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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem, insbesondere für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, umfassend eine Bremszylindereinheit mit wenigstens einem konzentrisch zu einer Rotationsachse eines Fahrzeugrades angeordneten Bremszylinder, durch welchen eine Bremskraft von der Bremszylindereinheit auf das Fahrzeugrad übertragbar ist, wobei die Rotationsachse des Fahrzeugrades in einer Gabel des Fahrzeugs positionierbar ist.
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Neben konventionellen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, rücken zunehmend Kleinstfahrzeuge in den Fokus der Gesellschaft, um die sich verändernden Mobilitätsanforderungen zukunftssicher zu erfüllen. Die Kleinstfahrzeuge haben den Vorteil, dass diese zum einen einen geringeren Raum als Parkplatz beanspruchen. Zum anderen können die Kleinstfahrzeuge so ausgelegt sein, dass diese sich maßgeblich im Stadtverkehr bewegen können, sodass die Anforderungen an mögliche Höchstgeschwindigkeiten sehr gering sind. Dennoch müssen Kleinstfahrzeuge, wie beispielsweise Elektroroller, welche bislang in der Regel rein Muskelkraftbetrieben gefahren wurden, nach einer erfolgten Elektrifizierung deutlich höhere Anforderungen an das Bremssystem erfüllen, da diese nun mit Geschwindigkeiten durch den Stadtverkehr bewegt werden können, die bislang für die entsprechenden muskelkraftbetriebenen Varianten kaum dauerhaft erreichbar waren.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Bremssystem, insbesondere für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, bereitzustellen, dass einfach in eine bestehende Fahrzeugstruktur integrierbar ist und über eine hohe und sichere Bremsleistung verfügt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem, insbesondere für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, umfassend eine Bremszylindereinheit mit wenigstens einem konzentrisch zu einer Rotationsachse eines Fahrzeugrades angeordneten Bremszylinder, durch welchen eine Bremskraft von der Bremszylindereinheit auf das Fahrzeugrad übertragbar ist, wobei die Rotationsachse des Fahrzeugrades in einer Gabel des Fahrzeugs positionierbar ist, wobei die Bremszylindereinheit mittels eines Adapterelements in Axialrichtung zwischen den Gabelholmen der Gabel verspannbar ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Bremszylindereinheit auf einfache Weise in eine bereits bestehende Gabelgeometrie eines Fahrzeugs integrierbar ist, insbesondere ohne Änderung an einer bestehenden Gabelgeometrie vornehmen zu müssen. Ferner stützt sich die Bremszylindereinheit gegenüber der Gabel über das Adapterelement ab.
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Es wird ein Bremssystem vorgeschlagen, wobei das Bremssystem in einem Fahrzeug integrierbar ist. Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Das Fahrzeug ist bevorzugt mehrspurig, z.B. mit drei oder mehr Rädern ausgebildet. Es kann z.B. 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 sein. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike 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.
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Die Gabel ist ein an einem Fahrzeug, wie einem Fahrrad oder Roller, drehbar befestigtes oder ein drehstarr mit dem Fahrzeugrahmen ausgebildetes Bauteil, welches ein Vorderrad oder ein Hinterrad mit dem Rahmen verbindet. An den Gabelholmen ist in der Regel am unteren Ende eine Aufnahme für die Achse der Radnabe angebracht. Die Gabel kann als Starrgabel oder Federgabel ausgebildet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Adapterelement Bohrungen aufweist, mittels derer das Adapterelement an einem der Gabelholme der Gabel, insbesondere durch Schraubverbindungen, fixierbar ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Adapterlement auf eine einfache, insbesondere auch lösbare, Weise mit der Gabel verbunden werden kann, um eine Abstützung der Bremszylindereinheit gegenüber der Gabel bereitzustellen.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Bohrungen des Adapterelements so konfiguriert sind, dass sie zu einem Befestigungssystem für Bremssättel einer Scheibenbremse, wie beispielsweise IS1999, IS2000 oder Postmount, kompatibel sind.
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Es kann hierdurch erreicht werden, dass eine möglicherweise bereits vorhandene Befestigungseinrichtung für Scheibenbremsen an Gabeln für Fahrräder oder Elektrorollern genutzt werden können, um die Bremszylindereinheit gegenüber der Gabel zu fixieren.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Adapterelement plattenartig ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Adapterelement eine Durchgriffsöffnung für die Rotationsachse des Fahrzeugrades aufweist, wobei die Durchgriffsöffnung eine geschlossene oder offene Kontur aufweisen kann. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Durchgriffsöffnung eine offene Kontur besitzt und das Adapterelement U-förmig ausgeformt ist, wobei die Bohrungen des Adapterelements im Bereich der distalen Enden der freien Schenkel des U-förmigen Adapterelements angeordnet sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass ein gewichtsoptimierter Adapter bereitgestellt werden kann.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass ein Bremskraft von der Bremszylindereinheit auf das Fahrzeugrad übertragbar ist, welches über zwei voneinander axial beabstandeten Wälzlagern drehbar gegenüber der Rotationsachse gelagert ist, wobei die Bremszylindereinheit in axialer Richtung an nur einem der Wälzlager unmittelbar benachbart angeordnet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Bremszylindereinheit besonders wartungsfreundlich an der Gabel angeordnet ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Wälzlager, die Bremszylindereinheit und das Adapterelement, sowie bevorzugt zwei Abstandshülsen, innerhalb der Gabel axial verspannbar sind. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass eine erste Abstandshülse axial zwischen der Gabel und dem nicht von der Bremszylindereinheit unmittelbar benachbarten Wälzlager positionierbar ist und eine zweite Abstandhülse axial zwischen der Bremszylindereinheit und dem der Bremszylindereinheit unmittelbar benachbartem Wälzlager positionierbar ist. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass zwischen dem nicht von der Bremszylindereinheit unmittelbar benachbarten Wälzlager und dem Fahrzeugrad ein Schiebesitz eingebracht ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass Lüftspiel des Bremssystems im Betrieb kaum variiert, was zu einer gleichbleibenden Bremsleistung führt. Der Schiebesitz dient als Toleranz- und Temperaturausgleich, ohne dass das Lüftspiel beeinflusst wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 ein erfindungsgemäßes Bremssystem in einer Querschnittsansicht,
- 2 eine Bremszylindereinheit in einer perspektivischen und in einer Seitenansicht,
- 3 einer erste Ausführungsform eines Adapterelements in einer perspektivischen Ansicht
- 4 eine zweite Ausführungsform eines Adapterelement in einer perspektivischen Ansicht,
- 5 eine Detailansicht auf das Bremssystem in einer Querschnittsansicht,
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Die 1 zeigt ein Bremssystem 1 für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 2 wie im vorliegenden Beispiel, ein Elektroroller. Das Bremssystem 1 umfasst eine Bremszylindereinheit 3 mit wenigstens einem konzentrisch zu einer Rotationsachse 4 eines Fahrzeugrades 5 angeordneten Bremszylinder 6, durch welchen eine Bremskraft von der Bremszylindereinheit 3 auf das Fahrzeugrad 5 übertragbar ist. Die Rotationsachse 4 des Fahrzeugrades 5 ist in einer Gabel 7 des Fahrzeugs 2 positionierbar angeordnet. Die Bremszylindereinheit 3 ist mittels eines Adapterelements 8 in Axialrichtung zwischen den Gabelholmen 9 der Gabel 7 verspannbar.
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Im Gegensatz zu den sonst bei Elektrorollern üblichen Scheibenbremsen wird bei der gezeigten Bremszylindereinheit 3 der Bremsbelag direkt gegen das Fahrzeugrad 5 gepresst. Eine Bremszylindereinheit 3 ist in der 2 in Alleinstellung abgebildet. Diese Bremszylindereinheit kann auf die Rotationsachse 4 des Fahrzeugrads 5 aufgeschoben werden. Dies ermöglicht insbesondere die Vorkonfektionierung eines Radmoduls mit bereits vollständig montierter Bremszylindereinheit 3, welches dann in die Gabel 7 eingesetzt werden kann.
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Das Adapterelement 8, welches der axialen Verspannung der Bremszylindereinheit 3 innerhalb der Gabel 7 dient, wird mittels Schraubverbindungen 11 an bereits an oder in der Gabel 7 bestehenden Durchgangsbohrungen verschraubt. Neben der axialen Verspannung ist die Bremszylindereinheit 3 durch Formschluss auch verdrehsicher gegen das Adapterelement 8 gesichert.
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Ausführungsformen des Adapterelements 8 werden anhand der 3-4 näher erläutert. Das Adapterelement 8 besitzt zwei als Gewindebohrungen ausgeformte Bohrungen 10, deren Abstand und Positionierung durch die Spezifikation eines Befestigungssystems für Bremssättel einer Scheibenbremse, wie beispielsweise IS 1999, IS2000 oder Postmount, vordefiniert sein können. Die Ausgestaltung der Durchgriffsöffnung 12 ist so gewählt, dass es im montierten Zustand zu keinem Kontakt zwischen dem Adapterelement 8 und der Rotationsachse 4 kommt.
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Die 3-4 zeigen des Weiteren, dass das Adapterelement 8 eine Durchgriffsöffnung 12 für die Rotationsachse 4 des Fahrzeugrades 5 aufweist, wobei die Durchgriffsöffnung 12 eine geschlossene oder offene Kontur aufweisen kann. Die Durchgriffsöffnung 12 ist so ausgeführt, dass die Bremszylindereinheit 3 formschlüssig in die Durchgriffsöffnung 12 eingreifen kann, und so verdrehfest gegenüber dem Adapterelement 8 gesichert ist. Das Adapterelement 8 ist plattenartig ausgebildet.
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Die 4 zeigt eine geschlossene Kontur der Durchgriffsöffnung 12, während 5 eine offene Kontur zeigt, auf die nun näher eingegangen wird.
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In der 5 ist gezeigt, dass die Durchgriffsöffnung 12 eine offene Kontur besitzt und das Adapterelement 8 U-förmig ausgeformt ist, wobei die Bohrungen 10 des Adapterelements 8 im Bereich der distalen Enden der freien Schenkel 13 des U-förmigen Adapterelements 8 angeordnet sind. Es kann eine kostenoptimierte Herstellung des Adapterelements 8 beispielsweise durch Sägen aus einem Strangpressprofil erfolgen.
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Durch die Definition des Winkels zwischen den Bohrungen 10 und der Anlagefläche zwischen der Durchgriffsöffnung 12 und der Bremszylindereinheit 3 wird die Position des Hydraulikanschlusses der Bremszylindereinheit 3 im Einbauzustand definiert.
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Durch das Adapterelement 8 wird insbesondere eine Integration einer Bremszylindereinheit 3 mit einem koaxial ausrückenden Bremszylinder 6 in Gabeln 7 ermöglicht, die ursprünglich für den Einsatz von Scheibenbremsen mit einem Befestigungssystem für Bremssättel einer Scheibenbremse vorgesehen waren.
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Aus der Detailansicht der 5 ist gut zu erkennen, dass eine Bremskraft von der Bremszylindereinheit 3 auf das Fahrzeugrad 5 übertragbar ist, welches über zwei voneinander axial beabstandeten Wälzlagern 14 drehbar gegenüber der Rotationsachse 5 gelagert ist, wobei die Bremszylindereinheit 3 in axialer Richtung an nur einem der Wälzlager 14 unmittelbar benachbart angeordnet ist. Die Wälzlager 14, die Bremszylindereinheit 3 und das Adapterelement 8, sowie die zwei Abstandshülsen 15, sind innerhalb der Gabel 7 axial verspannt. Eine erste Abstandshülse 15 ist axial zwischen der Gabel 7 und dem nicht von der Bremszylindereinheit 3 unmittelbar benachbarten Wälzlager 14 positioniert und eine zweite Abstandhülse 15 axial zwischen der Bremszylindereinheit 3 und dem der Bremszylindereinheit 3 unmittelbar benachbartem Wälzlager 14, so dass diese Bauteile gegen ein axiales Verschieben gesichert sind. Da es für den Einsatz eines koaxial ausrückenden Bremszylinders 6 ist es notwendig, dass der Abstand (Lüftspiel) zwischen dem am Fahrzeugrad 5 ausgebildeten Reibbelag und dem Bremszylinder 6 im Betrieb nicht zu stark variiert, ist zwischen dem nicht von der Bremszylindereinheit 3 unmittelbar benachbarten Wälzlager 14 und dem Fahrzeugrad 5 ein Schiebesitz eingebracht.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremssystem
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Bremszylindereinheit
- 4
- Rotationsachse
- 5
- Fahrzeugrad
- 6
- Bremszylinder
- 7
- Gabel
- 8
- Adapterelement
- 9
- Gabelholmen
- 10
- Bohrungen
- 11
- Schraubverbindungen
- 12
- Durchgriffsöffnung
- 13
- Schenkel
- 14
- Wälzlagern
- 15
- Abstandshülsen
