DE102023104828B4 - Bremsvorrichtung ausgebildet zur Rückgewinnung thermischer Energie; sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Bremsvorrichtung ausgebildet zur Rückgewinnung thermischer Energie; sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (20), mit einer zwei erste Reibplatten (2) aufweisenden, gehäusefesten Bremseinheit (3) und einer, mindestens eine zweite Reibplatte (4) aufweisenden, relativ zu einem Gehäuse (5) drehbar gelagerten Rotationseinheit (6), wobei die ersten Reibplatten (2) in axialer Richtung wechselweise mit der mindestens einen zweiten Reibplatte (4) angeordnet sind, und wobei die ersten Reibplatten (2) jeweils mit einem Verlängerungsabschnitt (7) radial nach außen über die mindestens eine zweite Reibplatte (4) hinausragen und die Verlängerungsabschnitte (7) innerhalb eines zur Rückgewinnung thermischer Energie ausgebildeten Fluidraums (8) angeordnet sind, welcher Fluidraum (8) in radialer Richtung nach innen durch axial zwischen den Verlängerungsabschnitten (7) eingesetzte Dichtelemente (9) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (20) mit dieser Bremsvorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einer zwei erste Reibplatten aufweisenden, gehäusefesten Bremseinheit und einer, mindestens eine zweite Reibplatte aufweisenden, relativ zu einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotationseinheit, wobei die ersten Reibplatten in axialer Richtung der Bremsvorrichtung wechselweise mit der mindestens einen zweiten Reibplatte angeordnet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug an sich, mit einer elektrischen Antriebsmaschine sowie zumindest einer Bremsvorrichtung.
  • Gattungsgemäße Bremsvorrichtungen, wie sie beispielsweise als Schaltelemente in Getrieben eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart beispielsweise die CN 112576652 A eine Bremsvorrichtung für eine Wellenanordnung.
  • Es besteht prinzipiell der Bedarf die vom Kraftfahrzeug im Betrieb zur Verfügung gestellte Bewegungsenergie im Bremsvorgang möglichst effizient zurückzugewinnen. Insbesondere für an den Rädern vorgesehene Bremsvorrichtungen gilt es den Wirkungsgrad weiter zu verbessern.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsvorrichtung für ein teil- oder vollelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, durch die ein hinsichtlich des Wirkungsgrades weiter optimierter Betrieb des Kraftfahrzeuges ermöglicht wird.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die ersten Reibplatten jeweils mit einem Verlängerungsabschnitt radial nach außen über die mindestens eine zweite Reibplatte hinausragen und die Verlängerungsabschnitte (der ersten Reibplatten) innerhalb eines zur Rückgewinnung thermischer Energie ausgebildeten Fluidraums angeordnet sind, welcher Fluidraum in radialer Richtung nach innen durch axial zwischen den Verlängerungsabschnitten eingesetzte Dichtelemente flüssigkeitsdicht abgedichtet ist.
  • Als Folge daraus wird der eigentliche, der Bremsung dienende Reibbereich / Kontaktbereich zwischen den Reibplatten trocken laufend ausgebildet, welcher Reibbereich jedoch effizient durch den Fluidraum (passiv / indirekt) gekühlt wird. Der Fluidraum ist dabei möglichst nahe zu dem die thermische Energie im Betrieb zur Verfügung stellenden Reibbereich der Reibplatten angeordnet und kann in bereits vorhandene thermische Managementsysteme des Kraftfahrzeuges einfach integriert werden. Insbesondere können bei dieser Lösung im Vergleich zu nasslaufenden Bremsen aufwändige Filtereinrichtungen zum Herausfiltern vom Bremsabrieb vermieden werden.
  • Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Demnach ist es auch von Vorteil, wenn ferner ein weiteres Dichtelement vorhanden ist, das axial zwischen einem der Verlängerungsabschnitte und dem Gehäuse / einem Scheibenbereich des Gehäuses wirkend eingesetzt ist. Das weitere Dichtelement kann dabei der einfacheren Herstellung halber gleich wie die zwischen den Reibplatten eingesetzten Dichtelemente ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine möglichst einfache Herstellbarkeit der notwendigen Dichtelemente.
  • Der Aufbau der Bremsvorrichtung wird auch dadurch vereinfacht, wenn die Dichtelemente jeweils als ein axial elastisches Federelement ausgebildet sind. Die Dichtelemente dienen somit zugleich als Feder, die in axialer Richtung als Druckfeder fungiert, und die ersten Reibplatten in einem inaktiven / unbetätigten Zustand der Bremsvorrichtung außer Reibeingriff mit der mindestens einen zweiten Reibplatte zu positionieren.
  • Als für die Federfunktion vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das jeweilige Dichtelement einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Dieser lässt sich auch möglichst kompakt einfach herstellen.
  • Diesbezüglich ist es zudem von Vorteil, wenn das jeweilige Dichtelement einen Basisabschnitt aus Federblech oder Kunststoff und eine auf den Basisabschnitt aufgebrachte Kunststoffbeschichtung (Elastomer), die die eigentliche Abdichtungsfunktion übernimmt, ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine geschickte Herstellung des Dichtelementes.
  • Für einen einfachen Aufbau ist es zweckmäßig, wenn die ersten Reibplatten als (vorzugsweise unbeschichtete) Stahllamellen ausgebildet sind. Dadurch findet eine gute Wärmeübertragung zu den Verlängerungsabschnitten statt, um auch dort eine möglichst hohe Kühlwirkung zu erzielen.
  • Zudem ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine zweite Reibplatte als eine mit einem Reibbelag versehene Reiblamellen ausgebildet ist. Dadurch wird eine geeignete Bremswirkung erzielt.
  • Zudem ist es zweckmäßig, wenn die ersten Reibplatten jeweils radial zwischen der radialen Außenseite der mindestens einen zweiten Reibplatte und einem an ihnen anliegenden Dichtelement mit mindestens einem axialen Durchgangsloch versehen sind. Weiter bevorzugt sind in Umfangsrichtung verteilt mehrere dieser Durchgangslöcher in die jeweilige erste Reibplatte eingebracht. Dadurch wird ein im Betrieb entstehender Bremsstaub effektiv abgeleitet.
  • Des Weiteren ist es für eine optimale Kühlwirkung vorteilhaft, wenn der in dem Fluidraum angeordnete Verlängerungsabschnitt der jeweiligen ersten Reibplatte mit mindestens einem axialen Durchgangskanal, weiter bevorzugt mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten axialen Durchgangskanälen, ausgebildet ist.
  • Um den Aufbau der Bremsvorrichtung möglichst einfach zu halten, ist es auch von Vorteil, wenn ein die Bremsvorrichtung betätigendes Stellorgan an einem außerhalb des Fluidraums angeordneten Anlagebereich der ersten Reibplatten oder der zweiten Reibplatten anliegt.
  • Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Gehäuse einen an den Fluidraum angeschlossenen Einlass und Auslass aufweist. Damit ist es besonders einfach mit bestehenden Fluidmanagementsystemen koppelbar.
  • Besonders bevorzugt weist die Bremsvorrichtung drei erste Reibplatten und zwei zweite Reibplatten auf. Dadurch ergibt sich ein geeigneter Kompromiss zwischen einer ausreichenden Drehmomentübertragbarkeit und einem geringen Herstellaufwand.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug an sich, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine und eine zwischen der Antriebsmaschine und zumindest einem Rad oder an der Antriebsmaschine wirkend eingesetzte, erfindungsgemäße Bremsvorrichtung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei der Fluidraum der Bremsvorrichtung mittels eines Leitungssystems mit einer Wärmesteuerungseinrichtung verbunden ist.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine trockene Lamellenbremse (Bremsvorrichtung) mit einer Wärmeübertragungseinrichtung vorgesehen. Vorgeschlagen wird diese Lamellenbremse insbesondere als ergänzendes Bremssystem in einem batterieelektrischen Fahrzeug einzusetzen. Die Lamellenbremse ergänzt dabei die Rekuperation des elektrischen Motors (Antriebsmaschine) in Fahrsituationen, in denen dieser nicht die vollständige Bremsenergie aufnehmen kann. Das sind zum Beispiel Fahrsituationen mit niedriger Geschwindigkeit / Drehzahl bzw. bei einem Halten zum Stillstand oder bei Bremsvorgängen bei niedriger Temperatur. Die Lamellenbremse weist Außenlamellen aus Stahl und Belaglamellen als Innenlamellen auf, um den Durchmesser der Reibbeläge wegen der hohen Drehzahlen und der daraus resultierenden Fliehkräfte möglichst klein zu halten. Die Wärme wird am radial äußeren Ende der Stahllamellen abgenommen. Daher wird die Kühlflüssigkeit mit Hilfe von Dichtungen (Dichtelementen; vorzugsweise einem Blech und/oder einem Elastomer) im radial äußeren Bereich der Stahllamellen gehalten. Der Außenlamellenträger begrenzt den Kühlflüssigkeitsraum an der radial äußeren Seite. Dieser besitzt einen Kühlflüssigkeitszufluss (Einlass) und einen Kühlflüssigkeitsabfluss (Auslass), die mit dem Thermomanagement des batterieelektrischen Fahrzeugs verbunden sind und die Wärme aus dem mechanischen Reibkontakt nutzbar machen.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
    • 2 eine Längsschnittdarstellung der Bremsvorrichtung, ähnlich zu 1, unter Veranschaulichung der im Betrieb auftretenden Wärmeströmungen,
    • 3 eine weitere Längsschnittdarstellung der Bremsvorrichtung in einem Bereich, in dem auch ein Einlass und ein Auslass an einem Gehäuse der Bremsvorrichtung zu erkennen sind, sowie
    • 4 eine stark vereinfachte Darstellung eines mehrere erfindungsgemäße Bremsvorrichtungen aufweisenden Kraftfahrzeuges.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 1 ist in ihrem Aufbau in den 1 bis 3 gut zu erkennen. Die Bremsvorrichtung 1 ist unter Berücksichtigung der 4 in ihrem bevorzugten Einsatzbereich in einem Kraftfahrzeug 20 eingesetzt. Die Bremsvorrichtung 1 ist in dieser Ausführung zwischen einer elektrischen Antriebsmaschine 21 des Kraftfahrzeugs 20 und einem Rad 22a des Kraftfahrzeuges 20 wirkend eingesetzt. Die Bremsvorrichtung 1 ist auf übliche Weise zwischen einem aktiven / betätigten Zustand, in dem sie bremsend auf das Rad 22a bzw. auf den mit dem Rad 22a verbundenen Antrieb einwirkt, und einem inaktiven / unbetätigten Zustand, in dem sie das Rad 22a / den Antrieb freigibt / nicht abbremst, umschaltbar. Die Bremsvorrichtung 1 kann ferner auch in weiteren Ausführungen direkt in / an der elektrischen Antriebsmaschine 21 des Kraftfahrzeugs 20 wirkend eingesetzt werden.
  • Es sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass es alternativ auch möglich ist, mehrere Bremsvorrichtungen 1 einzusetzen, bspw. für jedes Rad 22a bis 22d eine eigene Bremsvorrichtung 1. Es ist wiederum in weiteren Ausführungsformen auch denkbar, wenn lediglich jene Räder 22a, 22b über eine Bremsvorrichtung 1 verfügen, die direkt durch die elektrische Antriebsmaschine 21 des Kraftfahrzeugs 20 angetrieben sind. In 4 sind dies die vorderen Räder 22a, 22b (/ Vorderräder) des Kraftfahrzeuges 20. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es jedoch prinzipiell auch möglich, die hinteren Räder 22c, 22d (/ Hinterräder) mit jeweils einer Bremsvorrichtung 1 auszustatten.
  • Der Aufbau der jeweiligen Bremsvorrichtung 1 ist unter Zusammenschau der 1 bis 3 näher zu erkennen. Die Bremsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 5 auf, das im Betrieb mit einem kraftfahrzeugrahmenfesten Bestandteil verbunden ist. In dieser Ausführung sind insgesamt drei erste Reibplatten 2 vorhanden. Die ersten Reibplatten 2 mit dem Gehäuse 5 bilden somit eine Bremseinheit 3 / Blockiereinheit der Bremsvorrichtung 1 aus, die im Betrieb ortsfest / gehäusefest / fahrzeugrahmenfest angebracht ist. Die ersten Reibplatten 2 sind axial verschiebbar, jedoch drehfest an dem Gehäuse 5, nämlich einem Träger 29 des Gehäuses 5, aufgenommen. Die ersten Reibplatten 2 sind ferner als Stahllamellen realisiert, die unbeschichtet sind.
  • Relativ zu der Bremseinheit 3 ist eine Rotationseinheit 6 der Bremsvorrichtung 1 verdrehbar gelagert. Die Rotationseinheit 6 weist mehrere zweite Reibplatten 4 auf. In dieser Ausführung sind zwei zweite Reibplatten 4 vorhanden. Die drei ersten Reibplatten 2 sind in axialer Richtung abwechselnd mit den zweiten Reibplatten 4 angeordnet.
  • Die zweiten Reibplatten 4 sind zu ihrer radialen Innenseite hin drehfest miteinander verbunden / aneinander abgestützt, jedoch axial relativ zueinander beweglich gelagert. Ferner ist die Rotationseinheit 6 mit einer zentralen Welle 26 verbunden. Die Welle 26 ist auf übliche Weise mit dem der Bremsvorrichtung 1 zugeordneten Rad 22a bis 22d drehfest verbunden. Hier ist die Welle 26 über ein Stützlager 27 an dem Gehäuse 5 gelagert.
  • Die zweiten Reibplatten 4 sind als Reiblamellen realisiert und weisen jeweils zumindest einen Reibbelag 11 auf. Der Reibbelag 11 kann dabei mehrteilig oder einteilig sein und ist auf einem Trägerelement 30 der zweiten Reibplatte 4 aufgenommen. Das Trägerelement 30 ist dann weiter mit einem Nabenabschnitt 31a, 31b verbunden. Das Trägerelement 30 ist dabei derart ausgebildet, dass es in axialer Richtung federelastisch verbiegbar / verlagerbar ist.
  • Ein (erster) Nabenabschnitt 31a einer der beiden zweiten Reibplatte 4 nimmt zu seiner radialen Außenseite hin einen (zweiten) Nabenabschnitt 31b der anderen der beiden zweiten Reibplatten 4 drehfest auf. Hierzu ist eine Kerbverzahnung als drehfeste Verbindung vorhanden. Zudem ist der erste Nabenabschnitt 31a auf einer entsprechenden Steckverzahnung 32 der Welle 26 drehfest, jedoch axial verschieblich, aufgenommen.
  • Es ist zu erkennen, dass jede erste Reibplatte 2 über einen Verlängerungsabschnitt 7 verfügt, der in radialer Richtung nach außen die zweiten Reibplatten 4 überragt. Die Verlängerungsabschnitte 7 der drei ersten Reibplatten 2 sind hier im Wesentlichen in radialer Richtung gleich lang, das heißt mit dem gleichen Außendurchmesser, ausgebildet. Somit weist jede erste Reibplatte 2 einen Reibbereich 33 / Kontaktbereich, der im Betrieb unmittelbar in radialer Richtung auf gleicher Höhe mit den zweiten Reibplatten 4 befindlich ist und direkt in reibkraftschlüssigen Kontakt mit den zweiten Reibplatten 4 bringbar ist, und einen Verlängerungsabschnitt 7, der radial außerhalb dieses Reibbereichs 33 (direkt anschließt) und stoffeinteilig mit dem Reibbereich 33 ausgeformt ist, auf.
  • Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die gegenständlich verwendeten Richtungsangaben axial, radial und in Umfangsrichtung in Bezug auf eine zentrale Drehachse 28 der Welle 26 zu sehen sind. Unter axial / axialer Richtung ist folglich eine Richtung entlang / parallel zu der Drehachse 28, unter radial / radialer Richtung eine Richtung senkrecht zur Drehachse 28 und unter Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer koaxial um die Drehachse 28 umlaufenden Kreislinie zu verstehen.
  • Erfindungsgemäß ist nun radial außerhalb des Reibbereiches 33 und somit auch radial außerhalb der zweiten Reibplatten 4 ein Fluidraum 8 angeordnet. Der Fluidraum 8 ist gegenüber den Reibbereichen 33 abgedichtet, sodass die Reibbereiche trocken laufend umgesetzt sind. Insbesondere befinden sich die Verlängerungsabschnitte 7 in dem Fluidraum 8.
  • Der Fluidraum 8 ist durch mehrere Dichtbestandteile zu seiner radialen Innenseite hin abgedichtet. Zum einen sind zwei erste Dichtelemente 9 vorhanden, wovon je ein erstes Dichtelement 9 axial zwischen zwei der ersten Reibplatten 2 angeordnet ist. Ferner ist ein weiteres (zweites) Dichtelement 35 axial zwischen einem Scheibenbereich 25 des Gehäuses 5 / Trägers 29 und einer axial endseitig (in einer ersten axialen Richtung) angeordneten ersten Reibplatte 2 eingesetzt. Die drei Dichtelemente 9, 35 sind als Gleichteile umgesetzt. Die drei Dichtelemente 9, 35 sind jeweils mit einem V-förmigen Querschnitt 10 realisiert und laufen ringförmig um. Die Dichtelemente 9, 35 dienen zugleich als axiale Vorspanneinrichtung, die axial zusammenstauchbar sind. Die Dichtelemente 9, 35 sind insbesondere als Druckfedern ausgebildet, die derart ausgebildet sind, dass sie im inaktiven Zustand der Bremsvorrichtung 1 die ersten Reibplatten 2 axial auseinander / voneinander wegdrücken.
  • Es ist zudem zu erkennen, dass eine weitere zur Abdichtung des Fluidraums 8 dienende Dichtkontur 34 / Anlagekontur axial zwischen dem dem Scheibenbereich 25 axial abgewandten Abschnitt des Gehäuses 5, hier ausgebildet als Stützscheibe 13, und einer wiederum axial endseitig (in einer, der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung) angeordneten ersten Reibplatte 2 angeordnet ist. Diese Dichtkontur 34 läuft ringförmig um und ist bevorzugt an dieser axial endseitig (in einer, der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung) angeordneten ersten Reibplatte 2 angebracht / angeformt.
  • Alle Dichtbestandteile aufweisend die Dichtelemente 9, 35 und die Dichtkontur 34 sind allesamt radial außerhalb der zweiten Reibplatten 4 in Anlage mit der jeweiligen ersten Reibplatte 2 angeordnet. Die Dichtelemente 9, 35 und die Dichtkontur 34 befinden sich in radialer Richtung auf gleicher Höhe.
  • Zudem ist in 1 zu erkennen, dass die beiden axial außen gelegenen ersten Reibplatten 2 mit mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten axialen Durchgangslöchern 14 versehen sind, wobei sich diese Durchgangslöcher 14 radial zwischen den Dichtelementen 9, 35 und den zweiten Reibplatten 4 und somit außerhalb des Fluidraums 8 befinden. Die Durchgangslöcher 14 sind insbesondere radial außerhalb einer radialen Außenseite 12 der mindestens einen zweiten Reibplatte 4 und einem an ihnen anliegenden Dichtelement 9 mit mindestens einem axialen versehen sind Durch die Durchgangslöcher 14 wird im Betrieb Bremsstaub abgeführt.
  • Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass es ferner vorteilhaft ist, wenn die jeweiligen ersten Reibplatten 2 in ihrem Verlängerungsabschnitt 7 mit weiteren axialen Durchgangskanälen 15 versehen sind, die als Strömungspassagen dienen und somit dazu dienen, das im Betrieb im Fluidraum 8 befindliche Kühlmedium zirkulieren zu lassen. Dabei weist jede erste Reibplatten 2 bevorzugt mehrere in Umfangsrichtung verteilte Durchgangskanäle 15 auf.
  • Zudem ist in Verbindung mit 3 ersichtlich, dass das Gehäuse 5 auf übliche Weise über einen Einlass 18 und einen Auslass 19 verfügt, über die der Fluidraum 8 im Betrieb mit Kühlmedium versorgt wird und über die das im Fluidraum 8 erhitzte Kühlmedium wiederum aus dem Gehäuse 5 herausgeleitet werden kann.
  • Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Bremsvorrichtung 1 üblicherweise auch über eine Betätigungsvorrichtung verfügt, die in 3 seitens ihres Stellorgans 16 angedeutet ist. Das Stellorgan 16 befindet sich in axialer Richtung in unmittelbarer Anlage mit einem Anlegebereich 17 der ersten Reibplatte 2 und dient zum Umschalten zwischen dem aktiven und dem inaktiven Zustand.
  • Zurückkommend auf 4 sei zudem darauf hingewiesen, dass der Fluidraum 8 der Bremsvorrichtung 1 im Betrieb (mittels eines Leitungssystems 23) mit einer Wärmesteuerungseinrichtung 24 verbunden ist. Die Wärmesteuerungseinrichtung 24 ist ein Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeuges 20 und nutzt die seitens der Bremsvorrichtung 1 im Betrieb zur Verfügung gestellte Wärmeenergie zum weiteren Aufwärmen bestimmter Bestandteile des Kraftfahrzeuges 20.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt wird erfindungsgemäß ein ergänzendes Bremssystem (Bremsvorrichtung 1) am Antriebsstrang oder an der Achse ohne Antrieb angebracht. Dieses Bremssystem ergänzt die Rekuperation des E-Motors in Fahrsituationen, wo diese nicht die vollständige Bremsenergie aufnehmen kann. Das sind zum Beispiel Fahrsituationen mit niedriger Geschwindigkeit / Drehzahl bzw. Halten zum Stillstand oder Bremsvorgänge bei niedriger Temperatur. Der Vorteil einer zusätzlichen, gekapselten Bremse ist es, dass die Bremsenergie als Wärme an das Thermomanagement weitergeben kann (ohne dass die Energie zwischendurch in der Batterie gespeichert werden muss). Zudem werden Bremsstaubpartikel nicht an die Umwelt gegeben.
  • Bei der gegenständlichen Anordnung handelt es sich um ein Lamellenbremssystem mit mehreren Reibflächen, um den Durchmesser der Reibbeläge wegen der hohen Drehzahlen und der daraus resultierenden Fliehkräfte möglichst klein zu halten. Die Wärme soll am äußeren Ende der Lamellen abgenommen werden. Daher wird die Kühlflüssigkeit mit Hilfe von Dichtungen (Dichtelemente 9, 35; Blech oder Elastomer oder kombiniert) im äußeren Bereich der Lamellen gehalten. Der Außenlamellenträger begrenzt den Kühlflüssigkeitsraum an der äußeren Seite. Dieser besitzt einen Kühlflüssigkeitszufluss und einen -abfluss, die mit dem Thermomanagement des BEVs verbunden sind und die Wärme aus dem mechanischen Reibkontakt nutzbar machen.
  • In 1 ist die Welle 26 zu sehen, die mit dem Antrieb und den Rädern gekoppelt ist. Diese kann optional noch mit einem Stützlager 27 versehen werden. Auf der Welle befindet sich eine Verzahnung, die ein axiales Verschieben der rotierenden Reiblamellen (zweite Reibplatten 4) ermöglicht. Um die Reiblamellen auch zueinander axial verschiebbar zu machen, gibt es eine zweite Verzahnung, die sich auf der Nabe befindet, an der die eine Reiblamelle befestigt ist. Diese Verzahnung greift in die Mitnehmerscheibe der weiteren Reiblamelle. Zwischen den Reiblamellen und an den beiden Stirnseiten befinden sich Stahllamellen (erste Reibplatten 2), die tangential formschlüssig (z.B. mit einer Verzahnung) mit dem Lamellenträger in Verbindung stehen, axial aber ebenfalls verschiebbar sind. Radial außerhalb des Reibkontakts zwischen den Lamellen befinden sich Dichtelemente 9 zwischen den Stahllamellen, um zusammen mit dem Lamellenträger einen geschlossenen Raum auszubilden, in dem sich Kühlflüssigkeit befindet.
  • 3 zeigt: Die Dichtelemente sind so ausgebildet, dass bei einer axialen Betätigung der Lamellen - mit der das Lüftspiel geschlossen und die Normalkraft für das Bremsmoment aufgebracht wird - weiterhin ein abgedichteter Raum besteht und die Kühlflüssigkeit nicht nach außen dringt. Außerdem können sie optional auch als Rückstellelemente dienen, um ein korrektes Lüftspiel beim Öffnen der Lamellenbremse zu gewährleisten.
  • An den Stahllamellen können sich Öffnungen befinden, die einen Austrag des Bremsstaubs aus den Reibkontakten ermöglichen.
  • Die Trägerbleche der Reiblamellen können optional axial weich ausgeführt sein, um ein korrektes Anlegen der Reibflächen zueinander zu gewährleisten. Außerdem haben sie vorzugsweise einen kleinen Querschnitt, um den Wärmefluss ins Radial-Innere der Bremsanordnung zu erschweren.
  • Die Bremsanordnung besitzt außerdem eine Betätigungseinrichtung (hydraulisch oder elektromechanisch), die nicht dargestellt ist. Um oder an der Betätigungseinrichtung können noch zusätzliche Gehäuseteile angebracht sein (oder der Lamellenträger ist entsprechend ausgebildet), durch die eine gekapselte Bremsanordnung entsteht, die verhindert, dass Bremsstaub in die Umwelt emittiert wird.
  • 2: Die Wärme, die im Reibkontakt zwischen Stahl- und Reiblamellen erzeugt wird, gelangt durch die hohe Wärmeleitfähigkeit und den größeren Querschnitt der Stahllamellen zum großen Teil an den äußeren Randbereich der Stahllamellen, wo sie von der Kühlflüssigkeit aufgenommen wird. Die Kühlflüssigkeit, die vom Thermomanagement des Fahrzeugs bereitgestellt wird, wird mit Hilfe einer Kühlmittelzufuhr in den geschlossenen Raum eingeleitet und an geeigneter Stelle wieder ausgeleitet. Im äußeren Bereich der Stahllamellen befinden sich Öffnungen, durch die die Kühlflüssigkeit in axialer Richtung strömen kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bremsvorrichtung
    2
    erste Reibplatte
    3
    Bremseinheit
    4
    zweite Reibplatte
    5
    Gehäuse
    6
    Rotationseinheit
    7
    Verlängerungsabschnitt
    8
    Fluidraum
    9
    erstes Dichtelement
    10
    Querschnitt
    11
    Reibbelag
    12
    Außenseite
    13
    Stützscheibe
    14
    Durchgangsloch
    15
    Durchgangskanal
    16
    Stellorgan
    17
    Anlagebereich
    18
    Einlass
    19
    Auslass
    20
    Kraftfahrzeug
    21
    Antriebsmaschine
    22a
    erstes Rad
    22b
    zweites Rad
    22c
    drittes Rad
    22d
    viertes Rad
    23
    Leitungssystem
    24
    Wärmesteuerungseinrichtung
    25
    Scheibenbereich
    26
    Welle
    27
    Stützlager
    28
    Drehachse
    29
    Träger
    30
    Trägerelement
    31a
    erster Nabenabschnitt
    31b
    zweiter Nabenabschnitt
    32
    Steckverzahnung
    33
    Reibbereich
    34
    Dichtkontur
    35
    zweites Dichtelement

Claims (10)

  1. Bremsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (20), mit einer zwei erste Reibplatten (2) aufweisenden, gehäusefesten Bremseinheit (3) und einer, mindestens eine zweite Reibplatte (4) aufweisenden, relativ zu einem Gehäuse (5) drehbar gelagerten Rotationseinheit (6), wobei die ersten Reibplatten (2) in axialer Richtung wechselweise mit der mindestens einen zweiten Reibplatte (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reibplatten (2) jeweils mit einem Verlängerungsabschnitt (7) radial nach außen über die mindestens eine zweite Reibplatte (4) hinausragen und die Verlängerungsabschnitte (7) innerhalb eines zur Rückgewinnung thermischer Energie ausgebildeten Fluidraums (8) angeordnet sind, welcher Fluidraum (8) in radialer Richtung nach innen durch axial zwischen den Verlängerungsabschnitten (7) eingesetzte Dichtelemente (9) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist.
  2. Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Dichtelement (35) vorhanden ist, das axial zwischen einem der Verlängerungsabschnitte (7) und dem Gehäuse (5) wirkend eingesetzt ist.
  3. Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Dichtelement (9, 35) als ein axial elastisches Federelement ausgebildet ist.
  4. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Dichtelement (9, 35) einen V-förmigen Querschnitt (10) aufweist.
  5. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reibplatten (2) als Stahllamellen ausgebildet sind und/oder die mindestens eine zweite Reibplatte (4) als eine mit einem Reibbelag (11) versehene Reiblamelle ausgebildet ist.
  6. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reibplatten (2) jeweils radial zwischen der radialen Außenseite (12) der mindestens einen zweiten Reibplatte (4) und einem an ihnen anliegenden Dichtelement (9, 35) mit mindestens einem axialen Durchgangsloch (14) versehen sind.
  7. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Fluidraum (8) angeordnete Verlängerungsabschnitt (7) der jeweiligen ersten Reibplatte (2) mit mindestens einem axialen Durchgangskanal (15) ausgebildet ist.
  8. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Bremsvorrichtung (1) betätigendes Stellorgan (16) an einem außerhalb des Fluidraums (8) angeordneten Anlagebereich (17) der ersten Reibplatten (2) oder der mindestens einen zweiten Reibplatte (4) anliegt.
  9. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen an den Fluidraum (8) angeschlossenen Einlass (18) und Auslass (19) aufweist.
  10. Kraftfahrzeug (20) mit einer elektrischen Antriebsmaschine (21) und einer zwischen der Antriebsmaschine (21) und zumindest einem Rad (22a, 22b, 22c, 22d) oder an der Antriebsmaschine (21) wirkend eingesetzten Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Fluidraum (8) der Bremsvorrichtung (1) mittels eines Leitungssystems (23) mit einer Wärmesteuerungseinrichtung (24) verbunden ist.
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