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Die Erfindung betrifft eine Feststellbremse für ein Elektrokleinstfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Bremssystem mit der Feststellbremse.
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Zum Bremsen von Elektrokleinstfahrzeugen, z.B. Tretroller, werden üblicherweise hydraulische Bremsanlagen eingesetzt, welche z.B. als Felgenbremse oder Scheibenbremse für Vorder- und/oder Hinterräder ausgebildet sind. Zur Betätigung der Bremsanlage ist ein an einem Lenker befestigter Bremshebel angeordnet, welcher durch ein Verschwenken eine Bremskraft auf die Bremse überträgt. Bei Elektrokleinstfahrzeugen mit mehr als zwei Rädern ist es zudem erforderlich, dass das Fahrzeug im Stillstand festgestellt wird und somit in Position gehalten wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feststellbremse für ein Elektrokleinstfahrzeug vorzuschlagen, welche sich durch eine einfache Integration in ein bestehendes Bremssystem und zugleich durch eine einfache Bedienung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Feststellbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Feststellbremse, welche für ein Elektrokleinstfahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Feststellbremse dazu, mindestens ein Rad im Stillstand des Fahrzeuges dauerhaft zu blockieren. Vorzugsweise weist das Elektrokleinstfahrzeug mehr als zwei, vorzugsweise genau drei oder vier Räder auf. Im Speziellen ist unter einem Elektrokleinstfahrzeug ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb gemäß Elektrokleinstfahrzeuge-Verordnung (eKFV) zu verstehen. Beispielsweise ist das Elektrokleinstfahrzeug als ein mehrspuriger Elektrotretroller, auch als Elektroscooter oder E-Scooter bekannt, ausgebildet.
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Insbesondere weist das Elektrokleinstfahrzeug ein Bremssystem mit mindestens einem Bremsgeber auf, welcher über eine Bremsleitung fluidtechnisch, insbesondere hydraulisch mit mindestens einem Bremsnehmer verbunden ist, wobei bei einer Betätigung des Bremsgebers eine Bremskraft auf den Bremsnehmer übertragen wird, um das Elektrokleinstfahrzeug in einem Betrieb abzubremsen. Der Bremsgeber kann als ein an einem Lenker angeordneter Bremshebel und der Bremsnehmer als eine an mindestens einem Hinterrad und/oder an mindestens einem Vorderrad angeordnete Betriebsbremse ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Betriebsbremse als eine Trommelbremse, eine Scheibenbremse oder eine Felgenbremse ausgebildet sein.
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Die Feststellbremse weist eine Drehhülse mit einer hülsenseitigen Anschlussschnittstelle zum Anschluss an die Bremsleitung sowie ein in der Drehhülse zumindest abschnittsweise aufgenommenes Grundgehäuse mit einer gehäuseseitigen Anschlussschnittstelle zum Anschluss an die Bremsleitung auf. Insbesondere ist die Feststellbremse in die Bremsleitung fluidtechnisch eingebunden, sodass ein Strömungsweg des Bremssystems über die Feststellbremse, insbesondere von der einen zu der anderen Anschlussschnittstelle verläuft. Vorzugsweise bilden die Anschlussschnittstellen jeweils einen Anschlussstutzen über welche die Bremsleitung fluiddicht angeschlossen werden kann. Besonders bevorzugt sind die Drehhülse und das Grundgehäuse in Bezug auf eine Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet.
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Die Drehhülse und das Grundgehäuse sind über ein Schraubgetriebe zur Übersetzung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung miteinander verbunden. Insbesondere sind die Drehhülse und der Handgriffabschnitt in Bezug auf die Drehachse relativ zueinander verdrehbar, wobei die Drehbewegung über das Schraubgetriebe in eine Linearbewegung der Drehhülse und des Grundgehäuses relativ zueinander übersetzt wird. Grundsätzlich kann das Schraubgetriebe durch ein Gewinde, insbesondere ein Steilgewinde gebildet sein. Hierzu kann das Grundgehäuse ein Außengewinde und die Drehhülse ein mit dem Außengewinde in Eingriff stehendes Innengewinde aufweisen. Alternativ kann das Schraubgetriebe jedoch auch durch eine schraubenförmige Kulisse gebildet sein, in welcher eine Führungskontur geführt ist. Hierzu kann wahlweise die Drehhülse oder das Grundgehäuse die Führungskulisse aufweisen und entsprechend das Grundgehäuse bzw. die Drehhülse die Führungskontur aufweisen.
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Die Drehhülse und/oder das Grundgehäuse weisen einen Handgriffabschnitt auf, über welchen die Drehhülse und das Grundgehäuse zwischen einer Grundstellung und einer Bremsstellung relativ zueinander per Hand verdrehbar sind. Um die Verdrehung per Hand zu erleichtern, kann der Handriffabschnitt eine Antirutschkontur und/oder eine Antirutschbeschichtung aufweisen. Beispielsweise kann die Antirutschkontur durch eine Riffelung oder ein oder mehrere angeformte Flügel gebildet sein. Beispielsweise kann die Antirutschbeschichtung durch eine Gummierung gebildet sein.
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Zwischen der Drehhülse und dem Grundgehäuseteil ist ein Druckraum gebildet, welcher die hülsenseitige und die gehäuseseitige Anschlussschnittstelle fluidtechnisch miteinander verbindet. Vorzugsweise verläuft der Strömungsweg von der einen Anschlussschnittstelle über den Druckraum zu der anderen Anschlussschnittstelle. Der Druckraum ist dabei vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse einerseits durch die Drehhülse und andererseits durch das Grundgehäuse begrenzt und mit einem Fluid, insbesondere einer Bremsflüssigkeit, gefüllt und/oder befüllbar.
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Bei einer Verdrehung von der Grundstellung in die Bremsstellung wird ein Volumen des Druckraums reduziert, sodass ein Fluiddruck zur Erzeugung einer Feststellbremskraft erhöht wird. Insbesondere ist das Volumen des Druckraums veränderbar, indem die Drehhülse und das Grundgehäuse in axialer Richtung relativ zueinander bewegt werden. Aufgrund des steigenden Fluiddrucks wird die Betriebsbremse des Fahrzeugs mit einer Bremskraft beaufschlagt, welche als eine Feststellbremskraft ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs blockiert. Vereinfacht ausgedrückt, simuliert die Feststellbremse eine Verkürzung der Bremsleitung.
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Bevorzugt verbleiben die Drehhülse und das Grundgehäuse selbständig in der Bremsstellung bis die Feststellbremse wieder gelöst wird. Hierzu werden die Drehhülse und das Grundgehäuse relativ zueinander in die Grundstellung zurück verdreht, sodass das Volumen des Druckraums erhöht und der Fluiddruck wieder reduziert wird.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Feststellbremse für ein Elektrokleinstfahrzeug vorgeschlagen wird, welche durch die Einbindung der Feststellbremse in die Bremsleitung in einfacher Weise in ein bestehendes Bremssystem integriert werden kann. Des Weiteren zeichnet sich die Feststellbremse durch eine einfache Bedienbarkeit auf, da die Feststellbremse durch das Verdrehen der Drehhülse relativ zu dem Grundgehäuse besonders einfach per Hand betätigt werden kann.
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In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Drehhülse und das Grundgehäuse zumindest in der Bremsstellung relativ zueinander arretierbar sind, um ein Zurückdrehen in die Grundstellung zu verhindern. Grundsätzlich kann die Drehhülse in der Bremsstellung gegenüber dem Grundgehäuse durch eine manuelle Arretierung, z.B. ein Sicherungsstift, ein Spannmittel oder dergleichen, arretiert werden. Vorzugsweise jedoch kann die Drehhülse in der Bremsstellung gegenüber dem Grundgehäuse durch eine automatische und/oder selbsttätige Arretierung, z.B. eine Selbsthemmung des Schraubgetriebe, eine Raste oder dergleichen arretiert werden. Es wird somit eine Feststellbremse vorgeschlagen, welche sich durch hohe Betriebssicherheit auszeichnet, da ein selbsttätiges Lösen der Feststellbremse durch die Arretierung in der Bremsstellung verhindert wird.
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In einer bevorzugten Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Feststellbremse eine Arretierungseinrichtung aufweist, welche eine an dem Grundgehäuse angeordnete Raste und eine an der Drehhülse angeordnete Rastkontur umfasst. Insbesondere ist Arretierungseinrichtung als eine mechanische Arretierungseinrichtung ausgebildet, welche die Drehhülse und das Grundgehäuse zumindest in Richtung der Grundstellung durch einen Form- und/oder Kraftschluss arretiert. Besonders bevorzugt dient die Arretierungseinrichtung zur selbsttätigen Arretierung der Feststellbremse, wenn die Drehhülse relativ zu dem Grundgehäuse in die Bremsstellung verdreht wird. Hierzu ist die Raste in Richtung der Rastkontur mit einer Rastkraft beaufschlagt, sodass die Raste bei einer Verdrehung der Drehhülse in die Rastkontur selbsttätig einrastet. Die Rastkontur weist vorzugsweise mindestens eine Vertiefung auf, in welche die Rastkontur in der Bremsstellung eingreift, um die Drehhülse in Umlaufrichtung um die Drehachse via Formschluss zu sichern. Bevorzugt ist die Rastkontur stirnseitig an der Drehhülse angeordnet, wobei die Raste in axialer und/oder tangentialer Richtung in die Rastkontur einrastet. Besonders bevorzugt ist die Raste über eine Torsionsfeder zur Erzeugung der Rastkraft an dem Grundgehäuse abgestützt. Es wird somit eine Arretierungseinrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine sichere Arretierung der Feststellbremse auszeichnet, um die Drehhülse und das Grundgehäuse in der Bremsstellung gegen Verdrehen zu sichern.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehhülse bei einer Verdrehung von der Grundstellung in die Bremsstellung stufenweise an dem Grundgehäuse arretierbar ist. Insbesondere sind die Drehhülse und das Grundgehäuse in einem festgelegten Drehwinkelbereich relativ zueinander verdrehbar, wobei die Feststellbremse innerhalb des Drehwinkelbereichs in mehrere Bremsstellungen mit unterschiedlich hohen Feststellbremskräften unterteilt ist. Die Rastkontur ist als eine stufenförmige Drehrastkontur ausgebildet, in welche die Raste in festgelegten Drehwinkelabständen verrastbar ist. Die Drehrastkontur kann über den gesamten Drehwinkelbereich mehr als zwei, vorzugsweise mehr als zehn, im Speziellen mehr als zwanzig Raststufen aufweisen, wobei jede der Raststufen als eine Bremsstellung definiert ist. Insbesondere sind die Raststufen über den gesamten Drehwinkelbereich regelmäßig beabstandet und/oder gleichmäßig verteilt. Bevorzugt ist die Drehrastkontur an der axialen Stirnseite der Drehhülse angeordnet und in Umlaufrichtung von der Grundstellung in Richtung der maximalen Verdrehstellung abgestuft, sodass die Raste bei einer Verdrehung in die Bremsstellung an der Raststufe abgleitet und bei einer Verdrehung in die Grundstellung durch die Raststufe blockiert ist. Durch die stufenweise Arretierung kann ein verschleißbedingtes Spiel im Bremssystem ausgeglichen werden, sodass je nach Bedarf die erforderliche Bremsstufe durch den Benutzer gewählt werden kann, um eine geeignete Feststellbremskraft einzustellen.
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In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die Raste über einen zwischen einer Raststellung und einer Freigabestellung verschiebbaren Druckbolzen verschwenkbar an dem Grundgehäuse gelagert ist. Die Raste steht dabei in der Raststellung mit der Rastkontur in Eingriff und in der Freigabestellung mit der Rastkontur außer Eingriff. Insbesondere hat der Druckbolzen die Funktion die Arretierung zwischen Drehhülse und dem Grundgehäuse durch eine Überführung der Raste von der Raststellung in die Freigabestellung aufzuheben, um die Feststellbremse zu lösen. Dabei können die Drehhülse und das Grundgehäuse selbsttätig, z.B. aufgrund des Fluiddrucks, in die Grundstellung zurückgestellt werden, wenn die Arretierung gelöst wird. Vorzugsweise ist der Druckbolzen manuell, insbesondere per Hand betätigbar. Hierzu kann der Druckbolzen endseitig einen Druckknopf aufweisen, über welchen eine Druckkraft auf den Druckbolzen aufgebracht werden kann, um den Druckbolzen von der Raststellung in die Freigabestellung zu überführen. Die Raste ist vorzugsweise gegenüberliegend zu der Rastkontur an dem Grundgehäuse um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse durch eine Bolzenachse des Druckbolzens definiert ist. Besonders bevorzugt ist der Druckbolzen in einem an dem Grundgehäuse angeformten Lagerauge in axialer Richtung in Bezug auf die Schwenkachse zwischen der Raststellung und der Freigabestellung axial verschiebbar aufgenommen. Es wird somit eine Feststellbremse vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders komfortable Bedienung auszeichnet, wobei durch Aufbringen einer Druckkraft auf den Druckbolzen die Feststellbremse manuell gelöst werden kann.
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In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Druckbolzen in Richtung der Raststellung mit einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, sodass der Druckbolzen bei einer Überführung in die Freigabestellung selbsttätig in die Raststellung zurückgestellt wird. Insbesondere weist die Feststellbremse zur Erzeugung der Rückstellkraft eine Druckfeder auf, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Schwenkachse einerseits an dem Grundgehäuse, insbesondere dem Lagerauge und andererseits an dem Druckbolzen, insbesondere dem Druckkopf abgestützt ist. Insbesondere wird die Druckfeder bei einer Freigabe der Arretierung mit einer Druckkraft beaufschlagt und gestaucht, wobei die Druckfeder bei einer Reduzierung der Druckkraft wieder entspannt wird und den Druckbolzen mit der Rückstellkraft beaufschlagt. Im Speziellen ist die Druckfeder als eine Schraubendruckfeder ausgebildet, welche koaxial zur Schwenkachse angeordnet ist. Durch die Druckfeder wird somit sichergestellt, dass der Druckbolzen bzw. die Raste bei einer Freigabe der Arretierung stets selbsttätig in die Raststellung zurückgestellt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Drehhülse und das Grundgehäuse in Richtung der Grundstellung mit einer Federkraft bauschlagt sind, sodass die Drehhülse relativ zu dem Grundgehäuse selbsttätig in die Grundstellung zurückgestellt wird, wenn der Druckbolzen in die Freigabestellung überführt wird. Insbesondere dient die Federkraft dazu, eine Rückstellung der Drehhülse und des Grundgehäuses in die Grundstellung bei einer Freigabe der Arretierungseinrichtung zu unterstützen. Insbesondere weist die Feststellbremse eine weitere Torsionsfeder auf, welche in Umlaufrichtung um die Drehachse einerseits an der Drehhülse und andererseits an dem Grundgehäuse abgestützt ist, um die Drehhülse und das Grundgehäuse mit einer um die Drehachse gerichteten Federkraft zu beaufschlagen. Alternativ oder optional ergänzend weist die Feststellbremse eine weitere Druckfeder oder eine Zugfeder auf, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse zwischen Drehhülse und Grundgehäuse angeordnet ist, um die Drehhülse und das Grundgehäuse mit einer axial zur Drehachse gerichteten Federkraft zu beaufschlagen. Es wird somit eine Feststellbremse vorgeschlagen, bei welcher eine selbsttätige Rückstellung der Drehhülse und des Grundgehäuses beim Lösen der Arretierungseinrichtung sichergestellt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Drehhülse eine Zylinderbohrung und das Grundgehäuse endseitig einen Zylinderabschnitt aufweist, wobei der Zylinderabschnitt zur Bildung des Druckraum in der Zylinderbohrung verschiebbar aufgenommen ist. Insbesondere ist das Grundgehäuse mit dem Zylinderabschnitt in der Zylinderbohrung in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse axial verschiebbar aufgenommen. Besonders bevorzugt ist der Zylinderabschnitt über mindestens ein Dichtelement an einem Innenumfang der Zylinderbohrung dichtend abgestützt. Der Zylinderabschnitt ist in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse durch eine Durchgangsbohrung durchsetzt, welche den gehäuseseitigen Anschlussstutzen mit dem Druckraum strömungstechnisch verbindet.
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Es wird somit eine Feststellbremse vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders einfachen und robusten Aufbau auszeichnet.
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In einer weiteren Realisierung ist vorgesehen, dass die hülsenseitige Anschlussschnittstelle relativ zu der Drehhülse verdrehbar ist. Alternativ oder optional ergänzend ist die gehäuseseitige Anschlussschnittstelle relativ zu dem Grundgehäuse verdrehbar. Insbesondere können die hülsenseitige und/oder die gehäuseseitige Anschlussschnittstelle als ein Anschlussstutzen ausgebildet sein, welcher über eine Rotationsdichtung, z.B. ein O-Ring, in der Drehhülse bzw. dem Grundgehäuse fluiddicht angeordnet ist. Durch die Relativverdrehung zwischen den Anschlussschnittstellen kann die Verdrehung zwischen Grundgehäuse und Drehhülse verbessert werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Elektrokleinstfahrzeug, wie diese insbesondere bereits zuvor beschrieben wurden. Das Bremssystem weist eine Betriebsbremse zum Bremsen mindestens eines Rades des Fahrzeugs und einen Bremshebel zur Betätigung der Betriebsbremse auf, wobei der Bremshebel und die Betriebsbremse über eine Bremsleitung miteinander wirkverbunden sind. Insbesondere ist die Betriebsbremse als eine Vorderradbremse ausgebildet, welche zum Abbremsen eines oder mehrerer Vorderräder des Fahrzeugs dient. Alternativ ist die Betriebsbremse oder optional ergänzende eine weitere Betriebsbremse als eine Hinterradbremse ausgebildet, welche zum Abbremsen eines oder mehrerer Hinterräder des Fahrzeugs dient. Insbesondere dient der Bremshebel zur Betätigung der Vorderrad- und/oder Hinterradbremse. Optional ergänzend kann das Fahrzeug einen weiteren Bremshebel aufweisen, welcher baugleich und/oder identisch zu dem Bremshebel ausgebildet ist. Vorzugsweise dient dabei der eine Bremshebel zur Betätigung der Vorderradbremse und der andere Bremshebel zur Betätigung der Hinterradbremse. Bevorzugt sind der Bremshebel und der weitere Bremshebel gemeinsam an dem Lenker des Fahrzeugs angeordnet.
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Das Bremssystem weist eine Feststellbremse, wie diese bereits zuvor beschrieben wurde, auf, wobei die Feststellbremse zwischen dem Bremshebel und der Betriebsbremse, insbesondere der Vorderradbremse oder der Hinterradbremse, in die Bremsleitung eingebunden ist. Insbesondere ist das Bremssystem als ein geschlossenes, insbesondere luftdichtes, Bremssystem ausgebildet. Bei einer Betätigung der Feststellbremse wird ein Lüftspiel, insbesondere der Luftspalt zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag, der Betriebsbremse geschlossen und ein Systemdruck aufgebaut, welcher ausreicht, das Fahrzeug in seiner Position festzustellen. Insbesondere ist die Feststellbremse im Bereich des Lenkers und/oder nahe des Bremshebels angeordnet. Prinzipiell kann das Grundgehäuse an dem Fahrzeug, vorzugsweise an Lenker, befestigt sein, sodass die Feststellbremse einhändig, insbesondere durch drehen der Drehhülse betätigt wird. Vorzugsweise ist die Feststellbremse ausschließlich über die Bremsleitung gehalten, sodass die Feststellbrems beidhändig, insbesondere durch ein Verdrehen der Drehhülse und des Grundgehäuses relativ zueinander betätigt wird. Es wird somit ein Bremssystem vorgeschlagen, welches in einfacher Weise in das Bremssystem integriert werden kann und sich durch eine komfortable Bedienung auszeichnet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Elektrokleinstfahreugs mit einer Feststellbremse als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Schnittdarstellung einer Feststellbremse für das Elektrokleinstfahrzeug gemäß 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht der Feststellbremse gemäß 2;
- 4 eine Detailansicht einer Arretierungseinrichtung der Feststellbremse gemäß 3;
- 5 eine weitere perspektivische Ansicht der Feststellbremse gemäß 2.
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1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein mehrspuriges Elektrokleinstfahrzeug 1, welches in diesem Ausführungsbeispiel als ein Elektrotretroller oder Elektroscooter, auch als sogenannter E-Scooter bekannt, ausgebildet ist.
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Das Elektrokleinstfahrzeug 1 weist zwei Vorderräder 2 und ein Hinterrad 3 auf, welche an einem Fahrzeugrahmen 4 des Fahrzeugs 1 drehbar angeordnet sind. Dabei sind die Vorderräder 2 über einen Lenker 5 schwenkbeweglich mit dem Rahmen 4 verbunden, sodass die beiden Vorderräder 2 zur Lenkung des Fahrzeugs 1 über den Lenker 5 verschwenkt werden können.
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Das Elektrokleinstfahrzeug 1 weist eine elektrische Antriebsvorrichtung 6 auf, welche zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 1 dient. Hierzu ist die Antriebsvorrichtung 6 beispielsweise als ein in das Hinterrad 3 integrierter Elektromotor ausgebildet, welcher das Hinterrad 3 in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 antreibt.
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Das Fahrzeug 1 weist zudem ein Bremssystem 7 auf, welches zur Übertragung eines Bremsmoments auf die beiden Vorderräder 2 und optional auf das Hinterrad 3 während eines Fahrbetriebs dient. Hierzu weist das Bremssystem 7 eine Betriebsbremse 8 auf, wobei die Betriebsbremse 8 beispielsweise als eine Reibbremse ausgebildet, welche die beiden Vorderräder 2 durch Reibung abbremst. Beispielsweise kann die Betriebsbremse 8 als eine Scheibenbremse oder als eine Felgenbremse ausgebildet sein.
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Das Bremssystem 7 weist einen Bremshebel 9 auf, welcher zur manuellen Betätigung der Betriebsbremse 8 durch einen Fahrer des Fahrzeugs 1 dient. Der Bremshebel 9 ist hierzu an dem Lenker 5 angeordnet, wobei der Bremshebel 9 zum Abbremsen des Fahrzeugs 1 mit einer durch den Fahrer aufgebrachten Handkraft beaufschlagt werden kann. Der Bremshebel 9 ist über eine Bremsleitung 10 mit der Betriebsbremse 8 hydraulisch verbunden, wobei bei einer Betätigung des Bremshebels 9 eine Fluidsäule über die Bremsleitung 10 in Richtung der Betriebsbremse 8 verschoben wird, sodass eine Bremskraft erzeugt und die beiden Vorderräder 2 durch die Betriebsbremse 8 abgebremst werden.
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Um das Elektrokleinstfahrzeug 1 in einem Stillstand festzustellen, weist das Bremssystem 7 eine Feststellbremse 11 auf, welche zwischen dem Bremshebel 9 und der Bremsvorrichtung 8 in die Bremsleitung 10 integriert ist. Dabei ist das Bremssystem 7 als ein geschlossenes Bremssystem 7 ausgebildet, wobei sich ein derartiges Bremssystem 7 dadurch auszeichnet, dass kein Reservoir vorgesehen ist und somit luftdicht abgeschlossen ist. Die Feststellbremse 11 hat die Funktion eine Verkürzung der Bremsleitung zu simulieren, wobei in Abhängigkeit der Verkürzung, ein Lüftspiel zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag der Betriebsbremse 8 geschlossen und ein Systemdruck aufgebaut wird, welcher ausreicht, das Fahrzeug 1 in seiner Position festzustellen.
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2 zeigt die Feststellbremse 11 in einer perspektivischen Schnittdarstellung entlang einer Drehachse 100 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Feststellbremse 11 weist eine Drehhülse 12 und ein in der Drehhülse 12 abschnittsweise aufgenommenes Grundgehäuse 13 auf. Die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 sind in Bezug auf die Drehachse 100 koaxial zueinander angeordnet und in Umlaufrichtung 101 um die Drehachse 100 relativ zueinander verdrehbar.
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Die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 sind über ein Schraubgetriebe 14 relativ zueinander zwischen einer Grundstellung und einer Bremsstellung verdrehbar, wobei das Schraubgetriebe 14 ausgebildet ist, eine Drehbewegung 101 der Drehhülse 12 relativ zu dem Grundgehäuse 13 um die Drehachse 100 in eine Linearbewegung 102 zwischen der Drehhülse 12 und dem Grundgehäuse 13 entlang der Drehachse 100 umzusetzen. Beispielsweise kann das Schraubgetriebe 14 durch ein Steilgewinde gebildet sein, wobei unter einem Steilgewinde ein Gewinde mit großer Steigung im Verhältnis zum Durchmesser des Gewindes zu verstehen ist, sodass bei einer Umdrehung der Drehhülse 12 relativ zu dem Grundgehäuse 13 eine große axiale Bewegung entlang der Drehachse 100 umgesetzt wird. Hierzu kann die Drehhülse 12 ein Innengewinde und das Grundgehäuse 13 ein entsprechendes Außengewinde aufweisen.
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Zur Anbindung an die Bremsleitung 10 weist die Drehhülse 12 eine hülsenseitige Anschlussschnittstelle 15 und das Grundgehäuse 13 eine gehäuseseitige Anschlussschnittstelle 16 auf. Beispielsweise sind die beiden Anschlussschnittstellen 15, 16 durch einen Anschlussstutzen mit Tannenbaugeometrie gebildet, über welche jeweils ein Leitungsende der Bremsleitung 10 fluiddicht aufgepresst ist. Die beiden Anschlussschnittstellen 15, 16 sind in Bezug auf die Drehachse 100 koaxial zueinander angeordnet.
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Die Drehhülse 12 weist eine Zylinderbohrung 17 auf, welche sich koaxial zu der Drehachse 100 erstreckt. Das Grundgehäuse 13 weist endseitig einen Zylinderabschnitt 18 auf, welcher in der Zylinderbohrung 17 über ein Dichtelement 19, z.B. ein Dichtring, fluiddicht und in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 100 relativ zu der Zylinderbohrung 17 verschiebbar aufgenommen. Zwischen der Zylinderbohrung 17 und dem Zylinderabschnitt 18 ist ein Druckraum 20 gebildet, welcher in axialer Richtung einerseits durch den Zylinderabschnitt 18 und andererseits durch die Zylinderbohrung 17 begrenzt ist.
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Der Druckraum 20 ist strömungstechnisch mit der hülsenseitigen und der gehäuseseitigen Anschlussschnittstelle 15, 16 verbunden, sodass ein Strömungsweg der Bremsleitung 10 von der einen Anschlussschnittstelle 15, 16 über den Druckraum 20 zu der anderen Anschlussschnittstelle 15, 16 verläuft. Hierzu weist das Grundgehäuse 13 eine Durchgangsbohrung 21 auf, welche das Grundgehäuse 13 in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 100 durchsetzt, um die gehäuseseitige Anschlussschnittstelle 16 mit dem Druckraum 20 strömungstechnisch zu verbinden.
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Zur Betätigung der Feststellbremse 11 werden die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 relativ zueinander von der Grundstellung in die Bremsstellung verdreht, wobei die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 zugleich in axialer Richtung relativ zueinander bewegt werden. Dabei wird der Zylinderabschnitt 18 in axialer Richtung in die Zylinderbohrung 17 hineinbewegt und ein Volumen des Druckraums 20 reduziert, sodass ein Fluiddruck des Bremssystems 7 erhöht wird und eine Feststellbremskraft auf die Bremsvorrichtung übertragen wird. Anders ausgedrückt wird die hydraulische Strecke zwischen Bremshebel 9 und der Bremsvorrichtung 8 verkürzt, und damit eine Verschiebung der Bremsscheibe relativ zum Bremsbelag erzielt.
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3 zeigt die Feststellbremse 11, wie diese in 2 beschrieben wurde, in einer perspektivischen Darstellung. Die Drehhülse 12 weist einen hülsenseitigen Handgriffabschnitt 22 und das Grundgehäuse 13 weist einen gehäuseseitigen Handgriffabschnitt 23 auf, wobei die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 zur Übertragung der Drehbewegung 101 über die Handgriffabschnitte 22, 23 relativ zueinander per Hand um die Drehachse 100 verdrehbar sind. Der hülsenseitige Handgriffabschnitt 22 ist dabei durch einen Außenumfang der Drehhülse 12 gebildet. Der gehäuseseitige Handgriffabschnitt 24 schließt sich in axialer Richtung an den Zylinderabschnitt 18, wie in 2 gezeigt, an und ist durch einen Außenumfang des Grundgehäuses 13 gebildet.
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Um die Verdrehung zu erleichtern, verfügen die beiden Handgriffabschnitte 22, 23 über eine Antirutschkontur 24, damit mit den Händen ein entsprechendes Verdrehmoment auf die beiden Handgriffabschnitte 23, 22 aufgebracht werden kann. Beispielsweise ist die Antirutschkontur 24 durch eine Riffelung, insbesondere gleichmäßig am Außenumfang verteilte, in axialer Richtung verlaufende Stege gebildet. Die Feststellbremse 7 weist eine Arretierungseinrichtung 25 auf, welche dazu dient die Drehhülse 12 relativ zu dem Grundgehäuse 15 in der Bremsstellung zu arretieren und nachfolgend näher beschrieben ist.
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4 zeigt die in 3 beschriebene Arretierungseinrichtung 25 in einer Detailansicht. Die Arretierungseinrichtung 25 weist eine Raste 26 auf, welche an einem Druckbolzen 27 um eine Schwenkachse 103 schwenkbar gelagert ist. Hierzu weist das Grundgehäuse 13 einen Lagerabschnitt 28 auf, in welchem der Druckbolzen 27 aufgenommen ist. Der Lagerabschnitt 28 ist als ein in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 100 an das Grundgehäuse 13 angeformtes Lagerauge ausgebildet, durch welches der Druckbolzen 27 gesteckt.
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Die Drehhülse 12 weist gegenüberliegend zu der Raste 26 an ihrer axialen Stirnseite eine mehrstufige Rastkontur 29 auf, in welche die Raste 26 in festgelegten Drehwinkelabständen verrastbar ist. Die Rastkontur 29 weist hierzu eine Stufengeometrie auf, welche die Rastkontur 29 in Umfangsrichtung um die Drehachse 100 in mehrere Raststufen 30 unterteilt. Die Rastkontur 29 ist dabei so angepasst, dass die Raste 26 bei einer Verdrehung in einer Drehrichtung der Drehhülse 12 relativ zu dem Grundgehäuse 13 von selbst ausgelöst wird und über die Raststufen 30 rutscht. Die Rastkontur 29 ist hierzu in der Drehrichtung bzw. ausgehend von der Grundstellung in Richtung einer maximalen Verdrehstellung abgestuft, sodass eine Verdrehung in der Drehrichtung zulässig und in einer Gegendrehrichtung, insbesondere zurück in die Grundstellung, durch die stumpfe Seite der Raste 26 blockiert ist.
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Die Raste 26 ist in tangentialer Richtung zu der Rastkontur 29 angeordnet, wobei die Raste 26 in Richtung der Rastkontur 29 mit einer Rastkraft 104 beaufschlagt ist. Hierzu weist die Arretierungseinrichtung 25 eine Torsionsfeder 31 auf, welche einerseits an der Raste 26 und andererseits an dem Lagerabschnitt 28 abgestützt ist, um die Raste 26 mit einer um die Schenkachse S in Richtung der Rastkontur 29 orientierten Rastkraft 104 zu beaufschlagen. Insbesondere ist die Torsionsfeder 31 koaxial zu der Schwenkachse S zwischen der Raste 26 und dem Lagerabschnitt 28 angeordnet.
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Durch die mehrstufige Rastkontur 29 sind somit mehrere unterschiedliche Bremsstellungen definiert, sodass ein durch Verschleiß oder Leckage bedingtes Spiel des Bremssystems 7 ausgeglichen werden kann, und die Feststellbremse 11 jederzeit die erforderliche Feststellbremskraft aufbringen kann. Der Benutzer kann somit je nach Wunsch, Kraft oder Verschleißzustand beliebig viele der Raststufen 30 überspringen, um die gewünschte Feststellbremskraft zu realisieren.
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Um die Raste 26 und damit die Feststellbremse 11 wieder lösen zu können, ist der Druckbolzen 27 in axialer Richtung in Bezug auf die Schwenkachse 103 zwischen einer Raststellung und einer Freigabestellung verschiebbar in dem Lagerabschnitt 28 aufgenommen. Hierzu weist der Druckbolzen 27 an seinem der Raste 26 gegenüberliegenden Ende einen Druckknopf 32 auf, welcher per Hand durch den Benutzer gedrückt werden kann, um die Raste 26 von der Raststellung in die Freigabestellung zu überführen. Die Raste 26 ist hierzu in axialer Richtung in Bezug auf die Schwenkachse 103 fest mit dem Druckbolzen 27 verbunden. Die Raste 26 wird somit bei einer Überführung des Druckbolzens 27 von der Raststellung in die Freigabestellung relativ zu der Rastkontur 29 radial nach oben ausgesteuert, sodass die Blockade in Richtung der Grundstellung aufgehoben wird. Durch den erhöhten Fluiddruck im Bremssystem werden das Grundgehäuse 13 und die Drehhülse 12 in die Grundstellung selbsttätig zurückgestellt. Optional, kann die Rückstellung der Drehhülse 12 und des Grundgehäuses 13 in die Grundstellung auch durch eine weitere Torsions- oder Druckfeder, nicht dargestellt, zwischen der Drehhülse 12 und dem Grundgehäuses 13 unterstützt werden.
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Die Arretierungseinrichtung 25 weist zudem eine Druckfeder 33 auf, welche dazu dient den Druckbolzen 27 in Richtung der Raststellung mit einer Rückstellkraft 105 zu beaufschlagen. Die Druckfeder 33 ist hierzu koaxial zur Schwenkachse S zwischen dem Druckkopf 32 und dem Lagerabschnitt 28 angeordnet, wobei sich die Druckfeder 32 einerseits an dem Druckkopf 32 und andererseits an dem Lagerabschnitt 28 abstützt. Es wird somit eine komfortable Lösung der Arretierung vorgeschlagen, welche in einfacher Weise rein mechanisch durch eine Druckbewegung des Druckknopfs 32 gelöst werden kann und selbsttätig wieder in die Raststellung zurückgestellt wird.
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5 zeigt die Feststellbremse 11 in weiteren perspektivischen Ansicht. Die Drehhülse 12 und das Grundgehäuse 13 sind über die Drehbewegung 101 relativ zueinander in einem festgelegten Drehwinkelbereich verdrehbar, welcher einerseits durch die Grundstellung und anderseits durch die maximale Verdrehstellung begrenzt ist. Hierzu weist die Drehhülse 12 einen ersten und einen zweiten Endanschlag 34, 35 auf, wobei die Grundstellung durch den ersten Endanschlag 34 und die maximale Verdrehstellung durch den zweiten Endanschlag 35 definiert ist. Beispielsweise ist die Drehhülse 12 in der Grundstellung über den ersten Endanschlag 34 an der stumpfen Seite der Raste 26 abgestützt und in der maximalen Verdrehstellung über den zweiten Endanschlag 35 an einer Anschlagfläche 36 des Lagerabschnitts 28 abgestützt. Die Drehhülse 12 kann dabei innerhalb des Verdrehwinkelbereichs bzw. zwischen dem ersten und dem zweiten Endanschlag 34, 35 um beispielsweise maximal 180° relativ zu dem Grundgehäuse 13 verdreht werden, wobei die Grundstellung einer 0°-Stellung und die maximale Verdrehstellung einer 180°-Stellung entspricht.
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Ferner weist die Drehhülse 12 eine Führungskontur 37 auf, welche zur Führung der Raste 26 in der Freigabestellung dient. Die Führungskontur 37 erstreckt sich dabei parallel und/oder gleichgerichtet zu der Rastkontur 29 am Außenumfang der Drehhülse 12 und ist in Umfangsrichtung in Richtung der Grundstellung durch den ersten Endnaschlag 34 begrenzt. Wird die Raste 26 in einer Bremsstellung der Feststellbremse 11 von der Raststellung in die Freigabestellung ausgesteuert, kann die Raste 26 durch die einwirkende Rastkraft 104 in Richtung der Führungskontur 37 verschwenkt werden, wobei die Raste 26 beim Zurückdrehen der Drehhülse 12 und des Grundgehäuses 13 in die Grundstellung solange an der Führungskontur 37 anläuft bis der erste Endanschlag 34 erreicht ist. Ist der erste Endanschlag 34 erreicht, wird die Raste 26 aufgrund der einwirkenden Rückstellkraft 105 selbsttätig in die Raststellung zurückgestellt und die Drehhülse 12 in der Grundstellung verrastet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Vorderrad
- 3
- Hinterrad
- 4
- Fahrzeugrahmen
- 5
- Lenker
- 6
- Antriebsvorrichtung
- 7
- Bremssystem
- 8
- Betriebsbremse
- 9
- Bremshebel
- 10
- Bremsleitung
- 11
- Feststellbremse
- 12
- Drehhülse
- 13
- Grundgehäuse
- 14
- Schraubgetriebe
- 15
- erste Anschlussschnittstelle
- 16
- zweite Anschlussschnittstelle
- 17
- Zylinderbohrung
- 18
- Zylinderabschnitt
- 19
- Dichtelement
- 20
- Druckraum
- 21
- Durchgangsbohrung
- 22
- erster Handgriffabschnitt
- 23
- zweiter Handgriffabschnitt
- 24
- Antirutschkontur
- 25
- Arretierungseinrichtung
- 26
- Raste
- 27
- Druckbolzen
- 28
- Lagerabschnitt
- 29
- Rastkontur
- 30
- Raststufen
- 31
- Torsionsfeder
- 32
- Druckkopf
- 33
- Druckfeder
- 34
- erster Endanschlag
- 35
- zweiter Endanschlag
- 36
- Anschlagfläche
- 37
- Führungskontur
- 100
- Drehachse
- 101
- Drehbewegung
- 102
- Linearbewegung
- 103
- Schwenkachse
- 104
- Rastkraft
- 105
- Rückstellkraft
