with a fluid, in particular a hydraulic fluid. The actuating piston can have a sealing device which is designed and / or suitable for sealing off the pressure chamber in the axial direction. The sealing device preferably comprises a groove sealing ring which rests against the piston housing in a sealing manner around the circumference.
Es wird somit eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache und kompakte Betätigungseinrichtung auszeichnet. Durch die Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung als konzentrischer Nehmerzylinder, kann zudem die Betätigungskraft gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt auf die Lamellenbremse übertragen werden.A braking device is thus proposed which is characterized by a particularly simple and compact actuating device. By designing the actuating device as a concentric slave cylinder, the actuating force can also be transmitted to the multi-disk brake evenly over the entire circumference.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die stationäre Bremseinheit eine Stützhülse aufweist, welche zur radialen Abstützung an der Radachse des Fahrrads ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Stützhülse in einer Grobform als eine Zylinderhülse ausgebildet. Bevorzugt ist die Stützhülse zumindest in Umlaufrichtung in Bezug auf die Drehachse formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Radachse verbunden.In a further specification, provision is made for the stationary brake unit to have a support sleeve which is designed and / or suitable for radial support on the wheel axle of the bicycle. In particular, the support sleeve is designed in a rough shape as a cylinder sleeve. Preferably, the support sleeve is positively and / or non-positively connected to the wheel axle at least in the direction of rotation with respect to the axis of rotation.
Gemäß dieser Ausführung ist der Druckraum in einer radialen Richtung durch das Kolbengehäuse, insbesondere das Ringgehäuse, und in einer radialen Gegenrichtung durch die Stützhülse begrenzt, wobei der Betätigungskolben durch die Stützhülse in der axialen Richtung und in der axialen Gegenrichtung geführt ist. Insbesondere ist das Kolbengehäuse radial und/oder axial an der Stützhülse abgestützt. Vorzugsweise kann die Stützhülse zur axialen Abstützung des Kolbengehäuses einen radial nach außen gerichteten Endabschnitt, z.B. ein Sicherungsflansch, oder ein auf dem Außenumfang angeordnetes Sicherungsmittel, z.B. einen Sicherungsring, aufweisen. Im Speziellen kann das Kolbengehäuse, insbesondere über den als Sicherungsflansch ausgebildeten Endabschnitt, drehfest mit der Stützhülse verbunden sein.According to this embodiment, the pressure chamber is delimited in a radial direction by the piston housing, in particular the ring housing, and in a radially opposite direction by the support sleeve, the actuating piston being guided by the support sleeve in the axial direction and in the axially opposite direction. In particular, the piston housing is supported radially and / or axially on the support sleeve. For the axial support of the piston housing, the support sleeve can preferably have a radially outwardly directed end section, for example a securing flange, or a securing means, for example a securing ring, arranged on the outer circumference. In particular, the piston housing can be connected to the support sleeve in a rotationally fixed manner, in particular via the end section designed as a securing flange.
Somit wird eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders kompakten Aufbau auszeichnet. Hierzu kann die Stützhülse mehrere Funktionen, wie Kolbenführung, Abgrenzung des Druckraums, Befestigung und/oder Abstützung des Kolbengehäuses etc., vereinen.Thus, a braking device is proposed which is characterized by a particularly compact structure. For this purpose, the support sleeve can combine several functions, such as piston guidance, delimitation of the pressure chamber, fastening and / or support of the piston housing, etc.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben eine Formschlusskontur und die Stützhülse eine Gegenkontur aufweist, welche zur Einleitung des Bremsmoments in die Stützhülse miteinander in Eingriff stehen. Bevorzugt ist die Formschlusskontur als eine an einem Innenumfang des Betätigungskolbens angeordnete Innenverzahnung und die Gegenkontur als eine an einem Außenumfang der Stützhülse angeordnete Außenverzahnung ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Innen- und die Außenverzahnung jeweils als eine in axialer Richtung ausgerichtete Längsverzahnung ausgebildet, wobei der Betätigungskolben und die Stützhülse über die Längsverzahnung in Umlaufrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind.In a further development, it is provided that the actuating piston has a form-fit contour and the support sleeve has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the support sleeve. The form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the support sleeve. Particularly preferably, the inner and outer toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the support sleeve being rotationally fixed to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction.
Optional kann vorgesehen sein, dass mindestens einer der Bremsbeläge, insbesondere über das Übertragungsbauteil, unmittelbar mit der Gegenkontur der Stützhülse in Eingriff steht.It can optionally be provided that at least one of the brake linings is in direct engagement with the counter-contour of the support sleeve, in particular via the transmission component.
Optional kann vorgesehen sein, dass an einem Innenumfang der Stützhülse eine weitere Gegenkontur, insbesondere eine weitere Verzahnung, angeordnet ist, welche zur drehfesten Kopplung mit einer entsprechenden Formschlusskontur der Radachse ausgebildet und/oder geeignet ist. Im Speziellen können die Gegenkontur und die weitere Gegenkontur durch eine gemeinsame Einprägung gebildet werden, sodass die eine Gegenkontur durch ein Negativ der anderen Gegenkontur gebildet ist.Optionally, it can be provided that a further counter-contour, in particular a further toothing, is arranged on an inner circumference of the support sleeve, which is designed and / or suitable for a rotationally fixed coupling with a corresponding form-fit contour of the wheel axle. In particular, the counter-contour and the further counter-contour can be formed by a common embossing, so that one counter-contour is formed by a negative of the other counter-contour.
Es wird somit eine Stützhülse vorgeschlagen, welche um die Funktion der drehfesten Kopplung erweitert wird. Durch die in die Stützhülse eingebrachten Gegenkonturen kann die Stützhülse besonders einfach an dem Betätigungskolben bzw. der Radachse festgelegt werden.A support sleeve is thus proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling. Due to the counter-contours introduced into the support sleeve, the support sleeve can be fixed particularly easily on the actuating piston or the wheel axle.
In einer altnativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben eine Formschlusskontur und das Kolbengehäuse eine Gegenkontur aufweist, welche zur Einleitung des Bremsmoments in das Kolbengehäuse miteinander in Eingriff stehen. Bevorzugt ist die Formschlusskontur als eine an einem Innenumfang des Betätigungskolbens angeordnete Innenverzahnung und die Gegenkontur als eine an einem Außenumfang des Kolbengehäuses, insbesondere des Ringgehäuses, angeordnete Außenverzahnung ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Innen- und die Außenverzahnung jeweils als eine in axialer Richtung ausgerichtete Längsverzahnung ausgebildet, wobei der Betätigungskolben und das Kolbengehäuse über die Längsverzahnung in Umlaufrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Besonders bevorzugt sind in dieser Ausführung das Kolbengehäuse und die Stützhülse drehfest miteinander verbunden, sodass das Bremsmoment über das Kolbengehäuse in die Stützhülse eingeleitet wird.In an alternative development, it is provided that the actuating piston has a form-fitting contour and the piston housing has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the piston housing. The form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the piston housing, in particular the ring housing. Particularly preferably, the internal and external toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the piston housing being rotationally fixedly coupled to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction. In this embodiment, the piston housing and the support sleeve are particularly preferably connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the braking torque is introduced into the support sleeve via the piston housing.
Es wird somit ein Kolbengehäuse vorgeschlagen, welche um die Funktion der drehfesten Kopplung erweitert wird. Durch die in das Kolbengehäuse eingebrachte Gegenkontur kann der Betätigungskolben besonders einfach an dem Kolbengehäuse festgelegt werden.A piston housing is therefore proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling. The actuating piston can be attached to the piston housing in a particularly simple manner by virtue of the mating contour introduced into the piston housing.
In einer weiteren konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben einen radial nach außen gerichteten Anpressabschnitt aufweist. Insbesondere ist der Anpressabschnitt als ein radial nach außen gerichteter Kreisringabschnitt ausgebildet. Optional weist der Betätigungskolben einen Kolbenabschnitt auf, welcher innerhalb des Kolbengehäuses angeordnet ist, wobei sich der Anpressabschnitt in der radialen Richtung an den Kolbenabschnitt anschließt. Vorzugsweise ist die Dichtungseinrichtung endseitig an dem Kolbenabschnitt angeordnet.In a further constructive implementation it is provided that the actuating piston has a radially outwardly directed pressing section. In particular, the pressing section is designed as a circular ring section directed radially outward. Optionally, the actuating piston has a piston section which is arranged inside the piston housing, the pressing section adjoining the piston section in the radial direction. The sealing device is preferably arranged at the end of the piston section.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Anpressabschnitt mindestens oder genau einen der Bremsbeläge trägt. In dem betätigten Zustand der Bremseinrichtung wird die Betätigungskraft über den Anpressabschnitt auf die Lamellenbremse übertragen. Hierzu ist der an dem Anpressabschnitt angeordnete Bremsbelag benachbart zu einer der Bremsscheiben angeordnet, wobei bei beim Schließen der Lamellenbremse die Betätigungskraft über den Anpressabschnitt auf die Bremsscheiben und die Bremsbeläge übertragen wird. Besonders bevorzugt ist der Bremsbelag formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Anpressabschnitt verbunden. Alternativ kann der Bremsbelag jedoch auch durch eine Beschichtung ausgebildet sein.According to this embodiment it is provided that the pressing section carries at least or exactly one of the brake linings. In the actuated state of the braking device, the actuating force is transmitted to the multi-disc brake via the pressing section. For this purpose, the brake lining arranged on the pressing section is arranged adjacent to one of the brake disks, with the actuating force being transmitted to the brake disks and the brake linings via the pressing section when the multi-disc brake is closed. Particularly preferably, the brake lining is positively and / or non-positively and / or cohesively with the Press section connected. Alternatively, however, the brake lining can also be formed by a coating.
Somit wird eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine kompakte und bauteilreduzierte Betätigungseinrichtung auszeichnet. Durch den Anpressabschnitt kann die Betätigungskraft unmittelbar über den Betätigungskolben auf die Lamellenbremse übertragen werden, sodass z.B. auf eine zusätzliche Anpressplatte bzw. Drucktopf verzichtet werden kann.Thus, a braking device is proposed which is characterized by a compact actuating device with fewer components. Through the pressing section, the actuating force can be transmitted directly to the multi-disc brake via the actuating piston, so that, for example, an additional pressure plate or pressure pot can be dispensed with.
In einer weiteren konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben einen zylindrischen Trägerabschnitt aufweist. Bevorzugt erstreckt sich der Trägerabschnitt in der axialen Richtung, insbesondere entgegengerichtet zu dem Kolbenabschnitt, außerhalb des Kolbengehäuses. Der Trägerabschnitt schließt sich in der axialen Richtung an den Kolbenabschnitt und/oder den Anpressabschnitt an, wobei der Trägerabschnitt vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet ist.Another constructive implementation provides that the actuating piston has a cylindrical support section. The carrier section preferably extends in the axial direction, in particular in the opposite direction to the piston section, outside the piston housing. The carrier section adjoins the piston section and / or the pressing section in the axial direction, the carrier section preferably being designed as a hollow cylinder.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Trägerabschnitt an seinem Außenumfang eine Längsverzahnung trägt, wobei mindestens einer der Bremsbeläge über die Längsverzahnung drehfest an dem Trägerabschnitt festgelegt ist. Insbesondere erstreckt sich die Längsverzahnung in Bezug auf die Drehachse in axialer Richtung, sodass der mindestens eine mit der Längsverzahnung in Eingriff stehende Bremsbelag in axialer Richtung verschiebbar ist. Prinzipiell kann der Bremsbelag als eine Reiblamelle ausgebildet sein, welche an ihrem Innendurchmesser eine zur Längsverzahnung komplementäre Gegenverzahnung aufweist. Bevorzugt jedoch ist der mindestens eine Bremsbelag über das Übertragungsbauteil mit dem Trägerabschnitt verbunden, wobei das Übertragungsbauteil an einem Innenumfang eine zur Längsverzahnung komplementäre Gegenverzahnung aufweist. Im Speziellen können mehrere, insbesondere genau zwei, der Übertragungsbauteile mit der Längsverzahnung des Trägerabschnitts in Eingriff stehen.According to this embodiment it is provided that the carrier section has a longitudinal toothing on its outer circumference, at least one of the brake linings being fixed on the carrier section in a rotationally fixed manner via the longitudinal toothing. In particular, the longitudinal toothing extends in the axial direction with respect to the axis of rotation, so that the at least one brake lining which is in engagement with the longitudinal toothing can be displaced in the axial direction. In principle, the brake lining can be designed as a friction disk which has a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on its inner diameter. However, the at least one brake lining is preferably connected to the carrier section via the transmission component, the transmission component having a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on an inner circumference. In particular, several, in particular exactly two, of the transmission components can be in engagement with the longitudinal teeth of the carrier section.
Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, einen Betätigungskolben vorzuschlagen, welcher zugleich als Innenträger für die Bremsbeläge dient. Zudem können durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der radiale Bauraum sowie die Bauteile der Bremsvorrichtung weiter reduziert werden.It is therefore a consideration of the invention to propose an actuating piston which also serves as an inner support for the brake linings. In addition, the proposed configuration can further reduce the radial installation space and the components of the braking device.
In einer weiteren konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass die feststehende Bremseinheit ein, insbesondere koaxial zur Drehachse angeordnetes, Anschlagbauteil aufweist, welches zur Bildung eines Endanschlags in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Beim Schließen der Bremse werden vorzugsweise die Bremsscheiben und die dazwischenliegenden Bremsbeläge zwischen dem Anschlagbauteil und dem Betätigungskolben, insbesondere dem Anpressabschnitt, zusammengepresst. Besonders bevorzugt ist das Anschlagbauteil in einem Endbereich der Stützhülse angeordnet, wobei das Anschlagbauteil in radialer und/oder axialer Richtung an der Stützhülse fixiert. Bevorzugt ist das Anschlagbauteil über ein auf dem Außenumfang angeordnetes Sicherungsmittel, z.B. einen Sicherungsring oder eine Schraubenmutter, in axialer Richtung an der Stützhülse fixiert. Besonders bevorzugt trägt das Anschlagbauteil einen der Bremsbeläge, wobei der Bremsbelag formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Anschlagbauteil verbunden ist. Alternativ kann der Bremsbelag jedoch auch durch eine Beschichtung des Anschlagbauteils ausgebildet sein.In a further specific embodiment it is provided that the stationary brake unit has a stop component, in particular arranged coaxially to the axis of rotation, which is designed and / or suitable for forming an end stop in the axial direction. When the brake is closed, the brake disks and the intermediate brake linings are preferably pressed together between the stop component and the actuating piston, in particular the pressing section. The stop component is particularly preferably arranged in an end region of the support sleeve, the stop component being fixed to the support sleeve in the radial and / or axial direction. The stop component is preferably fixed to the support sleeve in the axial direction via a securing means arranged on the outer circumference, e.g. a securing ring or a screw nut. Particularly preferably, the stop component carries one of the brake linings, the brake lining being connected to the stop component in a form-fitting and / or non-positive and / or cohesive manner. Alternatively, however, the brake lining can also be formed by coating the stop component.
Gemäß dieser Ausführung ist vorgesehen, dass das Anschlagbauteil über die Längsverzahnung drehfest mit dem Betätigungskolben verbunden ist. Bevorzugt weist das Anschlagbauteil einen Verzahnungsabschnitt auf, welcher mit der Längsverzahnung des Betätigungskolbens in Eingriff steht. Zudem kann das Anschlagbauteil einen Stützabschnitt zur Abstützung an der Stützhülse sowie einen Anschlagabschnitt zur Bildung des Endanschlags aufweisen. Dabei ist der Anschlagabschnitt vorzugsweise flanschartig radial nach außen gerichtet. Der Stützabschnitt und/oder der Verzahnungsabschnitt sind vorzugsweise flanschartig radial nach innen gerichtet. Im Speziellen kann eine Federeinrichtung zur Erzeugung der Rückstellkraft in der axialen Richtung an dem Anschlagbauteil, insbesondere dem Stützabschnitt, und in der axialen Gegenrichtung an dem Betätigungskolben, insbesondere dem Trägerabschnitt, abgestützt sein.According to this embodiment it is provided that the stop component is non-rotatably connected to the actuating piston via the longitudinal toothing. The stop component preferably has a toothed section which is in engagement with the longitudinal toothing of the actuating piston. In addition, the stop component can have a support section for supporting on the support sleeve and a stop section for forming the end stop. The stop section is preferably directed radially outward in the manner of a flange. The support section and / or the toothed section are preferably directed radially inward in the manner of a flange. In particular, a spring device for generating the restoring force can be supported in the axial direction on the stop component, in particular the support section, and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
Es wird somit eine besonders robuste und bauteilschonende Bremsvorrichtung vorgeschlagen, wobei das Anschlagbauteil einen Endanschlag für die Lamellenkupplung bildet und zugleich die auf das Anschlagbauteil wirkenden Brems- und/oder Schleppmomente über den Verzahnungsabschnitt auf den Betätigungskolben überträgt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Momente nicht auf das Sicherungsmittel übergeben werden.A particularly robust and component-protecting braking device is therefore proposed, the stop component forming an end stop for the multi-disc clutch and at the same time transmitting the braking and / or drag torques acting on the stop component to the actuating piston via the toothed section. It can thus be ensured that the moments are not transferred to the securing device.
In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Stützhülse einen Endabschnitt aufweist, welche zur Bildung des Endanschlags in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Beim Schließen der Bremse werden vorzugsweise die Bremsscheiben und die dazwischenliegenden Bremsbeläge zwischen dem Endabschnitt und dem Betätigungskolben, insbesondere dem Anpressabschnitt, zusammengepresst. Der Endabschnitt ist vorzugsweise durch Urformen und/oder durch Urformen der Stützhülse gebildet. Besonders bevorzugt ist der Endabschnitt als ein radial nach außen gerichteter Flansch ausgebildet. Insbesondere trägt der Endabschnitt einen der Bremsbeläge. Im Speziellen kann die Federeinrichtung in der axialen Richtung an dem Endabschnitt und in der axialen Gegenrichtung an dem Betätigungskolben, insbesondere dem Trägerabschnitt, abgestützt sein.In an alternative embodiment it is provided that the support sleeve has an end section which is designed and / or suitable for forming the end stop in the axial direction. When the brake is closed, the brake disks and the brake linings lying in between are preferably pressed together between the end section and the actuating piston, in particular the pressing section. The end section is preferably formed by primary shaping and / or by primary shaping of the support sleeve. The end section is particularly preferred as a radially outward one directed flange formed. In particular, the end section carries one of the brake linings. In particular, the spring device can be supported in the axial direction on the end section and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
Es wird somit eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine weitere Reduzierung der Bauteile auszeichnet, da die Stützhülse zudem die Funktion des Endanschlags übernimmt.A braking device is thus proposed which is characterized by a further reduction in the number of components, since the support sleeve also takes on the function of the end stop.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Besonders bevorzugt ist das elektrische Fahrrad als das Pedelec, insbesondere als vierrädriges Pedelec, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Bremsvorrichtung, insbesondere zumindest die Lamellenbremse, in ein Rad des Fahrrads integriert. Das Fahrrad kann dabei mehrere, vorzugsweise genau zwei, im Speziellen genau vier, der Bremsvorrichtungen aufweisen, wobei jeweils eine Bremsvorrichtung einem der Räder des Fahrrads zugeordnet ist.Another object of the invention relates to an electric bicycle with the braking device as already described above. The electric bicycle is particularly preferably designed as the pedelec, in particular as a four-wheel pedelec. The braking device, in particular at least the multi-disc brake, is particularly preferably integrated into a wheel of the bicycle. The bicycle can have several, preferably exactly two, in particular exactly four, of the braking devices, one braking device in each case being assigned to one of the wheels of the bicycle.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Bremsvorrichtung für ein elektrisches Fahrrad als ein erstes Ausführungsbeispiel; -
2 die Bremsvorrichtung ingleicher Darstellung wie 1 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a schematic sectional view of a braking device for an electric bicycle as a first embodiment; -
2 the braking device in the same representation as1 as a second embodiment of the invention.
Die
Die Bremsvorrichtung
Die feststehende Bremseinheit
Ferner weist die Bremsvorrichtung
Zur Abdichtung des Druckraums
Der Betätigungskolben
Die feststehende Bremseinheit
Der Außenträger
In dem in der
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Innenträger
Das Kolbengehäuse
Bei einer Betätigung der Lamellenbremse
Dabei übergibt das Übertragungsbauteil
Um ein öffnen der Bremsvorrichtung
Der Betätigungskolben
In dem in der
In dieser Variante ist der Betätigungskolben
In dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Stützhülse
Die feststehende Bremseinheit
Zusätzlich weist die feststehende Bremseinheit
Bei einer Betätigung der Lamellenbremse
Um ein öffnen der Bremsvorrichtung
Die Führungshülse
In den beiden Ausführungsbeispielen wird somit eine Bremsvorrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BremsvorrichtungBraking device
- 22
- Radwheel
- 33
- LamellenbremseMulti-disc brake
- 44th
- feststehende Bremseinheitfixed brake unit
- 55
- rotierende Bremseinheitrotating brake unit
- 66
- Rahmenframe
- 77th
- InnenträgerInterior support
- 88th
- BremsbelägeBrake pads
- 99
- AußenträgerBalcony
- 1010
- BremsscheibenBrake discs
- 1111
- BetätigungseinrichtungActuator
- 1212
- KolbengehäusePiston housing
- 1313
- BetätigungskolbenActuating piston
- 1414th
- FührungshülseGuide sleeve
- 1515th
- DruckraumPrinting room
- 1616
- DichtungseinrichtungSealing device
- 1717th
- NutdichtringGroove sealing ring
- 1818th
- DichtringträgerSeal carrier
- 1919th
- KolbenabschnittPiston section
- 2020th
- AnpressabschnittPressing section
- 2121st
- TrägerabschnittBeam section
- 2222nd
- ÜbertragungsbauteilTransmission component
- 2323
- LängsverzahnungSpline
- 2424
- GegenverzahnungMating teeth
- 2525th
- AnschlagbauteilStop component
- 2626th
- SicherungsmittelSecuring means
- 2727
- StützabschnittSupport section
- 2828
- AnschlagabschnittStop section
- 2929
- VerzahnungsabschnittGear section
- 3030th
- FormschlusskonturForm-fit contour
- 3131
- GegenkonturCounter contour
- 3232
- EndabschnittEnd section
- 3333
- FedereinrichtungSpring device
- 3434
- weitere Gegenkonturfurther counter contour
- 3535
- Verstelleinrichtung Adjusting device
- ARAR
- axiale Richtungaxial direction
- AGAG
- axiale Gegenrichtungaxial opposite direction
- DD.
- DrehachseAxis of rotation
- F1F1
- BetätigungskraftActuation force
- F2F2
- RückstellkraftRestoring force
- RRRR
- radiale Richtungradial direction
- RGRG
- radiale Gegenrichtngradial opposite direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010032853 A1 [0003]DE 102010032853 A1 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |