DE102019118659A1

DE102019118659A1 - Bremsanordnung für einen Radnabenantrieb sowie Radnabenantrieb mit der Bremsanordnung

Info

Publication number: DE102019118659A1
Application number: DE102019118659.5A
Authority: DE
Inventors: Aurelien Grauss; Simon ORTMANN; Philippe Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Es wird eine Bremsanordnung 9 für einen Radnabenantrieb 1 eines Fahrzeugs mit einem Gehäuseabschnitt 11 zur Festlegung an einem Fahrzeugrahmen, mit einer Antriebswelle 6, wobei die Antriebswelle 6 durch den Gehäuseabschnitt 11 geführt und relativ zu dem Gehäuseabschnitt 11 um eine Hauptdrehachse H verdrehbar ist, mit einer Bremseinheit 10 zur Erzeugung eines Bremsmoments, wobei die Bremseinheit 10 einen feststehenden Bremsabschnitt 16 und einen rotierenden Bremsabschnitt 17 aufweist, wobei der feststehende Bremsabschnitt 16 drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 11 und der rotierende Bremsabschnitt 17 drehfest mit der Antriebswelle 6 verbunden ist, mit einer Betätigungseinheit 28 zur Übertragung einer Bremskraft F3 auf die Bremseinheit 10, wobei die Betätigungseinheit 28 ein Übertragungsbauteil 31 aufweist, wobei das Übertragungsbauteil 31 zwischen einer Bremsposition BP und einer Freigabeposition FP bewegbar ist, wobei in der Bremsposition BP ein Reibschluss zwischen den beiden Bremsabschnitten 16, 17 erzeugt ist, sodass das Bremsmoment auf die Antriebswelle 6 zur Abbremsung des Fahrzeugrades 2 übertragen wird, vorgeschlagen, wobei der rotierende Bremspartner 17 über eine Formschlussverbindung 27 in Umlaufrichtung drehfest und in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse H verschiebbar mit der Antriebswelle 6 verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung für einen Radnabenantrieb eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Radnabenantrieb mit der Bremsanordnung.
Es sind Bremsanordnungen für einen elektrischen Radantrieb bekannt, welche üblicherweise als Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet sind und eine Bremskraft auf das angetriebene Rad übertragen.
Die Druckschrift DE 2109372 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Einzelrad-Antrieb für schwere Nutzfahrzeuge mit einem in einer Radnabe oder einer Achse des Fahrzeuges angeordneten Elektromotor als Antriebsmaschine und einem mit diesem verbundenen Untersetzungsgetriebe, wobei das Untersetzungsgetriebe als zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet ist, dessen erster Radsatz über das Sonnenrad und eine Hohlwelle mit der Antriebsmaschine und dessen zweiter Radsatz über seinen Steg mit der Radnabe verbunden ist, wobei das die beiden Radsätze verbindende Sonnenrad des zweiten Radsatzes über eine die Hohlwelle und den Antriebsmotor durchgreifende Welle mit einer Bremseinrichtung gekoppelt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung einen Radnabenantrieb mit der Bremsanordnung vorzusch lagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Radnabenantrieb 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
Gegenstand der Erfindung ist eine Bremsanordnung, welche für einen Radnabenantrieb eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Bevorzugt dient die Bremsanordnung als eine Betriebsbremse zum Abbremsen des Fahrzeugs. Alternativ oder optional ergänzend kann die Bremsanordnung jedoch auch als eine Feststellbremse und/oder Notbremse dienen. Insbesondere ist die Bremsanordnung innerhalb eines Fahrzeugrades angeordnet und/oder in den Radnabenantrieb integriert. Im Speziellen ist das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein elektromotorisch betriebenes Kraftfahrzeug.
Die Bremsanordnung weist einen Gehäuseabschnitt auf, welcher zur Festlegung an einem Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Bremsanordnung über den Gehäuseabschnitt mittelbar oder unmittelbar an einer Radaufhängung des Fahrzeugrads befestigt.
Die Bremsanordnung weist eine Antriebswelle auf, welche zur Übertragung eines Antriebsmoments auf ein Fahrzeugrad ausgebildet und/oder geeignet ist. Prinzipiell kann die Antriebswelle unmittelbar mit dem Fahrzeugrad verbunden sein, sodass das Antriebsmoment direkt auf das Fahrzeugrad übertragen wird. Bevorzugt jedoch ist die Antriebswelle über mindestens oder genau eine Getriebestufe mit dem Fahrzeugrad verbunden, sodass das Antriebsmoment über die mindestens eine Getriebestufe auf das Fahrzeugrad übersetzt wird. Hierzu weist die Antriebswelle vorzugsweise einen Zahnradabschnitt auf, welcher zur Bildung der Getriebestufe mit einem oder mehreren Getrieberädern in Eingriff steht. Beispielsweise ist der Zahnradabschnitt durch eine in den Außenumfang der Antriebswelle eingebrachte Verzahnung gebildet. Besonders bevorzugt ist die Antriebswelle als eine Hohlwelle ausgebildet.
Die Antriebswelle ist in den Gehäuseabschnitt geführt und relativ zu dem Gehäuseabschnitt um eine Hauptdrehachse rotierbar. Insbesondere weist der Gehäuseabschnitt eine zentrale Öffnung auf, durch welche die Antriebswelle geführt und/oder gelagert ist. Bevorzugt ist die Antriebswelle zumindest in radialer Richtung an dem Gehäuseabschnitt, insbesondere der Öffnung, drehbar gelagert. Hierzu kann die Bremsanordnung mindestens oder genau eine Lagereinrichtung, vorzugsweise ein Wälzlager, aufweisen.
Die Bremsanordnung weist eine Bremseinheit auf, welche zur Erzeugung eines Bremsmoments ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Bremseinheit als eine Lamellen- oder Scheibenbremse ausgebildet. Die Bremseinheit weist einen feststehenden und einen rotierenden Bremspartner auf, wobei der feststehende Bremspartner zumindest drehfest mit dem Gehäuseabschnitt und der rotierende Bremspartner zumindest drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere bei einem Fahrbetrieb wird die Antriebswelle um die Hauptdrehachse angetrieben, wobei der rotierende Bremspartner relativ zu dem feststehenden Bremspartner in Umlaufrichtung durch die Antriebswelle mitgenommen wird.
Die Bremsanordnung weist eine Betätigungseinheit auf, welche zur Übertragung einer Bremskraft auf die Bremseinheit ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind der feststehende und der rotierende Bremspartner bei einer Betätigung durch die Betätigungseinheit in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse relativ zueinander bewegbar, sodass die beiden Bremspartner miteinander kontaktiert werden können. Die Betätigungseinheit weist ein Übertragungsbauteil auf, welches zwischen einer Bremsposition und einer Freigabeposition bewegbar ist. Das Übertragungsbauteil kann zur Übertragung der Bremskraft wahlweise an dem rotierenden oder dem feststehenden Bremspartner abgestützt sein.
Bei einem Bremsvorgang wird das Übertragungsbauteil mit der Bremskraft beaufschlagt und von der Freigabeposition in die Bremsposition überführt. Dabei werden der feststehende und der rotierende Bremspartner in axialer Richtung mit der Bremskraft beaufschlagt, sodass diese aneinander gepresst werden. Somit ist in der Bremsposition ein Reibschluss zwischen den beiden Bremspartnern erzeugt, sodass das Bremsmoment auf die Antriebswelle zur Abbremsung des Fahrzeugrades übertragen wird. Bei einem Freigabevorgang wird die Bremskraft reduziert und das Übertragungsbauteil von der Bremsposition in die Freigabeposition zurückgestellt.
Vorzugsweise definiert der Gehäuseabschnitt einen ringförmigen Aufnahmeraum, welcher zur Aufnahme der Bremseinheit und optional der Betätigungseinheit dient. Der Gehäuseabschnitt kann hierzu beispielsweise topfförmig oder glockenförmig ausgestaltet sein. Der Aufnahmeraum kann in einer axialen Richtung durch einen Gehäusedeckel verschlossen sein. Im Speziellen kann die Betätigungseinheit in oder an dem Gehäusedeckel festgelegt sein. Des Weiteren kann die Bremsanordnung einen rohrförmigen Radträger zur Aufnahme von mindestens einem Radlager aufweisen. Insbesondere ist der Radträger drehfest mit dem Gehäuseabschnitt und/oder dem Gehäusedeckel verbunden. Bevorzugt ist der Radträger durch die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle geführt und koaxial und/oder konzentrisch zu dieser angeordnet. Eine mit dem Fahrzeugrad drehverbundene Stützwelle kann durch den Radträger geführt und über das mindestens eine Radlager radial an diesem abgestützt sein.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der rotierende Bremspartner über eine Formschlussverbindung in Umlaufrichtung drehfest und in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse verschiebbar mit der Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere ist durch die Formschlussverbindung in axialer Richtung der Bremspartner relativ zu der Antriebswelle geradgeführt und in Umlaufrichtung ein Formschluss gebildet. Insbesondere ist die Formschlussverbindung unmittelbar oder mittelbar zwischen der Antriebswelle und dem rotierenden Bremspartner gebildet. Bevorzugt ist die Formschlussverbindung durch eine Steckverzahnung gebildet, welche sich axial in Bezug auf die Hauptdrehachse erstreckt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der durch die Formschlussverbindung ermöglichten axialen Verschiebung des rotierenden Bremspartners, ein gewisses Axialspiel in der Bremseinheit ausgeglichen werden kann. Somit können axiale Schwankungen der Antriebswelle ausgeglichen werden. Insbesondere bei der Bildung der Getriebestufe durch den Zahnradabschnitt der Antriebswelle können die axialen Schwankungen der Antriebswelle zu Rupf- und/oder Regelungsproblemen in der Getriebestufe führen, welche durch die Formschlussverbindung eliminiert werden können.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der feststehende Bremspartner eine bewegliche Anpressplatte und eine stationäre Anpressplatte aufweist, wobei die bewegliche Anpressplatte relativ zu dem Gehäuseabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse verschiebbar ist und die stationäre Anpressplatte fest an dem Gehäuseabschnitt fixiert ist. Insbesondere sind die beiden Anpressplatten jeweils als eine die Hauptdrehachse umlaufende Ringscheibe ausgebildet. Bevorzugt sind die beiden Anpressplatten in Bezug auf die Hauptdrehachse koaxial zueinander in dem Aufnahmeraum des Gehäuseabschnitts angeordnet. Vorzugsweise sind die bewegliche und die stationäre Anpressplatte drehfest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Insbesondere ist das Übertragungsbauteil an der beweglichen Anpressplatte abgestützt und/oder abstützbar.
Gemäß dieser Ausführungsform weist der rotierende Bremspartner eine zwischen den beiden Anpressplatten angeordnete Bremsscheibe auf. Insbesondere bildet die Bremsscheibe einen Metallpartner und die beiden Anpressplatten jeweils einen Reibpartner. Alternativ kann jedoch auch die Bremsscheibe einen Reibpartner und die beiden Anpressplatten jeweils einen Metallpartner bilden. Vorzugsweise ist die Bremsscheibe als eine weitere koaxial zur Hauptdrehachse angeordnet Ringscheibe ausgebildet. Bei dem Bremsvorgang wird die bewegliche Anpressplatte durch das Übertragungsbauteil axial verschoben, wobei die Bremsscheibe reibschlüssig zwischen den beiden Anpressplatten zusammengepresst wird, sodass das Bremsmoment erzeugt und auf die Antriebswelle übertragen wird.
In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe einen ringförmigen Mitnahmeabschnitt aufweist, welcher fest mit der Bremsscheibe verbunden ist. Insbesondere ist der Mitnahmeabschnitt unmittelbar an die Bremsscheibe angeformt und/oder einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt, mit der Bremsscheibe verbunden. Alternativ kann der Mitnahmeabschnitt jedoch auch als ein separates Bauteil ausgebildet und formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Bremsscheibe verbunden sein.
Gemäß dieser Ausführungsform weist die Antriebswelle an ihrem Außenumfang eine Mitnahmekontur und der Mitnahmeabschnitt an seinem Innenumfang eine entsprechende Mitnahmegegenkontur auf, sodass die Formschlussverbindung unmittelbar zwischen dem Mitnahmeabschnitt und der Antriebswelle gebildet ist. Insbesondere ist die Mitnahmekontur durch mehrere in Umlaufrichtung gleichmäßig verteilte und in axialer Richtung erstreckende Erhebungen und/oder Vertiefungen gebildet. Vorzugsweise ist die Mitnahmekontur als eine in den Außenumfang eingebrachte oder an den Außenumfang angeformte Geradverzahnung ausgebildet. Bevorzugt bildet die Mitnahmegegenkontur eine Negativkontur zu der Mitnahmekontur und steht mit dieser derart in Eingriff, sodass der Formschluss in Umlaufrichtung gebildet ist.
Somit wird eine Bremsscheibe vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders robusten Aufbau auszeichnet und in axialer Richtung von der Antriebswelle entkoppelt ist.
In einer alternativen Konkretisierung ist vorgesehen, dass der rotierende Bremspartner ein ringförmiges Mitnahmebauteil aufweist, wobei das Mitnahmebauteil fest mit der Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere ist das Mitnahmebauteil in der Form eines Innenlamellenträgers ausgebildet. Das Mitnamebauteil kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Antriebswelle verbunden sein. Beispielsweise ist das Mitnahmebauteil innerhalb des Aufnahmeraums stirnseitig an die Antriebswelle angeschraubt. Das Mitnahmebauteil weist dabei an seinem Außenumfang die Mitnahmekontur - wie diese bereits zuvor beschrieben wurde - auf und die Bremsscheibe weist an ihrem Innenumfang die entsprechende Mitnahmegegenkontur - wie diese bereits zuvor beschrieben wurde - auf, sodass die Formschlussverbindung zwischen dem Mitnahmebauteil und der Bremsscheibe gebildet ist.
Somit wird eine Bremsscheibe vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache Montage auszeichnet und in axialer Richtung von der Antriebswelle entkoppelt ist.
In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die stationäre Anpressplatte formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist. Bevorzugt ist die stationäre Anpressplatte lösbar mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Insbesondere weist die stationäre Anpressplatte eine Formschlusskontur und der Gehäuseabschnitt eine entsprechende Formschlussgegenkonturen auf, welche formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander in Eingriff stehen. Optional kann eine Stützfeder vorgesehen sein, welche sich einerseits an der stationären Anpressplatte und andererseits an dem Gehäuseabschnitt, insbesondere einem an den Gehäuseabschnitt angeformten Stützring, abstützt. Die Stützfeder beaufschlagt dabei die stationäre Anpressplatte mit einer Stützkraft, wodurch die stationäre Anpressplatte mit ihrer Formschlusskontur spielfrei und/oder verliersicher in der Formschlussgegenkontur gehalten ist. Beispielsweise ist die Stützfeder als ein Sprengring oder eine Tellerfeder ausgebildet. Alternativ oder optional ergänzend kann die stationäre Anpressplatte über ein oder mehrere Befestigungsmittel mit dem Gehäuseabschnitt verbunden sein. Beispielsweise kann die stationäre Anpressplatte über ein Schraub- oder Spannstiftverbindung an dem Gehäuseabschnitt fixiert sein.
Somit wird eine stationäre Anpressplatte vorgeschlagen, welche in einfacher Weise drehfest und zugleich verliersicher mit dem Gehäuseabschnitt verbunden werden kann, wobei zugleich jederzeit eine einfache Demontage gewährleistet ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der feststehende Bremspartner ein Trägerbauteil aufweist, wobei das Trägerbauteil fest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist. Insbesondere ist das Trägerbauteil in der Form eines Außenlamellenträgers ausgebildet. Das Trägerbauteil kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt verbunden sein. Beispielsweise ist das Trägerbauteil innerhalb des Aufnahmeraums an eine Wandung des Gehäuseabschnitts angeschraubt.
Gemäß dieser Ausgestaltung weist das Trägerbauteil, insbesondere an seinem Innenumfang, eine Haltekontur und die bewegliche und/oder die stationäre Anpressplatte, insbesondere an ihrem Außenumfang, eine entsprechende Haltegegenkontur auf, welche zur Bildung einer Verdrehsicherung miteinander in Eingriff stehen. Insbesondere ist die Haltekontur, ähnlich der Mitnahmekontur, durch mehrere in Umlaufrichtung gleichmäßig verteilte und in axialer Richtung erstreckende Erhebungen und/oder Vertiefungen gebildet. Vorzugsweise ist die Haltekontur als eine in den Innenumfang eingebrachte oder an den Innenumfang angeformte Geradverzahnung ausgebildet. Bevorzugt bildet die Haltegegenkontur eine Negativkontur zu der Haltekontur und steht mit dieser derart in Eingriff, sodass ein Formschluss in Umlaufrichtung gebildet ist.
Durch das Trägerbauteil wird eine zusätzliche Momentsicherung für die bewegliche und/oder die stationäre Anpressplatte vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache und bauraumsparende Ausgestaltung auszeichnet.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremsanordnung eine Rückstellfedereinrichtung aufweist, welche zur Beaufschlagung der beweglichen Anpressplatte mit einer Rückstellkraft ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Rückstellfedereinrichtung zur Rückstellung der beweglichen Anpressplatte und somit des Übertragungsbauteils von der Bremsposition in die Freigabeposition. Die bewegliche Anpressplatte ist über die Rückstellfedereinrichtung drehfest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Bevorzugt ist die Rückstellfedereinrichtung axial zwischen dem Gehäuseabschnitt und der beweglichen Anpressplatte angeordnet bzw. an diesen abgestützt. Die Rückstellfedereinrichtung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt und/oder der beweglichen Anpressplatte drehfest verbunden sein. Beispielsweise kann die Rückstellfedereinrichtung über eine Schraub-, Niet oder Pressverbindung mit dem Gehäuseabschnitt und/oder der beweglichen Anpressplatte verbunden sein.
Die Rückstellfedereinrichtung kann mindestens oder genau eine Feder, vorzugsweise eine Wellfeder, Tellerfeder, Blattfeder, Zug- oder Druckfeder aufweisen. Insbesondere weist die Rückstellfedereinrichtung mehrere der Federn auf, welche hintereinander angeordnet ein Wellfeder-, Tellerfeder-, Druck- oder Zugfederpaket bilden. Alternativ weist die Rückstellfedereinrichtung mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Blattfedern auf. Die Blattfedern sind dabei auf einem gemeinsamen Teilkreis um die Hauptdrehachse gleichmäßig verteilt angeordnet. Beispielsweise ist die Rückstellfedereinrichtung durch genau drei um jeweils 120 Grad zueinander versetzte Blattfedern gebildet. Vorzugsweise sind die Blattfedern derart ausgelegt und/oder montiert, sodass die Blattfedern sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn eine Momentabstützung ermöglichen, sodass die Bremseinheit im Vorwärts- und im Rückwärtsgang nutzbar ist.
Es wird somit eine Bremseinheit vorgeschlagen, welche sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet. Durch die Rückstellfedereinrichtung wird gewährleistet, dass die bewegliche Anpressplatte in der Freigabeposition des Übertragungsbauteils vollständig von der Bremsscheibe getrennt ist. Durch die Rückstellfedereinrichtung erfährt die bewegliche Anpressplatte sowohl eine verschleißfreie Momentabstützung als auch die Rückstellkraft, die dazu dient, die Bremseinheit immer wieder zu lösen wenn die Bremskraft nicht anliegt.
In einer weiteren Konkretisierung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit mindestens oder genau zwei Bremszylinder aufweist, welcher zur Übertragung der Bremskraft auf das Übertragungsbauteil ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Bremszylinder sind dabei auf einem gemeinsamen Teilkreis gleichmäßig verteilt, insbesondere diametral einander gegenüberliegend, angeordnet. Bevorzugt weist jeder der Bremszylinder ein Kolbengehäuse sowie einen in dem Kolbengehäuse axial verlagerbaren Kolben auf. Besonders bevorzugt sind die Kolbengehäuse an oder in dem Gehäusedeckel festgelegt. Im Speziellen weist die Betätigungseinheit mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Bremszylinder auf, welche in Umlaufrichtung verteilt auf dem Teilkreis angeordnet sind.
Gemäß dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Betätigungseinheit einen wellenförmigen Zwischenring aufweist, welche zur Verteilung der Bremskraft auf das Übertragungsbauteil ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Bremszylinder sind dabei gemeinsam über den Zwischenring an dem Übertragungsbauteil abgestützt. Dabei liegen die Bremszylinder jeweils in einem Übertragungsbereich an dem Zwischenring an, wobei der wellenförmige Zwischenring wiederum in Umlaufrichtung in mehreren voneinander beabstandeten Kontaktbereichen an dem Übertragungsbauteil anliegt. Insbesondere liegt jeder der Übertragungsbereiche jeweils zwischen zwei benachbarten Kontaktbereichen. Insbesondere ist das Übertragungsbauteil als ein Drucktopf ausgebildet, wobei der Zwischenring an einem radial nach innen gerichteten Kragen des Trucktopfs anliegt. Vorzugsweise liegt der Zwischenring über mindestens oder genau drei Kontaktbereiche an dem Übertragungsbauteil an, sodass der Zwischenring in einer stabilen Lage an dem Übertragungsbauteil anliegt. Aufgrund der welligen Geometrie sind in Umlaufrichtung mehrere Spalten zwischen den einzelnen Kontaktbereichen gebildet, wobei der Zwischenring und das Übertragungsbauteil im Bereich der Spalten voneinander beabstandet sind. Während der Betätigung stützen sich die Kolben in den Übertragungsbereichen an dem welligen Zwischenring ab, wobei der Zwischenring elastisch verformt wird und sich die Spalten bei steigender Bremskraft verkleinern. Dabei wird die Bremskraft bei einer Betätigung der Betätigungseinheit auf die mehreren Kontaktbereiche verteilt in das Übertragungsbauteil eingeleitet. Dadurch können die durch die Bremskraft erzeugten Spannungen auf die Kontaktbereiche verteilt werden, sodass in Umlaufrichtung eine gleichmäßige Spannungsverteilung umgesetzt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb mit der Bremsanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere dient der Radnabenantrieb zum Bremsen und zum Antrieb des Fahrzeugrades. Vorzugsweise ist der Radnabentrieb radial innerhalb einer Felge des Fahrzeugrads angeordnet.
Bevorzugt bilden der Radnabenantrieb und das Fahrzeugrad zusammen ein sogenanntes „E-Wheel“.
Der Radnabenantrieb weist eine elektrische Antriebseinheit auf, welche zur Erzeugung eines Antriebsmoments ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die elektrische Antriebseinheit als ein Elektromotor ausgebildet. Der Radnabenantrieb weist eine Getriebeeinheit auf, welche zur Übersetzung des Antriebsmoments ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Getriebeeinheit als ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe oder ein Stirnradgetriebe, ausgebildet. Die Antriebswelle ist dabei antriebstechnisch mit der elektrischen Antriebseinheit und/oder getriebetechnisch mit der Getriebeeinheit verbunden. Bevorzugt ist der Elektromotor, insbesondere ein Rotor, zur antriebstechnischen Anbindung unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden. Bevorzugt ist die Getriebeeinheit, insbesondere ein Getrieberad, zur getriebetechnischen Anbindung unmittelbar mit der Antriebswelle, insbesondere dem Zahnradabschnitt, wirkverbunden. Insbesondere ist die mindestens eine Getriebestufe zwischen dem Zahnradabschnitt und dem Getrieberad gebildet. Besonders bevorzugt bildet die Antriebswelle einen Antrieb und das Fahrzeugrad einen Abtrieb der Getriebeeinheit. Beispielsweise bildet die Antriebswelle mit dem Zahnradabschnitt ein Sonnenrad für die als Planetengetriebe ausgebildete Getriebeeinheit, wobei der Zahnradabschnitt hierzu mit mehreren Planetenrädern in Eingriff steht.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Radnabenantrieb für ein Fahrzeugrad eines Fahrzeugs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Bremsanordnung des Radnabenantriebs aus 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
3 einen Teil einer Betätigungseinheit der Bremsanordnung aus 1 in einer perspektivischen Darstellung;
4 in einer schematischen Schnittdarstellung eine alternative Ausgestaltung der Bremsanordnung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Radnabenantrieb 1 für ein Fahrzeugrad 2 eines Fahrzeugs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise ist das Fahrzeug als ein Elektromobil oder ein Elektroauto ausgebildet. Der Radnabenantrieb 1 dient dabei zum Antrieb und zum Bremsen des Fahrzeugrads 2. Beispielsweise weist das Fahrzeug mindesten zwei, vorzugsweise genau vier, Fahrzeugräder, welche über einen separaten Radnabenantrieb angetrieben bzw. abgebremst werden können.
Das Fahrzeugrad 2 weist eine Radfelge 3 sowie einen auf der Radfelge 3 angeordneten Reifen 4 auf, wobei der Radnabenantrieb 1 radial innerhalb der Radfelge 3 angeordnet und mit dieser wirkverbunden ist. In einem Fahrbetrieb wird die Radfelge 3 durch den Radnabenantrieb 1 angetrieben, wobei die Radfelge 3 um eine Hauptdrehachse H rotiert.
Hierzu weist der Radnabenantrieb 1 eine Antriebseinheit 5, schematisch angedeutet, auf, welche zur Übertragung eines Antriebsmoments auf die Radfelge 3 mit einer Antriebswelle 6 antriebstechnisch verbunden ist. Die Antriebswelle 6 ist als eine Hohlwelle ausgebildet, welche koaxial zu der Hauptdrehachse H angeordnet ist. Beispielsweise ist die Antriebseinheit 5 als ein Elektromotor ausgebildet, wobei zur Übertragung des Antriebsmoments z.B. ein Rotor, nicht dargestellt, drehfest mit der Antriebswelle 6 verbunden ist.
Der Radnabenantrieb 1 weist zudem eine Getriebeeinheit 7, schematisch angedeutet, auf, welche zur Übersetzung des Antriebsmoments von der Antriebseinheit 5 auf die Radfelge 3 dient. Dabei bildet die Antriebswelle 6 einen Eingang in die Getriebeeinheit 7 und die Radfelge 3 einen Ausgang aus der Getriebeeinheit 7. Die Antriebswelle 6 weist dabei endseitig einen Zahnradabschnitt 8 zur Bildung einer Getriebestufe mit einem Getrieberad, nicht dargestellt, der Getriebeeinheit 7 auf, wobei die Antriebswelle 6 zu Bildung des Zahnradabschnitts 8 endseitig an ihrem Außenumfang eine Verzahnung, z.B. eine Schrägverzahnung, trägt. Beispielsweise ist die Getriebeeinheit 7 als ein Planetengetriebe ausgebildet, wobei der Zahnradabschnitt 8 ein Sonnenrad für das Planetengetriebe bildet. Ein Momentenpfad des Antriebsmoments verläuft somit von der Antriebseinheit 5 über die Antriebswelle 6 und die Getriebeeinheit 7 auf das Fahrzeugrad 2.
Ferner weist der Radnabenantrieb 1 eine Bremsanordnung 9 auf, wobei die Bremsanordnung 9 zur Übertragung eines Bremsmoments auf die Antriebswelle 6 dient. Die Bremsanordnung 9, die Antriebseinheit 5 und die Getriebeeinheit 7 sind in Bezug auf die Hauptdrehachse H koaxial hintereinander angeordnet, wobei die Antriebswelle 6 in axialer Richtung abschnittsweise durch die Getriebeeinheit 7, die Antriebseinheit 5 und die Bremsanordnung 9 geführt ist.
Die Bremsanordnung 9 weist eine Bremseinheit 10 zur Erzeugung des Bremsmoments sowie einen Gehäuseabschnitt 11 auf, wobei die Bremseinheit 10 innerhalb des Gehäuseabschnitts 11 in einem Aufnahmeraum 12 aufgenommen ist. Beispielsweise dient die Bremseinheit 12 als Betriebsbremse, kann aber auch sowohl als Feststellbremse als auch als Notbremse dienen. Der Gehäuseabschnitt 11 ist beispielsweise topfförmig ausgebildet, wobei der Aufnahmeraum 12 in einer axialen Richtung AR geöffnet und in einer axialen Gegenrichtung GR durch eine Trennwand 13 gegenüber der Antriebseinheit 5 begrenzt ist. Die Bremseinheit 10 und die Antriebseinheit 5 sind somit durch die Trennwand 13 räumlich voneinander getrennt. Beispielsweise kann der Gehäuseabschnitt 11 zugleich einen Teil eines Antriebsgehäuses bilden, welches zur Aufnahme der Antriebseinheit 5 dient.
Zur Führung der Antriebswelle 6 in den Aufnahmeraum 12 weist die Trennwand 13 eine zentrale Öffnung 14 auf, wobei die Antriebswelle 6 über eine Lagereinrichtung 15 an einem Innenumfang der Öffnung 14 drehbar gelagert ist. Beispielsweise ist die Lagereinrichtung 15 als ein Kugellager ausgebildet.
Die Bremseinheit 10 weist einen feststehenden Bremspartner 16 und einen rotierenden Bremspartner 17 auf, wobei der feststehende Bremspartner 16 drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 11 und der rotierende Bremspartner 17 drehfest mit der Antriebswelle 6 verbunden ist. Der feststehende Bremspartner 16 weist eine bewegliche und eine stationäre Anpressplatte 18, 19 auf, wobei die beiden Anpressplatten 18, 19 jeweils als eine die Hauptdrehachse H umlaufende Ringscheibe ausgebildet sind. Beispielweise umfassen die beiden Anpressplatten 18, 19 jeweils einen Belagsträger und einen Bremsbelag, welcher auf dem Belagsträger angeordnet ist. Somit bilden die beiden Anpressplatten 18, 19 den reibenden Partner der Bremseinheit 10. Der rotierende Bremspartner 17 weist eine die Hauptdrehachse H umlaufende Bremsscheibe 20 auf, welche axial zwischen den beiden Anpressplatten 18, 19 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Bremsscheibe 20 als eine innenbelüftete Metallscheibe ausgebildet. Somit bildet die Bremsscheibe 20 den metallischen Partner der Bremseinheit 10.
Die bewegliche Anpressplatte 18 ist in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse H verschiebbar und in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse H drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 11 verbunden. Die bewegliche Anpressplatte 18 muss immer wieder rückgestellt werden, sodass gewährleistet wird, dass die Bremsbeläge der beiden Anpressplatten 18, 19 von der Bremsscheibe 20 getrennt werden. Hierzu weist die Bremsanordnung 9 eine Rückstellfedereinrichtung 21 auf, welche die bewegliche Anpressplatte 18 in der axialen Richtung AR mit einer Rückstellkraft F1 beaufschlagt. Die bewegliche Anpressplatte 18 ist über die Rückstellfedereinrichtung 21 drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 11 verbunden. Die Rückstellfedereinrichtung 21 ist hierbei einerseits auf einer Außenseite des Belagträgers der beweglichen Anpressplatte 18 angebracht und andererseits mit dem Gehäuse 11 verbunden. Somit ist die bewegliche Anpressplatte 18 axial verschiebbar und trotzdem über die Rückstellfedereinrichtung 21 in Umlaufrichtung gegen ein Verdrehen gesichert, sodass ein Moment in Umlaufrichtung übertragen werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rückstellfedereinrichtung 21 durch eine Wellfederpaket mit mehreren hintereinander angeordneten Wellfedern gebildet. Alternativ kann Rückstellfedereinrichtung 21 durch eine Blattfederanordnung mit beispielsweise drei um den Umfang um 120 Grad verteilte Blattfedern gebildet sein. Dabei muss die Blattfederanordnung in beide Drehrichtungen ein Moment übertragen, ohne dass die Blattfedern dabei geknickt werden.
Die stationäre Anpressplatte 19 ist direkt an dem Gehäuseabschnitt 11 fixiert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die stationäre Anpressplatte 19 über eine formschlüssige Verbindung an dem Gehäuseabschnitt 11 positioniert und gegen Verdrehen gesichert. Hierzu weist die stationäre Anpressplatte 19 eine Formschlusskontur 22 und der Gehäuseabschnitt 11 eine entsprechende Formschlussgegenkonturen 23 auf, wobei die Formschlusskontur 22 und die Formschlussgegenkonturen 23 formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. Beispielsweise ist die Formschlusskontur 22 durch mehrere in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse H verteilte zylindrische Prägekonturen und die Formschlussgegenkontur 22 durch mehrere entsprechend in Umlaufrichtung verteilte Bohrungen gebildet.
Der feststehende Bremspartner 16 weist eine Stützfeder 24 auf, wobei die Stützfeder 24 in der axialen Richtung AR an einem an den Gehäuseabschnitt 11 angeformten Stützring 25 und in der axialen Gegenrichtung GR an der stationäre Anpressplatte 19 abgestützt ist. Die Stützfeder 24 beaufschlagt dabei die stationäre Anpressplatte 19 in der axialen Gegenrichtung GR mit einer Stützkraft F2, sodass die stationäre Anpressplatte 19 spielfrei an dem Gehäuseabschnitt 11 montiert ist, um Geräusche zu vermeiden. Beispielsweise ist die Stützfeder 24 als ein Sprengring ausgebildet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Bremsscheibe 20 einen ringförmigen Mitnahmeabschnitt 26 auf, welcher sich radial nach innen gerichtet an die Bremsscheibe 20 anschließt. Der Mitnahmeabschnitt 26 und die Bremsscheibe 20 sind beispielsweise einstückig aus einem gemeinsamen Guss und/oder einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt. Der Mitnahmeabschnitt 26 und die Antriebswelle 6 sind über eine Formschlussverbindung 27 in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse H drehfest miteinander verbunden und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar. Somit wird eine Scheibenbremse vorgeschlagen, welche sich durch die axial bewegliche Bremsscheibe 20 auszeichnet.
Bei einer Ausgestaltung der Getriebeeinheit 7 als Planetengetriebe, kann eine axiale Schwankung der Antriebswelle 6 bzw. dem Zahnradabschnitt 8 zu Rupf- und Regelungsproblemen der Getriebeeinheit 7 führen. Dieses Problem kann durch die axial verschiebbare Bremsscheibe 20 aufgehoben werden.
Die Bremsanordnung 9 weist eine Betätigungseinheit 28 auf, welche zur Betätigung der Bremseinheit 10 dient. Die Betätigungseinheit 28 weist hierzu mindestens einen hydraulisch betätigbaren Bremszylinder 29 auf, welcher im Groben durch ein zylindrisches Kolbengehäuse 30a sowie einem in dem Kolbengehäuse 30a axial verlagerbaren Kolben 30b gebildet ist. Zudem weist die Betätigungseinheit 28 ein als Drucktopf ausgebildetes Übertragungsbauteil 31 auf, welches innerhalb des Aufnahmeraums 12 zwischen einer Freigabeposition FP und einer Bremsposition BP axial verschiebbar ist. Das Übertragungsbauteil 31 ist auf einer Seite mit dem Bremszylinder 29, insbesondere dem Kolben 30b, wirkverbunden und auf der anderen Seite an der beweglichen Anpressplatte 18 abgestützt und/oder abstützbar.
Die Bremsanordnung 9 weist einen Rampenmechanismus 32 auf, welcher zur Einstellung eines Luftspiels zwischen dem Übertragungsbauteil 31 und der beweglichen Anpressplatte 18 dient. Der Rampenmechanismus 32 ist innerhalb des Aufnahmeraums 12 angeordnet und bildet einen Anschlag für das Übertragungsbauteil 31 in der axialen Richtung AR. Beispielsweise ist der Rampenmechanismus 32 durch zwei gegeneinander verdrehbare Ringe gebildet, welche über eine rampenähnliche Kontur miteinander in Eingriff stehen.
Ferner weist die Bremsanordnung 9 einen Gehäusedeckel 33 für den Gehäuseabschnitt 11 auf, wobei der Gehäusedeckel 33 den Aufnahmeraum 12 in der axialen Richtung AR abschließt. Der Gehäusedeckel 33 ist beispielsweise stirnseitig an den Gehäuseabschnitt 11 angeschraubt, wobei die Betätigungseinheit 28, insbesondere der mindestens eine Bremszylinder 29, und/oder der Rampenmechanismus 32 an dem Gehäusedeckel 33 festgelegt sind.
Zudem weist die Bremsanordnung 11 einen als Hohlwelle ausgebildeten Radträger 34 auf, wobei das Fahrzeugrad 2 an dem Radträger 34 drehbar abgestützt ist. Hierzu weist das Fahrzeugrad 2 eine Stützwelle 35, schematisch angedeutet, auf, wobei die Stützwelle 35 koaxial durch den Radträger 34 geführt und über mindestens eine Radlager 36, schematisch angedeutet, an einem Innenumfang des Radträgers 34 abgestützt ist. Der Radträger 34 ist wiederum koaxial durch die Antriebswelle 6 geführt und in der axialen Richtung AR drehfest an dem Gehäusedeckel 33 festgelegt.
In einem Fahrbetrieb treibt die Antriebseinheit 5 die Antriebswelle 6 an, wobei das Antriebsmoment über die Getriebeeinheit 7 auf das Fahrzeugrad 2 übersetzt wird. Das Fahrzeugrad 2 wird somit um die Hauptdrehachse H angetrieben, wobei die Stützwelle 35 relativ zu dem Radträger 34 um die Hauptdrehachse H rotiert. Zum Abbremsen des Fahrzeugrads 2 wird die Bremseinheit 10 durch die Betätigungseinheit 28 betätigt bzw. mit der Bremskraft F3 beaufschlagt. Hierzu wird das Übertragungsbauteil 31 durch die Betätigungseinheit 28 von der Freigabeposition FP in die Bremsposition BP überführt. Dabei wird die Bremskraft F3 über die bewegliche Anpressplatte 18 auf die Bremsscheibe 20 übertragen, wodurch die Bremsscheibe 20 axial verschoben und zwischen den beiden Anpressplatten 18, 19 zusammengepresst wird. Das dadurch erzeugte Bremsmoment wird über die Antriebswelle 6 und die Getriebeeinheit 7 auf das Fahrzeugrad 2 übertragen, sodass das Fahrzeugrad 2 abgebremst wird. Zur Freigabe des Fahrzeugrades 2 wird die Betätigungseinheit 28 deaktiviert, wobei die Rückstellfedereinrichtung 21 das Übertragungsbauteil 31 selbsttätig in die Freigabeposition FP zurückstellt und die Bremseinheit 12 geöffnet wird.
2 zeigt die Bremsanordnung 11 aus 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die Antriebswelle 6 weist an ihrem Außenumfang eine Mitnahmekontur 37 auf und der Mitnahmeabschnitt 26 weist an seinem Innenumfang eine entsprechende Mitnahmegegenkontur 38 auf, wobei die Mitnahmekontur 37 und die Mitnahmegegenkontur 38 zur Bildung der Formschlussverbindung 27 miteinander in Eingriff stehen. Dabei ist die Formschlussverbindung 27 durch eine Steckverzahnung gebildet, wobei die Mitnahmekontur 37 und die Mitnahmegegenkontur 38 hierzu jeweils durch axial erstreckende und in Umlaufrichtung abwechselnd angeordnete Nuten und Stege gebildet sind.
3 zeigt einen Teil der Betätigungseinheit 28 in einer perspektivischen Darstellung, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Betätigungseinheit 28 durch zwei Bremszylinder 29 gebildet ist, deren Kolben 30b jeweils diametral einander gegenüberliegend auf das Übertragungsbauteil 31 einwirken.
Die Betätigungseinheit 28 weist einen welligen Zwischenring 39 auf, welcher die durch die beiden Kolben 30b eingeleitete Bremskraft F3 auf das Übertragungsbauteil 31 überträgt. Hierzu liegen die beiden Kolben 30b in einem Übertragungsbereich 40 an einer Vorderseite des Zwischenrings 39 an, wobei der Zwischenring 39 mit seiner Rückseite an einem radial nach innen gerichteten Kragen des Übertragungsbauteils 31 in vier voneinander beabstandeten Kontaktbereichen 41 anliegt. Zwischen den jeweiligen Kontaktbereichen 41 ist der Zwischenring 39 über einen Spalt beabstandet zu dem Übertragungsbauteil 31 angeordnet. Die beiden Übertragungsbereiche 40 sind in Umlaufrichtung jeweils zwischen zwei benachbarten Kontaktbereichen 41 angeordnet.
Bei einer Übertragung der Bremskraft F3 wirken die beiden Kolben 30b gleichzeitig auf den Zwischenring 39 ein, wobei sich die Spalte zwischen dem Zwischenring 39 und dem Übertragungsbauteil 31 verkleinern und der Zwischenring 39 wie eine Feder wirkt. Die auf den Zwischenring 39 wirkende Bremskraft F3 wird dabei auf die vier Kontaktbereiche 41 verteilt, wobei zudem ein Teil der Bremskraft F3 durch die elastische Verformung des Zwischenringes 39 aufgenommen wird. Dadurch werden die Spannungen an den Kontaktbereichen 41 verteilt, sodass eine um den Umfang optimale Spannungsverteilung erfolgt.
4 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine alternative Ausführungsform der Bremsanordnung 9 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei hier lediglich die für die Erfindung relevanten Bauteile beschrieben wurden.
Die rotierende Bremseinheit 17 weist anstatt des Mitnahmeabschnitts 26, wie in 1 beschrieben, eine separates Mitnahmebauteil 42 auf, welches stirnseitig an die Antriebswelle 6 über mehrere Befestigungsmittel 43, z.B. Schrauben, angeschraubt ist. Das Mitnahmebauteil 42 ist beispielsweise als ein Innenlamellenträger ausgebildet, welcher an seinem Außenumfang die Mitnahmekontur 37 trägt. Die Bremsscheibe 20 weist dabei direkt an ihrem Innumfang die Mitnahmegegenkontur 38 auf, sodass die Formschlussverbindung 27 hier zwischen dem Mitnahmebauteil 42 und der Bremsscheibe 20 gebildet ist.
Ferner weist die feststehende Bremseinheit 16 ein Trägerbauteil 44 auf, welches über weitere Befestigungsmittel 45, z.B. Schrauben, an den Gehäuseabschnitt 11, insbesondere an die Trennwand 13, angeschraubt ist. Das Trägerbauteil 44 ist als ein Außenlamellenträger ausgebildet, welcher an seinem Innenumfang eine Haltekontur 46 aufweist. Die beiden Anpressplatten 18, 19 weisen jeweils an ihrem Außenumfang eine Haltegegenkontur 47 auf und stehen mit dieser zur Bildung einer Verdrehsicherung mit der Haltekontur 46 in Eingriff. Die beiden Anpressplatten 18, 19 sind somit in Umlaufrichtung drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 11 verbunden, wobei die bewegliche Anpressplatte 18 zugleich über die Haltekontur 46 in axialer Richtung geradgeführt ist.
Bezugszeichenliste

1: Radnabenantrieb
2: Fahrzeugrad
3: Radfelge
4: Reifen
5: Antriebseinheit
6: Antriebswelle
7: Getriebeeinheit
8: Zahnradabschnitt
9: Bremsanordnung
10: Bremseinheit
11: Gehäuseabschnitt
12: Aufnahmeraum
13: Trennwand
14: Öffnung
15: Lagereinrichtung
16: feststehender Bremsabschnitt
17: rotierender Bremsabschnitt
18: bewegliche Anpressplatte
19: stationäre Anpressplatte
20: Bremsscheibe
21: Rückstellfedereinrichtung
22: Formschlusskontur
23: Formschlussgegenkontur
24: Stützfeder
25: Stützring
26: Mitnahmeabschnitt
27: Formschlussverbindung
28: Betätigungseinheit
29: Bremszylinder
30a: Kolbengehäuse
30b: Kolben
31: Übertragungsbauteil
32: Rampenmechanismus
33: Gehäusedeckel
34: Radträger
35: Stützwelle
36: Radlager
37: Mitnahmekontur
38: Mitnahmegegenkontur
39: Zwischenring
40: Übertragungsbereiche
41: Kontaktbereiche
42: Mitnahmebauteil
43: Befestigungsmittel
44: Trägerbauteil
45: weitere Befestigungsmittel
46: Haltekontur
47: Haltegegenkontur
H: Hauptdrehachse
AR: axiale Richtung
GR: axiale Gegenrichtung
FP: Freigabeposition
BP: Bremsposition
F1: Rückstellkraft
F2: Stützkraft
F3: Bremskraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2109372 A1 [0003]

Claims

Bremsanordnung (9) für einen Radnabenantrieb (1) eines Fahrzeugs mit einem Gehäuseabschnitt (11) zur Festlegung an einem Fahrzeugrahmen, mit einer Antriebswelle (6) zur Übertragung eines Antriebsmoments auf ein Fahrzeugrad, wobei die Antriebswelle (6) in den Gehäuseabschnitt (11) geführt und relativ zu dem Gehäuseabschnitt (11) um eine Hauptdrehachse (H) verdrehbar ist, mit einer Bremseinheit (10) zur Erzeugung eines Bremsmoments, wobei die Bremseinheit (10) einen feststehenden Bremspartner (16) und einen rotierenden Bremspartner (17) aufweist, wobei der feststehende Bremspartner (16) mit dem Gehäuseabschnitt (11) und der rotierende Bremspartner (17) mit der Antriebswelle (6) verbunden ist, mit einer Betätigungseinheit (28) zur Übertragung einer Bremskraft (F3) auf die Bremseinheit (10), wobei die Betätigungseinheit (10) ein Übertragungsbauteil (31) aufweist, wobei das Übertragungsbauteil (31) zwischen einer Bremsposition (BP) und einer Freigabeposition (FP) bewegbar ist, wobei in der Bremsposition (BP) ein Reibschluss zwischen den beiden Bremspartnern (16, 17) erzeugt ist, sodass das Bremsmoment auf die Antriebswelle (6) zur Abbremsung des Fahrzeugrades (2) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Bremspartner (17) über eine Formschlussverbindung (27) in Umlaufrichtung drehfest und in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse (H) verschiebbar mit der Antriebswelle (6) verbunden ist.
Bremsanordnung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Bremspartner (16) eine bewegliche Anpressplatte (18) und eine stationäre Anpressplatte (19) aufweist und dass der rotierende Bremspartner (17) eine zwischen den beiden Anpressplatten (18, 19) angeordnete Bremsscheibe (20) aufweist, wobei die bewegliche Anpressplatte (18) relativ zu dem Gehäuseabschnitt (11) in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse (H) verschiebbar ist und wobei die stationäre Anpressplatte (19) fest an dem Gehäuseabschnitt (11) fixiert ist.
Bremsanordnung (9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (20) einen ringförmigen Mitnahmeabschnitt (26) aufweist, wobei der Mitnahmeabschnitt (26) fest mit der Bremsscheibe (20) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (6) an ihrem Außenumfang eine Mitnahmekontur (37) und der Mitnahmeabschnitt (26) an seinem Innenumfang eine entsprechende Mitnahmegegenkontur (38) aufweist, sodass die Formschlussverbindung (27) zwischen dem Mitnahmeabschnitt (26) und der Antriebswelle (6) gebildet ist.
Bremsanordnung (9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Bremspartner (17) ein ringförmiges Mitnahmebauteil (42) aufweist, wobei das Mitnahmebauteil (42) fest mit der Antriebswelle (6) verbunden ist, wobei das Mitnahmebauteil (42) an seinem Außenumfang eine Mitnahmekontur (37) und die Bremsscheibe (20) an ihrem Innenumfang eine entsprechende Mitnahmegegenkontur (38) aufweist, sodass die Formschlussverbindung (27) zwischen dem Mitnahmebauteil (42) und der Bremsscheibe (20) gebildet ist.
Bremsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Anpressplatte (19) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt (11) verbunden ist.
Bremsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Bremspartner (16) ein Trägerbauteil (44) aufweist, wobei das Trägerbauteil (44) fest mit dem Gehäuseabschnitt (11) verbunden ist und wobei das Trägerbauteil (44) eine Haltekontur (46) und die bewegliche und/oder die stationäre Anpressplatte (18, 19) eine entsprechende Haltegegenkontur (47) aufweist, wobei die Haltekontur (46) und die Haltegegenkontur (47) zur Bildung einer Verdrehsicherung miteinander in Eingriff stehen.
Bremsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Rückstellfedereinrichtung (21) zur Beaufschlagung der beweglichen Anpressplatte (18) mit einer Rückstellkraft (F1), wobei die bewegliche Anpressplatte (18) über die Rückstellfedereinrichtung (21) drehfest mit dem Gehäuseabschnitt (11) verbunden ist.
Bremsanordnung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (28) mindestens zwei Bremszylinder (29) zur Übertragung der Bremskraft (F3) auf das Übertragungsbauteil (31) sowie einen wellenförmigen Zwischenring (39) zur Verteilung der Bremskraft (F3) auf das Übertragungsbauteil (31) aufweist.
Bremsanordnung (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremszylinder (29) jeweils in einem Übertragungsbereich (40) an dem Zwischenring (39) anliegen und wobei der Zwischenring (39) in Umlaufrichtung in mehreren voneinander beabstandeten Kontaktbereichen (41) an dem Übertragungsbauteil (31) anliegt, sodass die Bremskraft (F3) bei einer Betätigung der Betätigungseinheit (28) auf die mehreren Kontaktbereiche (41) verteilt in das Übertragungsbauteil (31) eingeleitet wird.
Radnabenantrieb (1) mit der Bremsanordnung (9) dadurch gekennzeichnet, dass der Radnabenantrieb (1) eine elektrische Antriebseinheit (5) zur Erzeugung eines Antriebsmoments sowie eine Getriebeeinheit (7) zur Übersetzung des Antriebsmoments aufweist, wobei die Antriebswelle (6) antriebstechnisch mit der Antriebseinheit (5) und/oder getriebetechnisch mit der Getriebeeinheit (7) verbunden ist.