DE102019134725A1

DE102019134725A1 - Radmodul für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit dem Radmodul

Info

Publication number: DE102019134725A1
Application number: DE102019134725.4A
Authority: DE
Inventors: Doris Maria Wimmer; Philippe Wagner; Simon ORTMANN; Marcel Philipp Mayer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-06-17
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: DE102019134725B4

Abstract

Es wird ein Radmodul 2 für ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrzeugrahmen 5 vorgeschlagen, wobei das Radmodul 2 eine Radgabel 6 zur Befestigung an dem Fahrzeugrahmen 5 umfasst, wobei das Radmodul 2 ein Rad 3 und eine Bremseinheit 12 zum Abbremsen des Rades 3 umfasst, wobei das Radmodul 2 eine Radachse 10 aufweist, wobei das Rad 3 und die Bremseinheit 12 konzentrisch und koaxial auf der Radachse 10 angeordnet sind und wobei die Radgabel 6 die Radachse 10 trägt, wobei die Radachse 10 eine erste Sicherungsschnittstelle 31 zur verdrehgesicherten Anordnung in Bezug auf die Radgabel 6 umfasst und wobei die Bremseinheit 12 eine zweite Sicherungsschnittstelle 32 zur verdrehgesicherten Positionierung in Bezug auf die Radgabel 6 umfasst, wobei die erste Sicherungsschnittstelle 31 und die zweite Sicherungsschnittstelle 32 zur verdrehgesicherten Positionierung der Bremseinheit 12 in Bezug auf die Radgabel 6 zusammenwirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radmodul für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Fahrzeugrahmen aufweist. Das Radmodul umfasst eine Radgabel zur Befestigung an dem Fahrzeugrahmen. Das Radmodul umfasst ein Rad und eine Bremseinheit zum Abbremsen des Rades. Das Radmodul umfasst eine Radachse, wobei das Rad und die Bremseinheit konzentrisch und koaxial auf der Radachse angeordnet sind. Insbesondere umlaufen das Rad und die Bremseinheit die Radachse. Die Radgabel trägt die Radachse. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit dem Radmodul.
Bei Fahrzeugen, z.B. Zweirädern, wie Fahrrädern oder Tretrollern etc., ist es bekannt, Trommelbremsen, Scheibenbremsen oder Backenbremsen zum Abbremsen eines Rades einzusetzen. Diese Bremsen sind zur Verdrehsicherung zumeist an einem Rahmen des Fahrzeugs form- und/oder kraftschlüssig befestigt oder sie stützen sich formschlüssig an einer Radgabel des Fahrzeugs ab.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radmodul für ein Fahrzeug mit einem Rad und mit einer Bremseinheit zum Abbremsen des Rades vorzuschlagen, wobei die Bremseinheit auf einfache und kosteneinsparende Weise in dem Radmodul verdrehgesichert ist. Diese Aufgabe wird durch ein Radmodul für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit dem Radmodul 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 ein Radmodul, welches für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugrahmen geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann ein Radmodul oder mehrere Radmodule umfassen. Beispielsweise ist das Fahrzeug als ein einspuriges oder mehrspuriges Fahrzeug ausgebildet. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Elektro-Kleinstfahrzeug, wobei darunter Fahrzeuge ohne Sitz oder selbstbalancierende Fahrzeuge mit oder ohne Sitz zu verstehen sind.
Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Das Fahrzeug weist bevorzugt mindestens ein Radmodul auf. Mit nur einem Radmodul kann das Fahrzeug als ein elektrisches Einrad, z.B. als ein sogenanntes Monowheel oder Solowheel ausgebildet sein. Mit zwei oder mehr Radmodulen ist das Fahrzeug bevorzugt als ein Roller, insbesondere als ein Elektromotorrad, als ein Elektromotorroller, als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Hoverboard, Kickboard, Skateboard, Longboard o.ä. ausgebildet. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrrad, insbesondere mit drei oder mehr Radmodulen ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.
Das Radmodul weist eine Radgabel auf. Die Radgabel ist dazu ausgebildet, an dem Fahrzeugrahmen befestigt zu werden. Beispielsweise kann die Radgabel form- und/oder kraftschlüssig, z.B. durch Verschrauben, an dem Fahrzeugrahmen befestigt werden. Vorzugsweise ist die Radgabel im Wesentlichen u-förmig ausgebildet. Insbesondere weist die Radgabel zwei Gabelschenkel auf.
Das Radmodul umfasst ein Rad und eine Bremseinheit. Die Bremseinheit ist dazu ausgebildet, das Rad, vorzugsweise während einer Fahrt mit dem Fahrzeug, insbesondere das rotierende Rad, abzubremsen.
Das Radmodul umfasst eine Radachse. Das Rad und die Bremseinheit sind konzentrisch und koaxial auf der Radachse angeordnet. Das Rad und die Bremseinheit umlaufen die Radachse. Bevorzugt ist die Bremseinheit hierzu als ein Rotationsbauteil ausgebildet. Besonders bevorzugt ist, dass das Rad rotierbar auf der Radachse angeordnet ist, insbesondere um die Radachse rotieren kann und/oder während der Fahrt des Fahrzeugs rotiert.
Die Radgabel trägt die Radachse. Bevorzugt sind das auf der Radachse angeordnete Rad und die auf der Radachse angeordnete Bremseinheit über die Radgabel mit dem Fahrzeugrahmen verbindbar.
Die Radachse umfasst eine erste Sicherungsschnittstelle. Die erste Sicherungsschnittstelle ist dazu ausgebildet, die Radachse verdrehgesichert in Bezug auf die Radgabel anzuordnen. Insbesondere kann die erste Sicherungsschnittstelle ein Verdrehen der Radachse relativ zu der Radgabel verhindern.
Die Bremseinheit umfasst eine zweite Sicherungsschnittstelle. Die zweite Sicherungsschnittstelle ist dazu ausgebildet, die Bremseinheit verdrehgesichert in Bezug auf die Radgabel zu positionieren. Insbesondere kann die zweite Sicherungsschnittstelle ein Verdrehen der Bremseinheit relativ zu der Radgabel verhindern.
Erfindungsgemäß wirken die erste Sicherungsschnittstelle und die zweite Sicherungsschnittstelle zur verdrehgesicherten Positionierung der Bremseinheit in Bezug auf die Radgabel zusammen. Vorzugsweise sind die erste und zweite Sicherungsschnittstelle hierzu kooperierend und/oder korrespondierend ausgebildet. Insbesondere bildet die erste Sicherungsschnittstelle eine zweite Gegenschnittstelle für die zweite Sicherungsschnittstelle.
In dem in der 2 beschriebenen Radmodul, das dem Stand der Technik zuzurechnen ist, weist die Bremseinheit ein Aufnahmegehäuse mit einem Vorsprung als Sicherungsschnittstelle auf. Die Radgabel weist eine Aussparung als eine Gegenschnittstelle auf, wobei der Vorsprung in die Aussparung eingreift, um die Bremseinheit so gegen ein Verdrehen relativ zu der Radgabel zu sichern.
Ein Vorteil des vorliegenden Gegenstands ist, dass die Aussparung an der Radgabel als die zusätzliche Gegenschnittstelle entfallen kann. Dadurch kann die Fertigungszeit der Radgabel reduziert und Kosten eingespart werden. Weiterhin kann ein zur Positionierung der Aussparung an dem Vorsprung notwendiges Aufspreizen der Radgabel vermieden werden und somit eine Montage des Radmoduls erleichtert und beschleunigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bremseinheit mittels der zusammenwirkenden ersten und zweiten Sicherungsschnittstellen passgenau auf der Radachse angeordnet. Optional ergänzend ist die Bremseinheit mittels der zusammenwirkenden ersten und zweiten Sicherungsschnittstellen gegen ein Verdrehen um die Radachse gesichert ist. Insbesondere ist die Bremseinheit durch die zusammenwirkenden ersten und zweiten Sicherungsschnittstellen stationär und/oder drehfest auf der Radachse angeordnet. Im Speziellen kann nur das Rad um die Radachse rotieren und nicht die Bremseinheit.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist die Radgabel eine Gegenschnittstelle für die erste Sicherungsschnittstelle der Radachse auf. Vorzugsweise wirkt die Gegenschnittstelle mit der ersten Sicherungsschnittstelle zusammen. Insbesondere ist die Radachse mittels der zusammenwirkenden Sicherungsschnittstelle und Gegenschnittstelle gegen eine Verdrehung relativ zu der Radgabel gesichert ist. Insbesondere ist die Radachse mittels der zusammenwirkenden Sicherungsschnittstelle und Gegenschnittstelle stationär und/oder drehfest in Bezug auf die Radgabel angeordnet.
Alternativ oder optional ergänzend greift die Radachse mit der ersten Sicherungsschnittstelle, insbesondere zur formschlüssigen Befestigung der Radachse an der Radgabel, passgenau in die Gegenschnittstelle der Radgabel ein. Beispielsweise ist die Gegenschnittstelle der Radgabel als ein Schlitz und/oder als eine langgestreckte Aussparung ausgebildet, wobei die Gegenschnittstelle zum Beispiel quer zu einer Längserstreckung des jeweiligen Gabelschenkels verläuft. Bevorzugt weist die Radgabel eine erste und zweite Gegenschnittstelle auf. Vorzugsweise ist die erste Gegenschnittstelle an einen ersten Gabelschenkel und die zweite Gegenschnittstelle an einem zweiten Gabelschenkel angeordnet.
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung weist die Radachse einen bevorzugt langgestreckten Grundkörper auf. Vorzugsweise ist die erste Sicherungsschnittstelle als ein Profil, insbesondere Querschnittsprofil, des Grundkörpers ausgebildet und/oder durch dieses umgesetzt. Das Profil kann sich z.B. vollständig entlang des Grundkörpers erstrecken. Möglich ist alternativ, dass sich das Profil abschnittsweise entlang des Grundkörpers erstreckt. Zum Beispiel ist das Profil an zumindest einem Endabschnitt des Grundkörpers, bevorzugt an einem ersten und zweiten Endabschnitt des Grundkörpers, angeordnet. Vorzugsweise sitzt die Bremseinheit auf dem zumindest einen Endabschnitt und/oder die Radachse ist mit dem zumindest einen Endabschnitt in der Radgabel festgelegt. Optional kann mindestens ein übriger Abschnitt des Grundkörpers profilfrei ausgebildet sein. Der übrige Abschnitt ist zum Beispiel im Querschnitt kreisrund ausgebildet. Bevorzugt kann an dem übrigen Abschnitt das Rad angeordnet sein.
Beispielsweise ist das Profil des Grundkörpers als ein Unrundprofil ausgebildet. Möglich ist, dass das Unrundprofil mindestens eine Krümmung und/oder eine oder mehrere Kanten umfasst. Beispielsweise ist das Unrundprofil durch ein Einbringen der Kante/n in einen/den ursprünglich kreisrunden Querschnitt des Grundkörpers gebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Unrundprofil um ein Zweikantprofil oder um ein Mehrkantprofil, z.B. um ein Dreikant- oder Vierkantprofil.
In einer weiteren bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung weist die Bremseinheit ein Aufnahmegehäuse auf. Vorzugsweise sind Funktionsteile der Bremseinheit, insbesondere eine Hydraulikeinrichtung und ein erster Bremspartner, in dem Aufnahmegehäuse aufgenommen. Bevorzugt ist das Aufnahmegehäuse koaxial zu der Radachse angeordnet. Insbesondere durchstößt die Radachse das Aufnahmegehäuse. Das Aufnahmegehäuse kann hierzu eine Durchgangsöffnung aufweisen, die zur Aufnahme der Radachse ausgebildet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Radachse durch die Durchgangsöffnung.
Besonders bevorzugt ist, dass die zweite Sicherungsschnittstelle als eine Kontur, insbesondere Querschnittskontur, der Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Aufnahmeöffnung entlang ihrer Längserstreckung durch das Aufnahmegehäuse zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig mit der Kontur versehen.
Beispielsweise ist die Kontur als eine Unrundkontur ausgebildet. Möglich ist, dass die Unrundkontur mindestens eine Krümmung und/oder eine oder mehrere Kanten aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Unrundkontur um eine Zweikantkontur oder um eine Mehrkantkontur, z. B. um eine Dreikant- oder Vierkantkontur.
Besonders bevorzugt ist, dass die Kontur der Durchgangsöffnung dem Profil des Grundkörpers entspricht oder gleicht. Insbesondere bildet die Kontur eine passende Gegenkontur für das Profil des Grundkörpers. Somit kann die Radachse passgenau in die Durchgangsöffnung eingeführt und durch diese hindurchgesteckt werden. Insbesondere ist das Aufnahmegehäuse durch formschlüssiges Ineinandergreifen des Profils und der Kontur stationär und/oder drehfest an der Radachse angeordnet.
Dadurch dass das Aufnahmegehäuse mittels der zusammenwirkenden ersten und zweiten Sicherungsschnittstelle stationär und/oder drehfest auf der Radachse angeordnet ist und dass die Radachse mittels der zusammenwirkenden ersten Sicherungsschnittstelle und der ersten Gegenschnittstelle stationär und/oder drehfest mit der Radgabel verbunden ist, ist das Aufnahmegehäuse und/oder die Bremseinheit in Bezug auf die Radgabel verdrehgesichert positioniert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Bremseinheit als Funktionsteil die Hydraulikeinrichtung zur Erzeugung einer hydraulischen Kraft auf. Die Hydraulikeinrichtung umfasst vorzugsweise ein Hydraulikgehäuse. Insbesondere sind Bestandteile der Hydraulikeinrichtung, z.B. ein Zylinder und ein Kolben, in dem Hydraulikgehäuse aufgenommen und/oder gebildet. Der Zylinder ist z.B. als ein Ringraum und der Kolben als ein Ringkolben ausgebildet. Vorzugsweise ist in dem Zylinder eine Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Kolbens angeordnet.
Vorzugsweise ist/sind die Hydraulikeinrichtung und/oder das Hydraulikgehäuse koaxial und/oder konzentrisch zu der Radachse angeordnet. Insbesondere umläuft/umlaufen die Hydraulikeinrichtung und/oder das Hydraulikgehäuse die Radachse. Im Speziellen verlaufen der Zylinder als Ringraum und der Kolben als Ringkolben radial um die Radachse.
Bevorzugt ist, dass das Hydraulikgehäuse in dem Aufnahmegehäuse integriert ist. Beispielsweise ist das Hydraulikgehäuse stoff-, form- und/oder kraftschlüssig mit dem Aufnahmegehäuse verbunden. Besonders bevorzugt ist, dass die Durchgangsöffnung zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, durch das Hydraulikgehäuse verläuft. Insbesondere weist die Hydraulikeinrichtung und/oder das Hydraulikgehäuse in diesem Fall die erste Sicherungsschnittstelle als die Kontur der Durchgangsöffnung auf.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das die Bremseinheit als Funktionsteil den ersten Bremspartner aufweist. Bevorzugt ist der erste Bremspartner ein stationärer Bremspartner, der insbesondere drehfest auf der Radachse angeordnet ist. Der erste Bremspartner ist beispielsweise als eine Bremskörpereinrichtung ausgebildet. Vorzugweise weist die Bremskörpereinrichtung eine Bremsscheibe, optional mit einer Bremsfläche, auf. Insbesondere trägt die Bremskörpereinrichtung die Bremsscheibe. Die Bremsfläche ist zum Beispiel als ein durchgehender Kreisring ausgebildet. Sie kann ununterbrochenen oder weitgehend ununterbrochen ausgebildet sein. Optional kann die Bremsfläche durch Lüftungslöcher, Befestigungslöcher oder ähnliches durchbrochen sein. Besonders bevorzugt ist, dass der Kolben mit dem ersten Bremspartner in einer Wirkverbindung steht. Beispielsweise ist der Ringkolben mit dem ersten Bremskörper fest oder formschlüssig verbunden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Rad einen zweiten Bremspartner. Vorzugsweise ist der zweite Bremspartner ein rotierender Bremspartner, der insbesondere um die Radachse rotiert. Beispielsweise ist der zweite Bremspartner eine Radfelge des Rades oder ein radseitiger Bremsbelag, der drehfest mit dem Rad oder mit der Radfelge verbunden ist.
Vorzugsweise ist/sind der erste und/oder der zweite Bremspartner koaxial und/oder konzentrisch zu der Radachse angeordnet. Insbesondere umläuft/umlaufen der erste und/oder zweite Bremspartner die Radachse.
Besonders bevorzugt ist, dass die Hydraulikeinrichtung, insbesondere der Kolben, den ersten Bremspartner relativ zu dem Aufnahmegehäuse axial bezogen auf die Radachse bewegt, um diesen an den zweiten Bremspartner anzupressen und um eine Bremskraft zu erzeugen, mit der das rotierende Rad abgebremst wird.
In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Bremskörpereinrichtung eine Kraftverteilungsplatte auf. Vorzugsweise ist die Kraftverteilungsplatte mit der Hydraulikeinrichtung, insbesondere mit dem Kolben, wirkverbunden, um die Bremskraft von der Hydraulikeinrichtung in die Bremskörpereinrichtung einzuleiten.
Die Bremseinheit umfasst eine Rückstelleinrichtung, die zum Rückstellen des ersten Bremspartners in einer axialen Gegenrichtung ausgebildet ist. Die Rückstelleinrichtung kann z.B. als eine Rückstellfeder ausgebildet sein. Sobald ein hydraulischer Druck in der Hydraulikeinrichtung nachlässt, kann der erste Bremspartner durch eine Federkraft der Rückstellfeder wieder zurückgestellt werden. Beispielsweise stützt sich die Rückstelleinrichtung, insbesondere die Rückstellfeder, auf einer Seite an dem Aufnahmegehäuse ab und auf der anderen Seite an dem ersten Bremspartner, insbesondere an der Bremskörpervorrichtung.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit dem Fahrzeugrahmen und mit dem Radmodul nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine dreidimensionale Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugrahmen und mit einem Radmodul;
2 eine schematische Schnittdarstellung eines dem Stand der Technik zuzurechnenden Radmoduls;
3 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Radmoduls;
4 eine axiale Draufsicht auf eine Bremseinheit des Radmoduls aus der 3;
5 eine axiale Draufsicht auf die Bremseinheit, auf eine Radfelge und auf eine Radgabel des Radmoduls aus der 3.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung ein Fahrzeug 1, wobei das Fahrzeug 1 als ein Elektroroller, Elektrotretroller oder Elektroscooter, auch als sogenannter E-Scooter bekannt, ausgebildet ist.
Das Fahrzeug 1 weist ein Radmodul 2, 25 mit einem Rad 3 auf, welches ein Vorderrad des Fahrzeugs 1 bildet. Das Radmodul 2, 25 dient insbesondere zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 1. Zudem weist das Fahrzeug 1 ein, insbesondere antriebsloses, Hinterrad 4 auf, welches an einem Fahrzeugrahmen 5 des Fahrzeugs 1 drehbar gelagert ist.
Das Rad 3 weist eine Radfelge 8 und einen Reifen 9 auf, wobei der Reifen 9 auf der Radfelge 8 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Radfelge 8 als eine Stahl-, Alu- oder Kunststofffelge ausgebildet. Beispielsweise ist der Reifen 9 als ein mit Luft befüllter Gummireifen ausgebildet.
Das Radmodul 2, 25 weist eine Radgabel 6 auf. Die Radgabel 6 ist im Wesentlichen u-förmig ausgebildet und weist zwei Gabelschenkel 37 auf, die sich hälftig über das Rad 3 erstrecken. Die Radgabel 6 ist über einen Lenker 7 des Fahrzeugs schwenkbeweglich mit dem Rahmen 5 verbunden. Dadurch kann das Radmodul 2, 25 zur Lenkung des Fahrzeugs 1 über den Lenker 7 verschwenkt werden.
Das Radmodul 2, 25 weist eine Radachse 10 auf. Das Rad 3 ist mit seiner Rotationsachse koaxial zu der Radachse 10 angeordnet. Die Radachse 10 ist an der Radgabel 6, insbesondere an den Gabelschenkeln 37 festgelegt. Insbesondere ist die Radachse 10 von der Radgabel 6 getragen. Die Radfelge 8 über zwei Lagereinrichtungen, z. B. Wälzlager, drehbar auf der Radachse 10 gelagert ist.
Zum Antrieb des Rades 3 weist das Radmodul 2, 25 eine in die Radfelge 8 integrierte Antriebsvorrichtung 11, z.B. ein Elektromotor, auf. Die Antriebsvorrichtung 11 weist einen drehfest mit der Radachse 10 verbundenen Stator auf, welcher in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen den beiden Lagereinrichtungen angeordnet ist. Zudem weist die Antriebsvorrichtung 11 einen drehfest mit der Radfelge 8 verbundenen Rotor auf. In einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 wird die Radfelge 8 durch die Antriebsvorrichtung 11 angetrieben, wobei das Rad 3 um die Hauptachse H rotiert.
Das Radmodul 2, 25 weist eine Bremseinheit 12 auf, welche zur Übertragung eines Bremsmoments auf das Rad 3 dient. Die Bremseinheit 12 ist als eine Reibbremse ausgebildet und auf einer Seite der Radfelge 8 angeordnet und/oder mit der Radfelge 8 wirkverbunden. Die Bremseinheit 12 weist eine Bremskörpereinrichtung 23 mit einer Bremsscheibe 13 (2 und 3), die einen ersten stationären Bremspartner 21 bildet. Das Rad 3 weist einen ringförmigen, insbesondere die Radachse 10 umlaufenden, radseitigen Bremsbelag 14 als einen zweiten rotierenden Bremspartner 22 auf.
Der Bremsbelag 14 und die Bremsscheibe 13 sind in Bezug auf die Radachse 10 koaxial zueinander angeordnet. Der Bremsbelag 14 ist in Bezug auf die Radachse 10 an einer axialen Stirnseite der Radfelge 8 drehfest montiert, sodass der Bremsbelag 14 im Fahrbetrieb durch die Radfelge 8 mitgenommen wird und um die Radachse 10 rotiert. Die Bremsscheibe 13 ist in einer axialen Richtung AR (2 und 3) bezogen auf die Radachse 10 zu dem Bremsbelag 14 hin und in einer axialen Gegenrichtung GR (2 und 3) von dem Bremsbelag 14 weg bewegbar.
In einem betätigten Zustand der Bremseinheit 12 wird die Bremsscheibe 13 mit der Bremsfläche an den radseitigen Bremsbelag 14 angepresst, sodass ein Reibschluss gebildet ist. Durch Reibung wird eine Bremskraft erzeugt, mittels der das rotierende Rad 3 zwischen der Bremsscheibe 13 und dem radseitigen Bremsbelag 14 abgebremst wird.
Die 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Radmodul 25, wobei das Radmodul 25 dem Stand der Technik zuzurechnen ist. Das Radmodul 25 umfasst die Bremseinheit 12 und das Rad 3 mit der Radfelge 8, wobei der Reifen 9 ausgeblendet ist.
Die Bremseinheit 12 weist ein Aufnahmegehäuse 15 auf, wobei das Aufnahmegehäuse 15 koaxial zu der Radachse 10 angeordnet ist. Die Bremseinheit 12 umfasst die Bremskörpereinrichtung 23, welche die Bremsscheibe 13 trägt und welche gemeinsam mit der Bremsscheibe 13 in die axiale Richtung AR bzw. in die axiale Gegenrichtung GR verschoben werden kann.
Hierzu umfasst die Bremseinheit 12 eine Hydraulikeinrichtung 16 mit einem Hydraulikgehäuse 26. Das Hydraulikgehäuse 26 ist in dem Aufnahmegehäuse 15 integriert, insbesondere stoff-, form- und/oder kraftschlüssig mit diesem verbunden. Die Hydraulikeinrichtung 16 umfasst einen Kolben 19, der als ein in axialer Richtung AR zweiteiliger Ringkolben ausgebildet ist. Das Hydraulikgehäuse 26 formt einen als Druck- und Ringraum ausgebildeten Zylinder 18, in dem ein Hydraulikfluid und der Kolben 19 zur Ausführung eines in die axiale Richtung AR gerichteten Hubs und eines in die Gegenrichtung GR gerichteten Rückhubs aufgenommen ist. Der Zylinder 18 und der Kolben 19 sind koaxial zu der Radachse 10 angeordnet. Die Hydraulikeinrichtung 16 weist einen Anschluss 17 auf, über den der Kolben 19 mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Der Anschluss 17 ist mit dem Zylinder 18 strömungstechnisch verbunden.
Die Bremskörpereinrichtung 23 weist eine Kraftverteilungsplatte 24 auf, welche aus Stabilitätsgründen als ein Topf mit einem Kragen ausgebildet ist. In einem radialen Innenbereich liegt die Kraftverteilungsplatte 24 auf dem Kolben 19 auf, so dass die Kraftverteilungsplatte 24 bei dem Hub des Kolbens 19 mitgeführt wird.
Die Bremskörpereinrichtung 23, die die Bremsscheibe 13 trägt, ist mit der Kraftverteilungsplatte 24 form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Dadurch werden die Bremskörpereinrichtung 23 und damit die Bremsscheibe 13 bei der Ausführung des Hubs durch den Kolben 19 in die axiale Richtung AR bewegt.
Die Bremseinheit 12 weist eine Rückstelleinrichtung 30 auf, welche als eine Druckfeder ausgebildet ist. Bei der Bewegung der Bremsscheibe 13 in die axiale Richtung AR wird die Druckfeder komprimiert. Durch die Federkraft der Druckfeder wird die Bremsscheibe 13 in die axiale Gegenrichtung AG wieder zurückgestellt, wenn der durch den Ringkolben 19 ausgeübte hydraulische Druck nachlässt.
Das Aufnahmegehäuse 15, insbesondere das in dem Aufnahmegehäuse 15 integrierte Hydraulikgehäuse 26, weist eine Durchgangsöffnung 20 zur Aufnahme der Radachse 10 auf. Die Durchgangsöffnung ist im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Zur drehfesten Anordnung der Bremseinheit 12 auf der Radachse 10 und/oder in Bezug auf die Radgabel 6 weist das in das Aufnahmegehäuse 15 integrierte Hydraulikgehäuse 26 einen in die Gegenrichtung AG vorstehenden Vorsprung 27 auf. In die Radgabel 6 ist eine Aufnahme 28 für den Vorsprung 27 eingebracht. Der Vorsprung 27 greift in die Aufnahme 28 ein, sodass das Aufnahmegehäuse 15 formschlüssig gegen ein Verdrehen um die Radachse 10 gesichert ist. Eine Sicherungsmutter 29 sichert die Anordnung der Radgabel 6 auf der Radachse 10 und die Position gegenüber dem Hydraulikgehäuse 26, in welcher der Vorsprung 27 in die Aufnahme 28 eingreift.
Dadurch ist das Aufnahmegehäuse 15 und somit die Bremseinheit 12 drehfest an der Radgabel 6 festgelegt.
In der 3 ist eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Radmoduls 2 gezeigt. Das Radmodul 2 entspricht in Aufbau und Funktion dem Radmodul 25 aus der 2, mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Merkmale des Radmoduls 2. Somit ist die Beschreibung zu der 2 mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Merkmale auch für die 3 heranzuziehen.
Das Radmodul 2 unterscheidet sich in der Art und Weise, wie die Bremseinheit 12 in Bezug auf die Radgabel 6 verdrehgesichert ist. Das Radmodul 2 weist im Gegensatz zu dem Radmodul 25 aus der 2 an dem Hydraulikgehäuse 26 keinen Vorsprung 27 und an der Radgabel 6 keine Aufnahme 28 auf. Der Verzicht auf den Vorsprung 27 und die Aufnahme 28 hat den Vorteil, dass das zeit- und kostenintensive Einbringen der Aufnahme 28, insbesondere an einem schwer zugänglichen Bereich der Radgabel 6, entfallen kann und dadurch Kosten eingespart werden können. Außerdem wird die Montage der Radgabel 6 an der Radachse 10 in der richtigen Position gegenüber dem Hydraulikgehäuse 26 erleichtert, da der Vorsprung 27 nicht mehr in die Aufnahme 28 „eingefädelt“ werden muss.
Zur Verdrehsicherung gegenüber der Radgabel 6 weist die Radachse 10 eine erste Sicherungsschnittstelle 31 und das Aufnahmegehäuse 15, insbesondere das darin integrierte Hydraulikgehäuse 26, eine zweite Sicherungsschnittstelle 32 auf (siehe auch 4 und 5). Die erste Sicherungsschnittstelle 31 und die zweite Sicherungsschnittstelle 32 wirken zur verdrehgesicherten Positionierung der Bremseinheit 12 in Bezug auf die Radgabel 6 zusammen. Insbesondere bildet die erste Sicherungsschnittstelle 31 eine zweite Gegenschnittstelle für die zweite Sicherungsschnittstelle 32.
In der 4 ist eine axiale Draufsicht auf die Bremseinheit 12 des Radmoduls 2 aus der 3 dargestellt. Die 5 zeigt eine axiale Draufsicht auf die Bremseinheit 12, auf die Radfelge 8 und auf die Radgabel 6 des Radmoduls 2 aus der 3.
Gemäß der 5 weist die Radachse 10 einen Grundkörper 33 auf. Die erste Sicherungsschnittstelle 31 ist als ein Profil 34, insbesondere Querschnittsprofil, des Grundkörpers 33 ausgebildet. Das Profil 34 des Grundkörpers 33 ist ein Unrundprofil, insbesondere ein Zweikantprofil. Das Profil 34 kann an dem Grundkörper 33 vollständig oder abschnittsweise ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Profil 34 an zumindest einem Endabschnitt des Grundkörpers 33 angeordnet, wobei die Bremseinheit 12 auf dem zumindest einen Endabschnitt sitzt und/oder wobei der Grundkörper 33 mit dem zumindest einen Endabschnitt an den Gabelschenkeln 37 der Radgabel 6 festgelegt ist.
Die zweite Sicherungsschnittstelle 32 ist gemäß der 4 als eine Kontur 35, insbesondere Querschnittskontur, der Durchgangsöffnung 20 ausgebildet. Die Kontur 35 ist als eine Unrundkontur, insbesondere als eine Zweikantkontur, ausgebildet. Die Kontur 35 erstreckt sich vollständig entlang der Durchgangsöffnung 20.
Das Profil 34 des Grundkörpers 33 der Radachse 10 entspricht der Kontur 35 der Durchgangsöffnung 20, sodass die Radachse 10 passgenau in die Durchgangsöffnung 20 eingesteckt und/oder hindurchgesteckt werden kann. Das Aufnahmegehäuse 15 ist dadurch passgenau auf der Radachse 10 angeordnet. Dadurch dass die Kontur 35 als die Unrundkontur und das Profil 34 als das Unrundprofil ausgebildet ist, ist die Bremseinheit 12 über das Aufnahmegehäuse 15 gegen ein Verdrehen um die Radachse 10 gesichert.
Wie aus der 5 für einen Gabelschenkel 37 der Radgabel 6 ersichtlich, weisen beide Gabelschenkel 37 eine erste Gegenschnittstelle 36 für die erste Sicherungsschnittstelle 31 des Grundkörpers 33 auf. Die erste Gegenschnittstelle 36 ist als eine langgestreckte Öffnung und/oder als ein Schlitz mit zwei gleichgerichteten und/oder parallel verlaufenden Kanten in dem Gabelschenkel 37 ausgebildet. Die Öffnung und/oder der Schlitz verlaufen quer zu einer Längserstreckung des Gabelschenkels 37.
Der Grundkörper 33 greift mit dem Profil 34 als die erste Sicherungsschnittstelle 31 passgenau in die Öffnung und/oder den Schlitz als die erste Gegenschnittstelle 36 ein.
Die Radgabel 6 ist dabei so ausgerichtet, dass der Grundkörper 33 sich nicht selbstständig aus der Radgabel 6 lösen kann. Die Sicherungsmutter 29 kann dafür vorgesehen sein, die Ausrichtung der Radgabel 6 zu der Radachse 10 und zu der Bremseinheit 12 zu sichern.
Durch das als Unrundprofil ausgebildete Profil 34 des Grundkörpers 33 und durch die gleichgerichteten und/oder parallelen Kanten der Öffnung und/oder des Schlitzes ist ein Verdrehen des Grundkörpers 33 in der ersten Gegenschnittstelle 36 nicht möglich. Insbesondere ist die Radachse 10 dadurch gegen ein Verdrehen relativ zu der Radgabel 6 gesichert.
Dadurch dass die Radachse 10 drehfest in der Radgabel 6 aufgenommen ist und dass das Aufnahmegehäuse 15 drehfest auf der Radachse 10 aufgenommen ist, ist die Bremseinheit 12 drehfest in Bezug auf die Radgabel 6 positioniert.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Radmodul
3: Rad
4: Hinterrad
5: Fahrzeugrahmen
6: Radgabel
7: Lenker
8: Radfelge
9: Reifen
10: Radachse
11: Antriebsvorrichtung
12: Bremsvorrichtung
13: Bremsscheibe
14: Bremsbelag
15: Aufnahmegehäuse
16: Hydraulikeinrichtung
17: Anschluss
18: Zylinder
19: Kolben
20: Durchgangsöffnung
21: erster Bremspartner
22: zweiter Bremspartner
23: Bremskörpereinrichtung
24: Kraftverteilungsplatte
25: Radmodul aus dem Stand der Technik
26: Hydraulikgehäuse
27: Vorsprung
28: Aufnahme
29: Sicherungsmutter
30: Rückstelleinrichtung
31: erste Sicherungsschnittstelle
32: zweite Sicherungsschnittstelle
33: Grundkörper Radachse
34: Profil
35: Kontur
36: erste Gegenschnittstelle
37: Gabelschenkel
AR: axiale Richtung
GR: axiale Gegenrichtung

Claims

Radmodul (2) für ein Fahrzeug (1), wobei das Fahrzeug (1) einen Fahrzeugrahmen (5) aufweist, wobei das Radmodul (2) eine Radgabel (6) zur Befestigung an dem Fahrzeugrahmen (5) umfasst, wobei das Radmodul (2) ein Rad (3) und eine Bremseinheit (12) zum Abbremsen des Rades (3) umfasst, wobei das Radmodul (2) eine Radachse (10) aufweist, wobei das Rad (3) und die Bremseinheit (12) konzentrisch und koaxial auf der Radachse (10) angeordnet sind und wobei die Radgabel (6) die Radachse (10) trägt, wobei die Radachse (10) eine erste Sicherungsschnittstelle (31) zur verdrehgesicherten Anordnung in Bezug auf die Radgabel (6) umfasst und wobei die Bremseinheit (12) eine zweite Sicherungsschnittstelle (32) zur verdrehgesicherten Positionierung in Bezug auf die Radgabel (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sicherungsschnittstelle (31) und die zweite Sicherungsschnittstelle (32) zur verdrehgesicherten Positionierung der Bremseinheit (12) in Bezug auf die Radgabel (6) zusammenwirken.
Radmodul (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sicherungsschnittstelle (31) eine Gegenschnittstelle für die zweite Sicherungsschnittstelle (32) bildet.
Radmodul (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinheit (12) mittels der zusammenwirkenden ersten und zweiten Sicherungsschnittstellen (31, 32) passgenau auf der Radachse (10) angeordnet und gegen ein Verdrehen um die Radachse (10) gesichert ist.
Radmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radgabel (6) eine erste Gegenschnittstelle (35) für die erste Sicherungsschnittstelle (31) aufweist, wobei die Radachse (10) mittels der mit der ersten Gegenschnittstelle (36) zusammenwirkenden ersten Sicherungsschnittstelle (31) gegen eine Verdrehung relativ zu der Radgabel (6) gesichert ist.
Radmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radachse (10) einen Grundkörper (33) aufweist, wobei die erste Sicherungsschnittstelle (31) ein Profil (34) des Grundkörpers (33) ist und/oder dass die Bremseinheit (12) ein Aufnahmegehäuse (15) mit einer Durchgangsöffnung (20) zur Aufnahme der Radachse (15) aufweist, wobei die zweite Sicherungsschnittstelle (32) eine Kontur (35) der Durchgangsöffnung (20) ist.
Radmodul (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (34) des Grundkörpers (33) ein Unrundprofil ist und/oder dass die Kontur (35) der Durchgangsöffnung (20) eine Unrundkontur ist.
Radmodul (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unrundprofil ein Zweikantprofil oder ein Mehrkantprofil ist und/oder dass die Unrundkontur eine Zweikantkontur oder eine Mehrkantkontur ist.
Radmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinheit (12) eine Hydraulikeinrichtung (16) mit einem Hydraulikgehäuse (26) aufweist, wobei das Hydraulikgehäuse (26) in dem Aufnahmegehäuse (15) integriert ist und wobei die Durchgangsöffnung (20) durch das Hydraulikgehäuse (26) verläuft.
Radmodul (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinheit (12) einen ersten Bremspartner (21) aufweist und dass das Rad (3) einen zweiten Bremspartner (22) aufweist, wobei die Hydraulikeinrichtung (16) den ersten Bremspartner (21) relativ zu dem Aufnahmegehäuse (15) axial bewegt, um diesen an den zweiten Bremspartner (22) anzupressen und um eine Bremskraft zu erzeugen.
Fahrzeug (1) mit dem Fahrzeugrahmen (5) und mit dem Radmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.