WO2021000987A1 - Braking device for an electric bicycle and electric bicycle having the braking device - Google Patents

Braking device for an electric bicycle and electric bicycle having the braking device Download PDF

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WO2021000987A1
WO2021000987A1 PCT/DE2020/100462 DE2020100462W WO2021000987A1 WO 2021000987 A1 WO2021000987 A1 WO 2021000987A1 DE 2020100462 W DE2020100462 W DE 2020100462W WO 2021000987 A1 WO2021000987 A1 WO 2021000987A1
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WO
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brake
piston
actuating
braking device
section
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/100462
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German (de)
French (fr)
Inventor
Simon Ortmann
Philippe Wagner
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/36Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side
    • F16D55/40Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side actuated by a fluid-pressure device arranged in or one the brake
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D65/16Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
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    • F16D65/186Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with full-face force-applying member, e.g. annular
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    • F16D2055/0004Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0058Fully lined, i.e. braking surface extending over the entire disc circumference
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    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/02Fluid pressure
    • F16D2121/04Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure

Definitions

  • the invention relates to a braking device for an electric bicycle with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric bicycle with the braking device.
  • braking devices for braking a wheel of bicycles, in particular of electrically assisted bicycles, are known. These braking devices are usually designed as rim brakes or disc brakes, such braking devices being arranged outside the wheel. There are also known braking devices which are integrated into the wheel, in particular in combination with a wheel hub motor.
  • the document DE 10 2010 032 853 A1 which probably forms the closest prior art, discloses a wheel hub motor with a stator that is connected to a wheel axle in a rotationally fixed manner, with a rotor for driving an impeller that rotates in a rotor housing relative to the stator the wheel axle is mounted, the rotor housing forming a hub housing and the motor being switchable to a generator mode in which it functions as a regenerative brake.
  • a mechanical auxiliary brake device is also arranged in the rotor housing, which in addition to the regenerative brake can be activated via an actuating mechanism.
  • the additional brake device is a magnetorheological brake device or a multi-plate clutch brake.
  • the invention relates to a braking device which is designed and / or suitable for an electric bicycle.
  • the electric bicycle is designed as a bicycle with a pedal-assisting auxiliary drive, also known as a pedelec (“pedal electric cycle”).
  • the electric bicycle can also be designed as a bicycle with an additional drive that is independent of pedaling, e.g. an e-bike or an e-scooter.
  • the electric bicycle is particularly preferably designed as a four-wheel pedelec.
  • an electric bicycle can also be understood to mean a multi-lane electromobile and / or an electrically powered light vehicle.
  • the braking device has a multi-disc brake, also known as a full disc brake.
  • the multi-disc brake is and / or can be integrated into a wheel hub and / or a wheel hub drive of a wheel, preferably a front or rear wheel, of the bicycle.
  • the multi-disc brake is preferably designed as a multi-disc brake.
  • the multi-disc brake has a stationary brake unit, which is designed and / or suitable for fixing to a frame of the bicycle, in particular a wheel axle of the wheel.
  • the stationary brake unit is indirectly connected in a rotationally fixed manner, e.g. via a stator of the wheel hub drive, or directly to the frame, in particular the wheel axle.
  • the multi-disc brake has a rotating brake unit which is designed and / or suitable for fixing to the wheel, in particular a hub housing of the wheel.
  • the rotating brake unit is indirectly connected in a rotationally fixed manner, for example via a rotor of the wheel hub drive, or directly to the wheel, in particular the hub housing.
  • the rotating brake unit is thus relative to the stationary brake unit by one Rotatable axis of rotation, the stationary brake unit preferably remaining stationary on the frame.
  • the braking device has an actuating device which is designed and / or suitable for actuating the multi-disc brake.
  • the actuating device is arranged coaxially to the axis of rotation.
  • the actuating device can preferably be actuated pneumatically or hydraulically.
  • the actuating device has a piston housing and an actuating piston which can be axially displaced in the piston housing.
  • the function of the actuating piston is to transfer an actuating force to the multi-disc brake when the braking device is actuated, so that when the braking device is actuated, a frictional connection is formed between the two brake units and a braking torque is transferred to the wheel.
  • the actuating piston is operatively connected to the first and / or the second brake unit for this purpose.
  • the actuating force is applied to the actuating piston in an axial direction, the actuating piston displacing or pressing the brake linings and the brake discs relative to one another in the axial direction so that the braking torque is generated.
  • the actuating force acting on the actuating piston is reduced or interrupted, the actuating piston automatically returning in an opposite axial direction, preferably via a restoring force acting on the actuating piston.
  • the rotating brake unit have an outer carrier and several brake disks connected to the outer carrier in a rotationally fixed manner.
  • the outer carrier is non-rotatably connected to the wheel hub housing and / or to the rotor of the wheel hub drive.
  • the rotating brake unit preferably has at least or precisely two of the brake disks.
  • the stationary brake unit has an inner carrier and a plurality of brake linings connected to the inner carrier in a rotationally fixed manner.
  • the inner carrier is connected to the wheel axle and / or the stator of the wheel hub drive in a rotationally test.
  • the stationary brake unit preferably has at least or precisely two, in particular precisely four, of the brake linings.
  • the outer and the inner carrier are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation, the inner carrier being arranged radially inside the outer carrier.
  • a brake disc is preferably arranged between two adjacent brake linings.
  • the plurality of brake disks and the plurality of brake pads can be arranged one behind the other in an alternating sequence in the axial direction.
  • two brake pads are arranged between two adjacent brake disks, one brake pad being assigned to one brake disk and the other brake pad being assigned to the other brake disk.
  • At least or precisely one of the brake linings is carried by the actuating piston.
  • the at least one brake lining is preferably connected to the actuating piston in a rotationally fixed manner.
  • the at least one brake lining is connected indirectly, preferably via a transmission component, or directly to the actuating piston.
  • the inner carrier is formed by the actuating piston, with preferably all or at least a large part of the brake linings of the multi-disc brake being fixed on the actuating piston in a rotationally fixed manner.
  • the advantage of the invention is that the arrangement of the at least one brake lining on the actuating piston means that the braking device can be made significantly more compact.
  • By arranging several brake linings on the actuating piston both a radial and an axial installation space can be saved, so that the braking device can be integrated particularly easily into the wheel hub or the wheel hub drive.
  • a brake device with fewer components is created, which is characterized on the one hand by a simplified assembly and on the other hand by a more cost-effective fastening.
  • the piston housing is designed as an annular housing encircling the axis of rotation and the actuating piston is designed as an annular piston encircling the axis of rotation.
  • the actuating device is designed in the manner of a concentric slave cylinder (CSC).
  • CSC concentric slave cylinder
  • the annular housing and the annular piston are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation.
  • the annular piston is designed to be rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation.
  • the ring housing defines an annular pressure space, in particular surrounding the axis of rotation, which is delimited in an axial direction with respect to the axis of rotation by the actuating piston.
  • the pressure chamber is in particular fluidly connected via a brake line to a master cylinder, which can preferably be actuated by a brake lever or brake pedal.
  • the pressure chamber is particularly preferably filled with a fluid, in particular a hydraulic fluid.
  • the actuating piston can have a sealing device which is designed and / or suitable for sealing off the pressure chamber in the axial direction.
  • the sealing device preferably comprises a groove sealing ring which rests against the piston housing in a sealing manner around the circumference.
  • a braking device which is characterized by a particularly simple and compact actuating device.
  • the actuating device By designing the actuating device as a concentric slave cylinder, the actuating force can also be transmitted to the multi-disk brake evenly over the entire circumference.
  • the stationary brake unit in a further specification, provision is made for the stationary brake unit to have a support sleeve which is designed and / or suitable for radial support on the wheel axle of the bicycle.
  • the support sleeve is designed in a rough shape as a cylinder sleeve.
  • the support sleeve is at least preferred positively and / or non-positively connected to the wheel axis in the direction of rotation with respect to the axis of rotation.
  • the pressure chamber is delimited in a radial direction by the piston housing, in particular the ring housing, and in a radially opposite direction by the support sleeve, the actuating piston being guided by the support sleeve in the axial direction and in the axially opposite direction.
  • the piston housing is supported radially and / or axially on the support sleeve.
  • the support sleeve for axially supporting the piston housing can have a radially outwardly directed end section, e.g. a locking flange, or a locking means arranged on the outer circumference, e.g. a locking ring.
  • the piston housing can be connected to the support sleeve in a rotationally fixed manner, in particular via the end section designed as a securing flange.
  • a braking device which is characterized by a particularly compact structure.
  • the support sleeve can combine several functions, such as piston guidance, delimitation of the pressure chamber, fastening and / or support of the piston housing, etc.
  • the actuating piston has a form-fit contour and the support sleeve has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the support sleeve.
  • the form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the support sleeve.
  • the inner and outer toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the support sleeve being rotationally fixed to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction.
  • at least one of the brake linings is in direct engagement with the counter-contour of the support sleeve, in particular via the transmission component.
  • a further counter-contour in particular a further toothing, is arranged on an inner circumference of the support sleeve, which is designed and / or suitable for a rotationally fixed coupling with a corresponding form-fit contour of the wheel axle.
  • the counter-contour and the further counter-contour can be formed by a common embossing, so that one counter-contour is formed by a negative of the other counter-contour.
  • a support sleeve is thus proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling. Due to the counter-contours introduced into the support sleeve, the support sleeve can be fixed particularly easily on the actuating piston or the wheel axle.
  • the actuating piston has a form-fitting contour and the piston housing has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the piston housing.
  • the form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the piston housing, in particular the ring housing.
  • the internal and external toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the piston housing being rotationally fixedly coupled to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction.
  • the piston housing and the support sleeve are particularly preferably connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the braking torque is introduced into the support sleeve via the piston housing.
  • a piston housing is therefore proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling.
  • the actuating piston can be attached to the piston housing in a particularly simple manner by virtue of the mating contour introduced into the piston housing.
  • the actuating piston has a radially outwardly directed pressing section.
  • the pressing section is designed as a circular ring section directed radially outward.
  • the actuating piston has a piston section which is arranged inside the piston housing, the pressing section adjoining the piston section in the radial direction.
  • the sealing device is preferably arranged at the end of the piston section.
  • the pressing section carries at least or exactly one of the brake linings.
  • the actuating force is transmitted to the multi-disc brake via the pressing section.
  • the brake lining arranged on the pressing section is arranged adjacent to one of the brake disks, with the actuating force being transmitted to the brake disks and the brake linings via the pressing section when the multi-disc brake is closed.
  • the brake lining is positively and / or non-positively and / or cohesively connected to the pressing section.
  • the brake lining can also be formed by a coating.
  • a braking device which is characterized by a compact actuating device with fewer components.
  • the actuating force can be transmitted to the multi-disc brake directly via the actuating piston through the pressing section, so that, for example, an additional pressure plate or pressure pot can be dispensed with.
  • the actuating piston has a cylindrical support section.
  • the carrier section preferably extends in the axial direction, in particular in the opposite direction to the piston section, outside the piston housing.
  • the carrier section adjoins the piston section and / or the pressing section in the axial direction, the carrier section preferably being designed as a hollow cylinder.
  • the carrier section has a longitudinal toothing on its outer circumference, at least one of the brake linings being fixed on the carrier section in a rotationally fixed manner via the longitudinal toothing.
  • the longitudinal toothing extends in the axial direction with respect to the axis of rotation, so that the at least one brake lining which is in engagement with the longitudinal toothing can be displaced in the axial direction.
  • the brake lining can be designed as a friction disk which has a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on its inner diameter.
  • the at least one brake lining is preferably connected to the carrier section via the transmission component, the transmission component having a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on an inner circumference.
  • several, in particular exactly two, of the transmission components can be in engagement with the longitudinal teeth of the carrier section.
  • the stationary brake unit has a stop component, in particular arranged coaxially to the axis of rotation, which is designed and / or suitable for forming an end stop in the axial direction.
  • the brake disks and the brake pads in between are preferably between the Stop component and the actuating piston, in particular the pressing portion, pressed together.
  • the stop component is particularly preferably arranged in an end region of the support sleeve, the stop component being fixed to the support sleeve in the radial and / or axial direction.
  • the stop component is preferably fixed to the support sleeve in the axial direction via a securing means arranged on the outer circumference, for example a securing ring or a screw nut.
  • a securing means arranged on the outer circumference, for example a securing ring or a screw nut.
  • the stop component carries one of the brake linings, the brake lining being connected to the stop component in a form-fitting and / or non-positive and / or cohesive manner.
  • the brake lining can also be formed by coating the stop component.
  • the stop component is non-rotatably connected to the actuating piston via the longitudinal toothing.
  • the stop component preferably has a toothed section which is in engagement with the longitudinal toothing of the actuating piston.
  • the stop component can have a support section for supporting on the support sleeve and a stop section for forming the end stop.
  • the stop section is preferably directed radially outward in the manner of a flange.
  • the support section and / or the toothed section are preferably directed radially inward in the manner of a flange.
  • a spring device for generating the restoring force can be supported in the axial direction on the stop component, in particular the support section, and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
  • the stop component forming an end stop for the multi-disc clutch and at the same time transmitting the braking and / or drag torques acting on the stop component to the actuating piston via the toothed section. It can thus be ensured that the moments are not transferred to the securing device.
  • the support sleeve has an end section which is designed and / or suitable for forming the end stop in the axial direction. When the brake is closed, the brake disks and the brake linings lying in between are preferably pressed together between the end section and the actuating piston, in particular the pressing section.
  • the end section is preferably formed by primary shaping and / or by primary shaping of the support sleeve.
  • the end section is particularly preferably designed as a flange directed radially outward.
  • the end section carries one of the brake linings.
  • the spring device can be supported in the axial direction on the end section and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
  • a braking device is thus proposed which is characterized by a further reduction in the number of components, since the support sleeve also takes on the function of the end stop.
  • the electric bicycle is particularly preferably designed as the pedelec, in particular as a four-wheel pedelec.
  • the braking device in particular at least the multi-disc brake, is particularly preferably integrated into a wheel of the bicycle.
  • the bicycle can have several, preferably exactly two, in particular exactly four, of the braking devices, one braking device in each case being assigned to one of the wheels of the bicycle.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a braking device for an electric bicycle as a first embodiment
  • Figure 2 shows the braking device in the same representation as Figure 1 as a second embodiment of the invention.
  • Figures 1 and 2 each show a schematic sectional view of a braking device 1 in two different design variants.
  • the braking device 1 is suitable for an electric bicycle, the braking device 1 being able to be integrated, for example, into a wheel hub and / or a wheel hub drive of a wheel 2 - only indicated schematically - of the electric bicycle.
  • the braking device 1 has a diameter of less than 80 mm, for example.
  • the electric bicycle is designed as a four-wheel pedelec, the braking device 1 being designed accordingly for the weight of the four-wheel pedelec.
  • the four-wheel pedelec has an empty weight of, for example, more than 150 kg, preferably more than 250 kg, in particular more than 350 kg.
  • the braking device 1 comprises a multi-disc brake 3, the multi-disc brake 3 having a fixed brake unit 4 and a rotating brake unit 5 which rotates about an axis of rotation D relative to the fixed brake unit 4 when the bicycle is being driven.
  • the stationary brake unit 4 is fixed on a frame 6 - only indicated schematically - of the bicycle, for example on a wheel axle of the wheel 2.
  • the rotating brake unit 4 is fixed directly on the wheel 2, for example on a wheel hub housing, or indirectly via the wheel hub drive, for example a rotor, on the wheel 2.
  • the stationary brake unit 4 has an inner carrier 7 as well as four brake linings 8, which are arranged on the inner carrier 7 in a rotationally fixed manner in relation to the axis of rotation D.
  • the inner carrier 7 is non-rotatably connected to the frame 6, in particular the wheel axle, the inner carrier 7 remaining stationary on the frame when the wheel 2 is rotated.
  • the rotating brake unit 5 has an outer carrier 9 and two brake disks 10, which are arranged on the outer carrier 9 in a rotationally fixed manner in relation to the axis of rotation D.
  • the outer carrier 9 is rotatably connected to the wheel 2, the Outer carrier 9 is rotated when the wheel 2 is rotated about the axis of rotation D and takes the brake discs 10 with it in the direction of rotation.
  • the inner carrier 7 is arranged radially inside the outer carrier 5, the brake disks 10 being arranged between the brake linings 8 in such a way that the two brake discs 10 are each arranged between two brake linings 8.
  • the brake pads 8 and the brake disks 10 are each designed as a circular ring disk encircling the axis of rotation D.
  • the braking device 1 has an actuating device 11 for actuating the multi-disc brake 3, the actuating device 11 being designed as a concentric slave cylinder (CSC).
  • the actuating device 11 has a piston housing 12 designed as an annular housing and an actuating piston 13 designed as an annular piston, which is axially displaceable within the piston housing 12 with respect to the axis of rotation D.
  • the stationary brake unit 4 has a support sleeve 14, which is designed, for example, similar to a CSC guide sleeve.
  • the piston housing 12 is supported on an outer circumference of the support sleeve 14, the piston housing 12 and the support sleeve 14 jointly defining a pressure chamber 15.
  • the pressure chamber 15 is delimited in a radial direction RR by the piston housing 12 and in a radial opposite direction RG by the support sleeve 14. In addition, the pressure chamber 15 is delimited in an axial direction AR by the actuating piston 13 and in an axially opposite direction AG by the piston housing 12.
  • the pressure space 15 is designed as an annular space surrounding the axis of rotation D, which is filled with a fluid, e.g. a hydraulic fluid.
  • the pressure chamber 15 is fluidically connected to a master cylinder which can be actuated, for example, by a brake lever.
  • the actuating piston 13 has a sealing device 16, which is mounted on the actuating piston 13 at the end.
  • the sealing device 16 comprises a groove sealing ring 17 arranged coaxially with respect to the axis of rotation D and a sealing ring carrier 18, the groove sealing ring 17 being positively and / or non-positively locking via the sealing ring carrier 18, for example via a snap hook connection on which the actuating piston 13 is mounted.
  • the groove sealing ring 17 rests in the radial direction RR on an inner circumference of the piston housing 12 and in the radial opposite direction RG on an outer circumference of the support sleeve 14 in a circumferentially sealing manner.
  • the actuating piston 13 has a piston section 19, a pressing section 20 and a carrier section 21, the sections 19, 20, 21 being connected to one another in one piece, for example made from a common semi-finished product.
  • the piston section 19 protrudes into the piston housing 12 in the opposite axial direction AG, the sealing device 16 being arranged on the end face of the piston section 19.
  • the pressing section 20 adjoins the piston section 19 in the radial direction RR, the pressing section 20 carrying one of the brake linings 8.
  • the carrier section 21 adjoins the pressing section 20 or the piston section 19 in the axial direction AR, the carrier section 21 being designed as a hollow cylinder which is arranged coaxially to the axis of rotation D and takes over the function of the inner carrier 7.
  • the stationary brake unit 4 has a transmission component 22, the transmission component 22 carrying two of the brake linings 8.
  • the brake linings are arranged on the transmission component 22 in such a way that one brake lining 8 faces the one brake disc 10 and the other brake lining 8 faces the other brake disc 10.
  • the transmission component 22 is designed as a driver disk which is arranged axially between the two brake disks 10.
  • the carrier section 21 has a longitudinal toothing 23 on its radial outer side, the transmission component 22 being in engagement with the longitudinal toothing 23 via a corresponding counter-toothing 24.
  • the transmission component 22 is thus non-rotatably connected to the actuating piston 13 in the direction of rotation about the axis of rotation D and is arranged on the carrier section 21 so as to be displaceable in the axial direction AR and the axially opposite direction AG.
  • the outer carrier 9 is designed, for example, in the manner of an outer disk carrier.
  • the outer support 9 has a on its inner circumference Driving contour 11, for example in the form of a spline, the two brake disks 10 engaging with driving contour 11 in a rotationally fixed manner in the circumferential direction and displaceably in the axial direction with respect to the axis of rotation D.
  • the stationary brake unit 4 has a stop component 25 which forms an end stop for the multi-disk brake 3 in the axial direction AR.
  • the stop component 25 is fixed on the support sleeve 14 at the end of the support sleeve 14 via a securing means 26, for example a nut or another securing element.
  • the stop component 25 has a radially inwardly directed support section 27 and a radially outwardly directed stop section 28, the stop section 28 forming the end stop and carrying one of the brake linings 8.
  • the stop component 25 Via the support section 27, the stop component 25 is supported on the support sleeve 14 in the radial and the opposite axial direction RG, AG and on the securing means 26 in the axial direction AR.
  • the stop component has a toothed section 29 directed radially inward, the toothed section 29 being in engagement with the longitudinal toothing 23 of the carrier section 21.
  • the inner carrier 7 is formed by the actuating piston 13, in particular the carrier section 21, the actuating piston 13 being connected to the piston housing 12 in a rotationally fixed manner for this purpose.
  • the actuating piston 13 has a form-locking contour 30, in particular molded onto the pressing section 20, and the piston housing 12 has a counter-contour 31 arranged on the radial outside, the form-locking contour 30 and the counter-contour 31 being positively engaged with one another in the direction of rotation about the axis of rotation D.
  • the form-fit contour 30 is designed as an internal tooth system and the mating contour 31 as an external tooth system.
  • the piston housing 12 can in turn be connected non-rotatably to the support sleeve 14 so that the torques transmitted to the piston housing 12 are introduced into the support sleeve 14.
  • the support sleeve 14 has a radially outwardly directed End section 32, the piston housing 12 being supported in the opposite axial direction AG on the end section 32 and / or being connected to it in a rotationally test manner.
  • the end section 32 is designed as a securing flange.
  • a fluid pressure prevailing in the pressure chamber 15 is increased and transmitted as an actuating force F1 to the actuating piston 13, in particular the piston section 19.
  • the actuating piston 13 is displaced in the axial direction AR, the pressing section 20 transmitting the actuating force F1 to the multi-disc brake 3, so that the two brake disks 10 are pressed together between the pressing section 20 and the stop component 28.
  • the two brake disks 10 each form a frictional connection with the two associated brake linings 8, as a result of which a braking torque is generated between the two brake units 4, 5.
  • the transmission component 22 transfers the braking torque acting on the transmission component 22 to the carrier section 21 via the counter-toothing 24. To ensure that the braking torque is not transmitted to the securing means 26, the stop component 25 also transmits the applied braking torque to the carrier section via the toothed section 29 21 next. All of the braking and drag torques acting on the actuating piston 13 are introduced into the piston housing 12 via the interlocking interlocking contour 30 and the mating contour 31.
  • a spring device 33 in the form of a plate spring is attached between the stop component 25 and the actuating piston 13.
  • the spring device 33 generates a restoring force F2 directed in the axially opposite direction AG, which, when the actuating device 11 is not actuated, pushes the actuating piston 13 back in the axially opposite direction AG, so that the frictional engagement between the brake disks 10 and the brake linings is canceled.
  • the actuating piston 13 thus performs several functions, mainly with its pressing section 20 being the pressure plate which presses the brake pads 8 against the brake disks 10 when the braking device 1 is actuated.
  • the actuating piston 13 takes over all drag torques or braking torques acting on the stationary brake unit 4 and transmits them to the piston housing 12 and the support sleeve 14.
  • the end section 32 of the support sleeve 14 serves to form the end stop for the multi-disk brake 3 in the axial direction AR.
  • the end section 32 is designed as a stop flange which is integrally formed on the end of the support sleeve 14 and is directed radially outward and carries one of the brake linings 8.
  • the actuating piston 13, in particular the carrier section 21, and the end section 32 together form the inner carrier 7.
  • the actuating piston 13 is connected directly to the support sleeve 14 in a rotationally fixed manner.
  • the carrier section 21 has the form-locking contour 30 on its inner circumference and the support sleeve 14 has the counter-contour 31 on its outer circumference, the form-locking contour 30 and the counter-contour 31 being in positive engagement with one another in the direction of rotation about the axis of rotation D.
  • the form-fit contour 30 is designed as an internal tooth system and the mating contour 31 as an external tooth system.
  • the support sleeve 14 also has a further counter-contour 34 on its inner circumference, which serves to transfer the braking and drag torques acting on the support sleeve 14 to the frame 6, in particular the wheel axle.
  • the further counter-contour 34 can be represented by embossed areas, a toothing or the like, the frame 6, in particular the wheel axle, having a form-locking contour configured in accordance with the further counter-contour 34.
  • the stationary brake unit 4 has the securing means 26, the securing means 26 being designed, for example, as a securing ring in this exemplary embodiment.
  • the securing means 26 is arranged at the end of the support sleeve 14 and secures the piston housing 12 in the opposite axial direction AG against being lost.
  • the stationary brake unit 4 in the second exemplary embodiment has an adjusting device 35 which can be used to set a defined air path for the actuating piston 13.
  • the adjusting device 35 is designed, for example, as an adjusting nut which engages with the outside of the piston housing 12.
  • the actuating force F1 is transmitted to the actuating piston 13 and thus to the multi-disc brake 3, so that the two brake disks 10 are pressed together between the pressing section 20 and the end section 32 and that Braking torque is generated between the two brake units 4, 5.
  • the transmission component 22 transfers the braking torque acting on the transmission component 22 via the counter-toothing 24 to the carrier section 21, whereby all braking or drag torques acting on the actuating piston 13 are introduced directly into the support sleeve 14 via the interlocking interlocking contour 30 and counter-contour 31 will.
  • the braking torque acting on the end section 32 is introduced directly into the support sleeve 14.
  • the spring device 33 in the form of a helical compression spring is attached between the end section 32 and the actuating piston 13.
  • the spring device 33 generates the restoring force F2, which presses the actuating piston 13 back in the opposite axial direction AG in order to cancel the frictional engagement.
  • the guide sleeve 14 thus takes on several functions in the second exemplary embodiment, as shown in FIG. 2, mainly it represents the end stop with the end section 32.
  • the guide sleeve 14 takes over all drag torques or braking torques acting on the stationary brake unit 4 and transmits them to the Frame 6, especially the wheel axle.
  • a braking device 1 In the two exemplary embodiments, a braking device 1
  • a particularly compact design of the braking device 1 is realized by the described embodiments, so that it is particularly

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Abstract

Various braking devices for braking a wheel on a bicycle, more particularly on an electrically assisted bicycle, are known. The problem addressed by the invention is that of proposing a braking device that is characterised by a compact design. To achieve this, the invention proposes a braking device (1) with a multiple-disc brake (3), wherein: the multiple-disc brake (3) has a fixed braking unit (4) and a rotating braking unit (5); the rotating braking unit (5) can be rotated about an axis of rotation D relative to the fixed braking unit (4), with an actuation apparatus (11) for actuating the multiple-disc brake (3); the actuation unit (11) has a piston housing (12) and an actuation piston (13), which can be axially displaced in the piston housing (12), for transferring an actuation force F1 to the multiple-disc brake (3). The rotating brake unit (5) has an outer support (9) and a plurality of brake discs (10) connected in a rotationally fixed manner to said outer support, and the fixed brake unit (4) has an inner support (7) and a plurality of brake pads (8) connected in a rotationally fixed manner to said inner support, at least one of the brake pads (8) being borne by the actuation piston (13).

Description

Bremsvorrichtung für ein elektrisches Fahrrad sowie elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung Brake device for an electric bicycle and electric bicycle with the brake device
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein elektrisches Fahrrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung. The invention relates to a braking device for an electric bicycle with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric bicycle with the braking device.
Es sind verschiedene Bremsvorrichtungen zum Abbremsen eines Rades von Fahrrädern, insbesondere von elektrisch unterstützten Fahrrädern, bekannt. Üblicherweise sind diese Bremsvorrichtungen als Felgenbremsen oder Scheibenbremsen ausgebildet, wobei derartige Bremsvorrichtungen außerhalb des Rades angeordnet sind. Es sind zudem Bremsvorrichtungen bekannt, welche insbesondere in Kombination mit einem Radnabenmotor in das Rad integriert sind. Various braking devices for braking a wheel of bicycles, in particular of electrically assisted bicycles, are known. These braking devices are usually designed as rim brakes or disc brakes, such braking devices being arranged outside the wheel. There are also known braking devices which are integrated into the wheel, in particular in combination with a wheel hub motor.
Die Druckschrift DE 10 2010 032 853 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Radnabenmotor mit einem Stator, der mit einer Radachse drehfest verbunden ist, mit einem Rotor zum Antrieb eines Laufrades, der in einem Rotorgehäuse relativ zum Stator rotierbar auf der Radachse gelagert ist, wobei das Rotorgehäuse ein Nabengehäuse bildet und wobei der Motor in einen Generatorbetrieb umschaltbar ist, in welchem er als Nutzbremse fungiert. In dem Rotorgehäuse ist weiterhin eine mechanische Zusatzbremsvorrichtung angeordnet, die zusätzlich zur Nutzbremse über einen Betätigungsmechanismus aktivierbar ist. Insbesondere ist die Zusatzbremsvorrichtung eine magnetorheologische Bremsvorrichtung oder eine Lamellenkupplungsbremse. The document DE 10 2010 032 853 A1, which probably forms the closest prior art, discloses a wheel hub motor with a stator that is connected to a wheel axle in a rotationally fixed manner, with a rotor for driving an impeller that rotates in a rotor housing relative to the stator the wheel axle is mounted, the rotor housing forming a hub housing and the motor being switchable to a generator mode in which it functions as a regenerative brake. A mechanical auxiliary brake device is also arranged in the rotor housing, which in addition to the regenerative brake can be activated via an actuating mechanism. In particular, the additional brake device is a magnetorheological brake device or a multi-plate clutch brake.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein elektrisches Fahrrad 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. It is the object of the invention to propose a braking device of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a compact design. It is also an object of the invention to propose an electric bicycle with the braking device. This object is achieved by a braking device with the features of claim 1 and by an electric bicycle with the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims, the following description and the attached figures.
Gegenstand der Erfindung ist eine Bremsvorrichtung, welche für ein elektrisches Fahrrad ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das elektrische Fahrrad, als ein Fahrrad mit einem tretunterstützenden Zusatzantrieb, auch als Pedelec („pedal electric cycle“) bekannt, ausgebildet. Alternativ kann das elektrische Fahrrad jedoch auch als ein Fahrrad mit einem tretunabhängigem Zusatzantrieb, z.B. E-Bike oder E- Roller ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das elektrische Fahrrad als ein Vierrad-Pedelec ausgebildet. Im Speziellen kann unter elektrischen Fahrrad jedoch auch ein mehrspuriges Elektromobil und/oder ein elektrisch angetriebenes Leichtfahrzeug zu verstehen sein. The invention relates to a braking device which is designed and / or suitable for an electric bicycle. In particular, the electric bicycle is designed as a bicycle with a pedal-assisting auxiliary drive, also known as a pedelec (“pedal electric cycle”). Alternatively, however, the electric bicycle can also be designed as a bicycle with an additional drive that is independent of pedaling, e.g. an e-bike or an e-scooter. The electric bicycle is particularly preferably designed as a four-wheel pedelec. In particular, however, an electric bicycle can also be understood to mean a multi-lane electromobile and / or an electrically powered light vehicle.
Die Bremsvorrichtung weist eine Lamellenbremse, auch als Vollscheibenbremse bekannt, auf. Insbesondere ist die Lamellenbremse in eine Radnabe und/oder einen Radnabenantrieb eines Rades, vorzugsweise eines Vorder- oder Hinterrads, des Fahrrads integriert und/oder integrierbar. Bevorzugt ist die Lamellenbremse als eine Mehrlamellenbremse ausgebildet. Die Lamellenbremse weist eine feststehende Bremseinheit auf, welche zur Festlegung an einem Rahmen des Fahrrads, insbesondere einer Radachse des Rades, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die feststehende Bremseinheit mittelbar, z.B. über einen Stator des Radnabenantriebs, oder unmittelbar mit dem Rahmen, insbesondere der Radachse, drehfest verbunden. The braking device has a multi-disc brake, also known as a full disc brake. In particular, the multi-disc brake is and / or can be integrated into a wheel hub and / or a wheel hub drive of a wheel, preferably a front or rear wheel, of the bicycle. The multi-disc brake is preferably designed as a multi-disc brake. The multi-disc brake has a stationary brake unit, which is designed and / or suitable for fixing to a frame of the bicycle, in particular a wheel axle of the wheel. In particular, the stationary brake unit is indirectly connected in a rotationally fixed manner, e.g. via a stator of the wheel hub drive, or directly to the frame, in particular the wheel axle.
Des Weiteren weist die Lamellenbremse eine rotierende Bremseinheit auf, welche zur Festlegung an dem Rad, insbesondere einem Nabengehäuse des Rades, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die rotierende Bremseinheit mittelbar, z.B. über einen Rotor des Radnabenantriebs, oder unmittelbar mit dem Rad, insbesondere dem Nabengehäuse, drehfest verbunden. In einem Fährbetrieb des Fahrrads ist die rotierende Bremseinheit somit relativ zu der feststehenden Bremseinheit um eine Drehachse verdrehbar, wobei die feststehende Bremseinheit vorzugsweise stationär an dem Rahmen verbleibt. Furthermore, the multi-disc brake has a rotating brake unit which is designed and / or suitable for fixing to the wheel, in particular a hub housing of the wheel. In particular, the rotating brake unit is indirectly connected in a rotationally fixed manner, for example via a rotor of the wheel hub drive, or directly to the wheel, in particular the hub housing. In a ferry operation of the bicycle, the rotating brake unit is thus relative to the stationary brake unit by one Rotatable axis of rotation, the stationary brake unit preferably remaining stationary on the frame.
Die Bremsvorrichtung weist eine Betätigungseinrichtung auf, welche zur Betätigung der Lamellenbremse ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung koaxial zu der Drehachse angeordnet. Bevorzugt ist die Betätigungseinrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. Die Betätigungseinrichtung weist ein Kolbengehäuse sowie einen in dem Kolbengehäuse axial verlagerbaren Betätigungskolben auf. Der Betätigungskolben hat die Funktion, bei einer Betätigung der Bremsvorrichtung eine Betätigungskraft auf die Lamellenbremse zu übertragen, sodass in einem betätigten Zustand der Bremsvorrichtung ein Reibschluss zwischen den beiden Bremseinheiten gebildet ist und ein Bremsmoment auf das Rad übertragen wird. Insbesondere ist der Betätigungskolben hierzu mit der ersten und/oder der zweiten Bremseinheit wirkverbunden. The braking device has an actuating device which is designed and / or suitable for actuating the multi-disc brake. In particular, the actuating device is arranged coaxially to the axis of rotation. The actuating device can preferably be actuated pneumatically or hydraulically. The actuating device has a piston housing and an actuating piston which can be axially displaced in the piston housing. The function of the actuating piston is to transfer an actuating force to the multi-disc brake when the braking device is actuated, so that when the braking device is actuated, a frictional connection is formed between the two brake units and a braking torque is transferred to the wheel. In particular, the actuating piston is operatively connected to the first and / or the second brake unit for this purpose.
Beim Schließen der Lamellenbremse, wird der Betätigungskolben in einer axialen Richtung mit der Betätigungskraft beaufschlagt, wobei der Betätigungskolben die Bremsbeläge und die Bremsscheiben in der axialen Richtung relativ zueinander verschiebt bzw. verpresst, sodass das Bremsmoment erzeugt wird. Beim Öffnen der Lamellenbremse, wird die auf den Betätigungskolben wirkende Betätigungskraft reduziert bzw. unterbrochen, wobei sich der Betätigungskolben in einer axialen Gegenrichtung selbststätig, vorzugsweise über eine auf den Betätigungskolben wirkende Rückstellkraft, zurückstellt. When the multi-disc brake is closed, the actuating force is applied to the actuating piston in an axial direction, the actuating piston displacing or pressing the brake linings and the brake discs relative to one another in the axial direction so that the braking torque is generated. When the multi-disc brake is opened, the actuating force acting on the actuating piston is reduced or interrupted, the actuating piston automatically returning in an opposite axial direction, preferably via a restoring force acting on the actuating piston.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die rotierende Bremseinheit einen Außenträger sowie mehrere drehfest mit dem Außenträger verbundene Bremsscheiben aufweist. Insbesondere ist der Außenträger drehfest mit dem Radnabengehäuse und/oder mit dem Rotor des Radnabenantriebs verbunden. Vorzugsweise weist die rotierende Bremseinheit mindestens oder genau zwei der Bremsscheiben auf. Zudem weist die feststehende Bremseinheit einen Innenträger sowie mehrere drehfest mit dem Innenträger verbundenen Bremsbeläge auf. Insbesondere ist der Innenträger drehtest mit der Radachse und/oder dem Stator des Radnabenantriebs verbunden. Vorzugsweise weist die feststehende Bremseinheit mindestens oder genau zwei, im Speziellen genau vier, der Bremsbeläge auf. In the context of the invention, it is proposed that the rotating brake unit have an outer carrier and several brake disks connected to the outer carrier in a rotationally fixed manner. In particular, the outer carrier is non-rotatably connected to the wheel hub housing and / or to the rotor of the wheel hub drive. The rotating brake unit preferably has at least or precisely two of the brake disks. In addition, the stationary brake unit has an inner carrier and a plurality of brake linings connected to the inner carrier in a rotationally fixed manner. In particular, the inner carrier is connected to the wheel axle and / or the stator of the wheel hub drive in a rotationally test. The stationary brake unit preferably has at least or precisely two, in particular precisely four, of the brake linings.
Insbesondere sind der Außen- und der Innenträger in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Innenträger radial innerhalb des Außenträgers angeordnet ist. Bevorzugt ist jeweils eine Bremsscheibe zwischen zwei benachbarten Bremsbelägen angeordnet. Prinzipiell können die mehreren Bremsscheiben und die mehreren Bremsbeläge in axialer Richtung in abwechselnder Reihenfolge hintereinander angeordnet. Bevorzugt jedoch sind jeweils zwei Bremsbeläge zwischen zwei benachbarten Bremsscheiben angeordnet, wobei der eine Bremsbelag der einen Bremsscheiben und der andere Bremsbelag der anderen Bremsscheibe zugeordnet ist. In particular, the outer and the inner carrier are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation, the inner carrier being arranged radially inside the outer carrier. A brake disc is preferably arranged between two adjacent brake linings. In principle, the plurality of brake disks and the plurality of brake pads can be arranged one behind the other in an alternating sequence in the axial direction. Preferably, however, two brake pads are arranged between two adjacent brake disks, one brake pad being assigned to one brake disk and the other brake pad being assigned to the other brake disk.
Es ist zudem vorgesehen, dass mindestens oder genau einer der Bremsbeläge durch den Betätigungskolben getragen wird. Vorzugsweise ist der mindestens eine Bremsbelag drehfest mit dem Betätigungskolben verbunden. Insbesondere ist der mindestens eine Bremsbelag mittelbar, vorzugsweise über ein Übertragungsbauteil, oder direkt mit dem Betätigungskolben verbunden. Im Speziellen ist der Innenträger durch den Betätigungskolben gebildet, wobei bevorzugt alle oder zumindest ein Großteil der Bremsbeläge der Lamellenbremse drehfest an dem Betätigungskolben festgelegt sind. It is also provided that at least or precisely one of the brake linings is carried by the actuating piston. The at least one brake lining is preferably connected to the actuating piston in a rotationally fixed manner. In particular, the at least one brake lining is connected indirectly, preferably via a transmission component, or directly to the actuating piston. In particular, the inner carrier is formed by the actuating piston, with preferably all or at least a large part of the brake linings of the multi-disc brake being fixed on the actuating piston in a rotationally fixed manner.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Anordnung des mindestens einen Bremsbelags an dem Betätigungskolben, die Bremsvorrichtung deutlich kompakter ausgebildet werden kann. Durch die Anordnung mehrerer Bremsbeläge an dem Betätigungskolben kann sowohl ein radialer als auch ein axialer Bauraum eingespart werden, sodass die Bremsvorrichtung besonders einfach in die Radnabe bzw. den Radnabenantrieb integriert werden kann. Zudem wird eine bauteilreduzierte Bremsvorrichtung geschaffen, welche sich zum einen durch eine vereinfachte Montage und zum anderen durch eine kostengünstigere Festigung auszeichnet. ln einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kolbengehäuse als ein die Drehachse umlaufendes Ringgehäuse und der Betätigungskolben als ein die Drehachse umlaufender Ringkolben ausgebildet ist. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung in der Art eines konzentrischen Nehmerzylinders (CSC) ausgestaltet. Hierzu sind das Ringgehäuse und der Ringkolben in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Insbesondere ist der Ringkolben in Bezug auf die Drehachse rotationssymmetrisch ausgebildet. The advantage of the invention is that the arrangement of the at least one brake lining on the actuating piston means that the braking device can be made significantly more compact. By arranging several brake linings on the actuating piston, both a radial and an axial installation space can be saved, so that the braking device can be integrated particularly easily into the wheel hub or the wheel hub drive. In addition, a brake device with fewer components is created, which is characterized on the one hand by a simplified assembly and on the other hand by a more cost-effective fastening. In a specific embodiment of the invention it is provided that the piston housing is designed as an annular housing encircling the axis of rotation and the actuating piston is designed as an annular piston encircling the axis of rotation. In particular, the actuating device is designed in the manner of a concentric slave cylinder (CSC). For this purpose, the annular housing and the annular piston are arranged coaxially and / or concentrically to one another with respect to the axis of rotation. In particular, the annular piston is designed to be rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation.
Gemäß dieser Ausführung definiert das Ringgehäuse einen ringförmigen, insbesondere die Drehachse umlaufenden, Druckraum, welcher in einer axialen Richtung in Bezug auf die Drehachse Durch den Betätigungskolben begrenzt ist. In einer Einbausituation ist der Druckraum insbesondere fluidtechnisch über eine Bremsleitung mit einem, vorzugsweise durch einen Bremshebel oder Bremspedal betätigbaren, Geberzylinder verbunden. Besonders bevorzugt ist der Druckraum mit einem Fluid, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, befüllt. Der Betätigungskolben kann eine Dichtungseinrichtung aufweisen, welche zur Abdichtung des Druckraums in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Vorzugsweise umfasst die Dichtungseinrichtung einen Nutdichtring, welcher umlaufend an dem Kolbengehäuse dichtend anliegt. According to this embodiment, the ring housing defines an annular pressure space, in particular surrounding the axis of rotation, which is delimited in an axial direction with respect to the axis of rotation by the actuating piston. In an installation situation, the pressure chamber is in particular fluidly connected via a brake line to a master cylinder, which can preferably be actuated by a brake lever or brake pedal. The pressure chamber is particularly preferably filled with a fluid, in particular a hydraulic fluid. The actuating piston can have a sealing device which is designed and / or suitable for sealing off the pressure chamber in the axial direction. The sealing device preferably comprises a groove sealing ring which rests against the piston housing in a sealing manner around the circumference.
Es wird somit eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache und kompakte Betätigungseinrichtung auszeichnet. Durch die Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung als konzentrischer Nehmerzylinder, kann zudem die Betätigungskraft gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt auf die Lamellenbremse übertragen werden. A braking device is thus proposed which is characterized by a particularly simple and compact actuating device. By designing the actuating device as a concentric slave cylinder, the actuating force can also be transmitted to the multi-disk brake evenly over the entire circumference.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die stationäre Bremseinheit eine Stützhülse aufweist, welche zur radialen Abstützung an der Radachse des Fahrrads ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Stützhülse in einer Grobform als eine Zylinderhülse ausgebildet. Bevorzugt ist die Stützhülse zumindest in Umlaufrichtung in Bezug auf die Drehachse formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Radachse verbunden. In a further specification, provision is made for the stationary brake unit to have a support sleeve which is designed and / or suitable for radial support on the wheel axle of the bicycle. In particular, the support sleeve is designed in a rough shape as a cylinder sleeve. The support sleeve is at least preferred positively and / or non-positively connected to the wheel axis in the direction of rotation with respect to the axis of rotation.
Gemäß dieser Ausführung ist der Druckraum in einer radialen Richtung durch das Kolbengehäuse, insbesondere das Ringgehäuse, und in einer radialen Gegenrichtung durch die Stützhülse begrenzt, wobei der Betätigungskolben durch die Stützhülse in der axialen Richtung und in der axialen Gegenrichtung geführt ist. Insbesondere ist das Kolbengehäuse radial und/oder axial an der Stützhülse abgestützt. Vorzugsweise kann die Stützhülse zur axialen Abstützung des Kolbengehäuses einen radial nach außen gerichteten Endabschnitt, z.B. ein Sicherungsflansch, oder ein auf dem Außenumfang angeordnetes Sicherungsmittel, z.B. einen Sicherungsring, aufweisen. Im Speziellen kann das Kolbengehäuse, insbesondere über den als Sicherungsflansch ausgebildeten Endabschnitt, drehfest mit der Stützhülse verbunden sein. According to this embodiment, the pressure chamber is delimited in a radial direction by the piston housing, in particular the ring housing, and in a radially opposite direction by the support sleeve, the actuating piston being guided by the support sleeve in the axial direction and in the axially opposite direction. In particular, the piston housing is supported radially and / or axially on the support sleeve. Preferably, the support sleeve for axially supporting the piston housing can have a radially outwardly directed end section, e.g. a locking flange, or a locking means arranged on the outer circumference, e.g. a locking ring. In particular, the piston housing can be connected to the support sleeve in a rotationally fixed manner, in particular via the end section designed as a securing flange.
Somit wird eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders kompakten Aufbau auszeichnet. Hierzu kann die Stützhülse mehrere Funktionen, wie Kolbenführung, Abgrenzung des Druckraums, Befestigung und/oder Abstützung des Kolbengehäuses etc., vereinen. Thus, a braking device is proposed which is characterized by a particularly compact structure. For this purpose, the support sleeve can combine several functions, such as piston guidance, delimitation of the pressure chamber, fastening and / or support of the piston housing, etc.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben eine Formschlusskontur und die Stützhülse eine Gegenkontur aufweist, welche zur Einleitung des Bremsmoments in die Stützhülse miteinander in Eingriff stehen. Bevorzugt ist die Formschlusskontur als eine an einem Innenumfang des Betätigungskolbens angeordnete Innenverzahnung und die Gegenkontur als eine an einem Außenumfang der Stützhülse angeordnete Außenverzahnung ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Innen- und die Außenverzahnung jeweils als eine in axialer Richtung ausgerichtete Längsverzahnung ausgebildet, wobei der Betätigungskolben und die Stützhülse über die Längsverzahnung in Umlaufrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Optional kann vorgesehen sein, dass mindestens einer der Bremsbeläge, insbesondere über das Übertragungsbauteil, unmittelbar mit der Gegenkontur der Stützhülse in Eingriff steht. In a further development, it is provided that the actuating piston has a form-fit contour and the support sleeve has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the support sleeve. The form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the support sleeve. Particularly preferably, the inner and outer toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the support sleeve being rotationally fixed to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction. It can optionally be provided that at least one of the brake linings is in direct engagement with the counter-contour of the support sleeve, in particular via the transmission component.
Optional kann vorgesehen sein, dass an einem Innenumfang der Stützhülse eine weitere Gegenkontur, insbesondere eine weitere Verzahnung, angeordnet ist, welche zur drehfesten Kopplung mit einer entsprechenden Formschlusskontur der Radachse ausgebildet und/oder geeignet ist. Im Speziellen können die Gegenkontur und die weitere Gegenkontur durch eine gemeinsame Einprägung gebildet werden, sodass die eine Gegenkontur durch ein Negativ der anderen Gegenkontur gebildet ist. Optionally, it can be provided that a further counter-contour, in particular a further toothing, is arranged on an inner circumference of the support sleeve, which is designed and / or suitable for a rotationally fixed coupling with a corresponding form-fit contour of the wheel axle. In particular, the counter-contour and the further counter-contour can be formed by a common embossing, so that one counter-contour is formed by a negative of the other counter-contour.
Es wird somit eine Stützhülse vorgeschlagen, welche um die Funktion der drehfesten Kopplung erweitert wird. Durch die in die Stützhülse eingebrachten Gegenkonturen kann die Stützhülse besonders einfach an dem Betätigungskolben bzw. der Radachse festgelegt werden. A support sleeve is thus proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling. Due to the counter-contours introduced into the support sleeve, the support sleeve can be fixed particularly easily on the actuating piston or the wheel axle.
In einer altnativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben eine Formschlusskontur und das Kolbengehäuse eine Gegenkontur aufweist, welche zur Einleitung des Bremsmoments in das Kolbengehäuse miteinander in Eingriff stehen. Bevorzugt ist die Formschlusskontur als eine an einem Innenumfang des Betätigungskolbens angeordnete Innenverzahnung und die Gegenkontur als eine an einem Außenumfang des Kolbengehäuses, insbesondere des Ringgehäuses, angeordnete Außenverzahnung ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Innen- und die Außenverzahnung jeweils als eine in axialer Richtung ausgerichtete Längsverzahnung ausgebildet, wobei der Betätigungskolben und das Kolbengehäuse über die Längsverzahnung in Umlaufrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Besonders bevorzugt sind in dieser Ausführung das Kolbengehäuse und die Stützhülse drehfest miteinander verbunden, sodass das Bremsmoment über das Kolbengehäuse in die Stützhülse eingeleitet wird. Es wird somit ein Kolbengehäuse vorgeschlagen, welche um die Funktion der drehfesten Kopplung erweitert wird. Durch die in das Kolbengehäuse eingebrachte Gegenkontur kann der Betätigungskolben besonders einfach an dem Kolbengehäuse festgelegt werden. In an alternative development, it is provided that the actuating piston has a form-fitting contour and the piston housing has a counter-contour, which are in engagement with one another to introduce the braking torque into the piston housing. The form-fit contour is preferably designed as an internal toothing arranged on an inner circumference of the actuating piston and the counter-contour is designed as an external toothing arranged on an outer circumference of the piston housing, in particular the ring housing. Particularly preferably, the internal and external toothing are each designed as a longitudinal toothing aligned in the axial direction, the actuating piston and the piston housing being rotationally fixedly coupled to one another via the longitudinal toothing and being displaceable relative to one another in the axial direction. In this embodiment, the piston housing and the support sleeve are particularly preferably connected to one another in a rotationally fixed manner, so that the braking torque is introduced into the support sleeve via the piston housing. A piston housing is therefore proposed which is expanded to include the function of the non-rotatable coupling. The actuating piston can be attached to the piston housing in a particularly simple manner by virtue of the mating contour introduced into the piston housing.
In einer weiteren konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben einen radial nach außen gerichteten Anpressabschnitt aufweist. Insbesondere ist der Anpressabschnitt als ein radial nach außen gerichteter Kreisringabschnitt ausgebildet. Optional weist der Betätigungskolben einen Kolbenabschnitt auf, welcher innerhalb des Kolbengehäuses angeordnet ist, wobei sich der Anpressabschnitt in der radialen Richtung an den Kolbenabschnitt anschließt. Vorzugsweise ist die Dichtungseinrichtung endseitig an dem Kolbenabschnitt angeordnet. In a further constructive implementation it is provided that the actuating piston has a radially outwardly directed pressing section. In particular, the pressing section is designed as a circular ring section directed radially outward. Optionally, the actuating piston has a piston section which is arranged inside the piston housing, the pressing section adjoining the piston section in the radial direction. The sealing device is preferably arranged at the end of the piston section.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Anpressabschnitt mindestens oder genau einen der Bremsbeläge trägt. In dem betätigten Zustand der Bremseinrichtung wird die Betätigungskraft über den Anpressabschnitt auf die Lamellenbremse übertragen. Hierzu ist der an dem Anpressabschnitt angeordnete Bremsbelag benachbart zu einer der Bremsscheiben angeordnet, wobei bei beim Schließen der Lamellenbremse die Betätigungskraft über den Anpressabschnitt auf die Bremsscheiben und die Bremsbeläge übertragen wird. Besonders bevorzugt ist der Bremsbelag formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Anpressabschnitt verbunden. Alternativ kann der Bremsbelag jedoch auch durch eine Beschichtung ausgebildet sein. According to this embodiment it is provided that the pressing section carries at least or exactly one of the brake linings. In the actuated state of the braking device, the actuating force is transmitted to the multi-disc brake via the pressing section. For this purpose, the brake lining arranged on the pressing section is arranged adjacent to one of the brake disks, with the actuating force being transmitted to the brake disks and the brake linings via the pressing section when the multi-disc brake is closed. Particularly preferably, the brake lining is positively and / or non-positively and / or cohesively connected to the pressing section. Alternatively, however, the brake lining can also be formed by a coating.
Somit wird eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine kompakte und bauteilreduzierte Betätigungseinrichtung auszeichnet. Durch den Anpressabschnitt kann die Betätigungskraft unmittelbar über den Betätigungskolben auf die Lamellenbremse übertragen werden, sodass z.B. auf eine zusätzliche Anpressplatte bzw. Drucktopf verzichtet werden kann. ln einer weiteren konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Betätigungskolben einen zylindrischen Trägerabschnitt aufweist. Bevorzugt erstreckt sich der Trägerabschnitt in der axialen Richtung, insbesondere entgegengerichtet zu dem Kolbenabschnitt, außerhalb des Kolbengehäuses. Der Trägerabschnitt schließt sich in der axialen Richtung an den Kolbenabschnitt und/oder den Anpressabschnitt an, wobei der Trägerabschnitt vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet ist. Thus, a braking device is proposed which is characterized by a compact actuating device with fewer components. The actuating force can be transmitted to the multi-disc brake directly via the actuating piston through the pressing section, so that, for example, an additional pressure plate or pressure pot can be dispensed with. Another constructive implementation provides that the actuating piston has a cylindrical support section. The carrier section preferably extends in the axial direction, in particular in the opposite direction to the piston section, outside the piston housing. The carrier section adjoins the piston section and / or the pressing section in the axial direction, the carrier section preferably being designed as a hollow cylinder.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Trägerabschnitt an seinem Außenumfang eine Längsverzahnung trägt, wobei mindestens einer der Bremsbeläge über die Längsverzahnung drehfest an dem Trägerabschnitt festgelegt ist. Insbesondere erstreckt sich die Längsverzahnung in Bezug auf die Drehachse in axialer Richtung, sodass der mindestens eine mit der Längsverzahnung in Eingriff stehende Bremsbelag in axialer Richtung verschiebbar ist. Prinzipiell kann der Bremsbelag als eine Reiblamelle ausgebildet sein, welche an ihrem Innendurchmesser eine zur Längsverzahnung komplementäre Gegenverzahnung aufweist. Bevorzugt jedoch ist der mindestens eine Bremsbelag über das Übertragungsbauteil mit dem Trägerabschnitt verbunden, wobei das Übertragungsbauteil an einem Innenumfang eine zur Längsverzahnung komplementäre Gegenverzahnung aufweist. Im Speziellen können mehrere, insbesondere genau zwei, der Übertragungsbauteile mit der Längsverzahnung des Trägerabschnitts in Eingriff stehen. According to this embodiment it is provided that the carrier section has a longitudinal toothing on its outer circumference, at least one of the brake linings being fixed on the carrier section in a rotationally fixed manner via the longitudinal toothing. In particular, the longitudinal toothing extends in the axial direction with respect to the axis of rotation, so that the at least one brake lining which is in engagement with the longitudinal toothing can be displaced in the axial direction. In principle, the brake lining can be designed as a friction disk which has a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on its inner diameter. However, the at least one brake lining is preferably connected to the carrier section via the transmission component, the transmission component having a counter-toothing complementary to the longitudinal toothing on an inner circumference. In particular, several, in particular exactly two, of the transmission components can be in engagement with the longitudinal teeth of the carrier section.
Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, einen Betätigungskolben vorzuschlagen, welcher zugleich als Innenträger für die Bremsbeläge dient. Zudem können durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der radiale Bauraum sowie die Bauteile der Bremsvorrichtung weiter reduziert werden. It is therefore a consideration of the invention to propose an actuating piston which also serves as an inner support for the brake linings. In addition, the proposed configuration can further reduce the radial installation space and the components of the braking device.
In einer weiteren konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass die feststehende Bremseinheit ein, insbesondere koaxial zur Drehachse angeordnetes, Anschlagbauteil aufweist, welches zur Bildung eines Endanschlags in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Beim Schließen der Bremse werden vorzugsweise die Bremsscheiben und die dazwischenliegenden Bremsbeläge zwischen dem Anschlagbauteil und dem Betätigungskolben, insbesondere dem Anpressabschnitt, zusammengepresst. Besonders bevorzugt ist das Anschlagbauteil in einem Endbereich der Stützhülse angeordnet, wobei das Anschlagbauteil in radialer und/oder axialer Richtung an der Stützhülse fixiert. Bevorzugt ist das Anschlagbauteil über ein auf dem Außenumfang angeordnetes Sicherungsmittel, z.B. einen Sicherungsring oder eine Schraubenmutter, in axialer Richtung an der Stützhülse fixiert. Besonders bevorzugt trägt das Anschlagbauteil einen der Bremsbeläge, wobei der Bremsbelag formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Anschlagbauteil verbunden ist. Alternativ kann der Bremsbelag jedoch auch durch eine Beschichtung des Anschlagbauteils ausgebildet sein. In a further specific embodiment it is provided that the stationary brake unit has a stop component, in particular arranged coaxially to the axis of rotation, which is designed and / or suitable for forming an end stop in the axial direction. When the brake is closed, the brake disks and the brake pads in between are preferably between the Stop component and the actuating piston, in particular the pressing portion, pressed together. The stop component is particularly preferably arranged in an end region of the support sleeve, the stop component being fixed to the support sleeve in the radial and / or axial direction. The stop component is preferably fixed to the support sleeve in the axial direction via a securing means arranged on the outer circumference, for example a securing ring or a screw nut. Particularly preferably, the stop component carries one of the brake linings, the brake lining being connected to the stop component in a form-fitting and / or non-positive and / or cohesive manner. Alternatively, however, the brake lining can also be formed by coating the stop component.
Gemäß dieser Ausführung ist vorgesehen, dass das Anschlagbauteil über die Längsverzahnung drehfest mit dem Betätigungskolben verbunden ist. Bevorzugt weist das Anschlagbauteil einen Verzahnungsabschnitt auf, welcher mit der Längsverzahnung des Betätigungskolbens in Eingriff steht. Zudem kann das Anschlagbauteil einen Stützabschnitt zur Abstützung an der Stützhülse sowie einen Anschlagabschnitt zur Bildung des Endanschlags aufweisen. Dabei ist der Anschlagabschnitt vorzugsweise flanschartig radial nach außen gerichtet. Der Stützabschnitt und/oder der Verzahnungsabschnitt sind vorzugsweise flanschartig radial nach innen gerichtet. Im Speziellen kann eine Federeinrichtung zur Erzeugung der Rückstellkraft in der axialen Richtung an dem Anschlagbauteil, insbesondere dem Stützabschnitt, und in der axialen Gegenrichtung an dem Betätigungskolben, insbesondere dem Trägerabschnitt, abgestützt sein. According to this embodiment it is provided that the stop component is non-rotatably connected to the actuating piston via the longitudinal toothing. The stop component preferably has a toothed section which is in engagement with the longitudinal toothing of the actuating piston. In addition, the stop component can have a support section for supporting on the support sleeve and a stop section for forming the end stop. The stop section is preferably directed radially outward in the manner of a flange. The support section and / or the toothed section are preferably directed radially inward in the manner of a flange. In particular, a spring device for generating the restoring force can be supported in the axial direction on the stop component, in particular the support section, and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
Es wird somit eine besonders robuste und bauteilschonende Bremsvorrichtung vorgeschlagen, wobei das Anschlagbauteil einen Endanschlag für die Lamellenkupplung bildet und zugleich die auf das Anschlagbauteil wirkenden Brems- und/oder Schleppmomente über den Verzahnungsabschnitt auf den Betätigungskolben überträgt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Momente nicht auf das Sicherungsmittel übergeben werden. In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Stützhülse einen Endabschnitt aufweist, welche zur Bildung des Endanschlags in der axialen Richtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Beim Schließen der Bremse werden vorzugsweise die Bremsscheiben und die dazwischenliegenden Bremsbeläge zwischen dem Endabschnitt und dem Betätigungskolben, insbesondere dem Anpressabschnitt, zusammengepresst. Der Endabschnitt ist vorzugsweise durch Urformen und/oder durch Urformen der Stützhülse gebildet. Besonders bevorzugt ist der Endabschnitt als ein radial nach außen gerichteter Flansch ausgebildet. Insbesondere trägt der Endabschnitt einen der Bremsbeläge. Im Speziellen kann die Federeinrichtung in der axialen Richtung an dem Endabschnitt und in der axialen Gegenrichtung an dem Betätigungskolben, insbesondere dem Trägerabschnitt, abgestützt sein. A particularly robust and component-protecting braking device is therefore proposed, the stop component forming an end stop for the multi-disc clutch and at the same time transmitting the braking and / or drag torques acting on the stop component to the actuating piston via the toothed section. It can thus be ensured that the moments are not transferred to the securing device. In an alternative embodiment it is provided that the support sleeve has an end section which is designed and / or suitable for forming the end stop in the axial direction. When the brake is closed, the brake disks and the brake linings lying in between are preferably pressed together between the end section and the actuating piston, in particular the pressing section. The end section is preferably formed by primary shaping and / or by primary shaping of the support sleeve. The end section is particularly preferably designed as a flange directed radially outward. In particular, the end section carries one of the brake linings. In particular, the spring device can be supported in the axial direction on the end section and in the opposite axial direction on the actuating piston, in particular the carrier section.
Es wird somit eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine weitere Reduzierung der Bauteile auszeichnet, da die Stützhülse zudem die Funktion des Endanschlags übernimmt. A braking device is thus proposed which is characterized by a further reduction in the number of components, since the support sleeve also takes on the function of the end stop.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Besonders bevorzugt ist das elektrische Fahrrad als das Pedelec, insbesondere als vierrädriges Pedelec, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Bremsvorrichtung, insbesondere zumindest die Lamellenbremse, in ein Rad des Fahrrads integriert. Das Fahrrad kann dabei mehrere, vorzugsweise genau zwei, im Speziellen genau vier, der Bremsvorrichtungen aufweisen, wobei jeweils eine Bremsvorrichtung einem der Räder des Fahrrads zugeordnet ist. Another object of the invention relates to an electric bicycle with the braking device as already described above. The electric bicycle is particularly preferably designed as the pedelec, in particular as a four-wheel pedelec. The braking device, in particular at least the multi-disc brake, is particularly preferably integrated into a wheel of the bicycle. The bicycle can have several, preferably exactly two, in particular exactly four, of the braking devices, one braking device in each case being assigned to one of the wheels of the bicycle.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen: Further features, advantages and effects of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention and the accompanying figures. These show:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Bremsvorrichtung für ein elektrisches Fahrrad als ein erstes Ausführungsbeispiel; Figur 2 die Bremsvorrichtung in gleicher Darstellung wie Figur 1 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 1 is a schematic sectional view of a braking device for an electric bicycle as a first embodiment; Figure 2 shows the braking device in the same representation as Figure 1 as a second embodiment of the invention.
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils in einer schematischen Schnittdarstellung eine Bremsvorrichtung 1 in zwei unterschiedlichen Ausführungsvarianten. Die Bremsvorrichtung 1 ist für ein elektrisches Fahrrad geeignet, wobei die Bremsvorrichtung 1 beispielsweise in eine Radnabe und/oder einen Radnabenantrieb eines Rades 2 - nur schematisch angedeutet - des elektrischen Fahrrads integriert werden kann. Die Bremsvorrichtung 1 weist beispielsweise einen Durchmesser von weniger als 80 mm auf. Beispielsweise ist das elektrische Fahrrad als ein Vierrad- Pedelec ausgebildet, wobei die Bremsvorrichtung 1 entsprechend für das Gewicht des Vierrad-Pedelecs ausgelegt ist. Das Vierrad-Pedelec weist ein Leergewicht von beispielsweise mehr als 150 kg, vorzugsweise mehr als 250 kg, im Speziellen mehr als 350 kg auf. Figures 1 and 2 each show a schematic sectional view of a braking device 1 in two different design variants. The braking device 1 is suitable for an electric bicycle, the braking device 1 being able to be integrated, for example, into a wheel hub and / or a wheel hub drive of a wheel 2 - only indicated schematically - of the electric bicycle. The braking device 1 has a diameter of less than 80 mm, for example. For example, the electric bicycle is designed as a four-wheel pedelec, the braking device 1 being designed accordingly for the weight of the four-wheel pedelec. The four-wheel pedelec has an empty weight of, for example, more than 150 kg, preferably more than 250 kg, in particular more than 350 kg.
Die Bremsvorrichtung 1 umfasst eine Lamellenbremse 3, wobei die Lamellenbremse 3 eine feststehende Bremseinheit 4 und eine rotierende Bremseinheit 5 aufweist, welche in einem Fährbetrieb des Fahrrads relativ zu der feststehenden Bremseinheit 4 um eine Drehachse D rotiert. Die feststehende Bremseinheit 4 ist an einem Rahmen 6 - nur schematisch angedeutet - des Fahrrads, beispielsweise an einer Radachse des Rades 2, festgelegt. Die rotierende Bremseinheit 4 ist direkt an dem Rad 2, zum Beispiel an einem Radnabengehäuse, oder indirekt über den Radnabenantrieb, zum Beispiel einem Rotor, an dem Rad 2 festgelegt. The braking device 1 comprises a multi-disc brake 3, the multi-disc brake 3 having a fixed brake unit 4 and a rotating brake unit 5 which rotates about an axis of rotation D relative to the fixed brake unit 4 when the bicycle is being driven. The stationary brake unit 4 is fixed on a frame 6 - only indicated schematically - of the bicycle, for example on a wheel axle of the wheel 2. The rotating brake unit 4 is fixed directly on the wheel 2, for example on a wheel hub housing, or indirectly via the wheel hub drive, for example a rotor, on the wheel 2.
Die feststehende Bremseinheit 4 weist einen Innenträger 7 sowie vier Bremsbeläge 8 auf, welche an dem Innenträger 7 in Umlaufrichtung in Bezug auf die Drehachse D drehfest angeordnet sind. Der Innenträger 7 ist drehfest mit dem Rahmen 6, insbesondere der Radachse, verbunden, wobei der Innenträger 7 bei einer Verdrehung des Rades 2 stationär an dem Rahmen verbleibt. Die rotierende Bremseinheit 5 weist einen Außenträger 9 sowie zwei Bremsscheiben 10 auf, welche an dem Außenträger 9 in Umlaufrichtung in Bezug auf die Drehachse D drehfest angeordnet sind. Der Außenträger 9 ist mit dem Rad 2 drehverbunden, wobei der Außenträger 9 bei einer Verdrehung des Rades 2 um die Drehachse D verdreht wird und die Bremsscheiben 10 in Umlaufrichtung mitnimmt. Der Innenträger 7 ist radial innerhalb des Außenträgers 5 angeordnet, wobei die Bremsscheiben 10 derart zwischen den Bremsbelägen 8 angeordnet sind, sodass die beiden Bremsscheiben 10 jeweils zwischen zwei Bremsbelägen 8 angeordnet sind. Beispielsweise sind die Bremsbeläge 8 und die Bremsscheiben 10 jeweils als eine die Drehachse D umlaufende Kreisringscheibe ausgebildet. The stationary brake unit 4 has an inner carrier 7 as well as four brake linings 8, which are arranged on the inner carrier 7 in a rotationally fixed manner in relation to the axis of rotation D. The inner carrier 7 is non-rotatably connected to the frame 6, in particular the wheel axle, the inner carrier 7 remaining stationary on the frame when the wheel 2 is rotated. The rotating brake unit 5 has an outer carrier 9 and two brake disks 10, which are arranged on the outer carrier 9 in a rotationally fixed manner in relation to the axis of rotation D. The outer carrier 9 is rotatably connected to the wheel 2, the Outer carrier 9 is rotated when the wheel 2 is rotated about the axis of rotation D and takes the brake discs 10 with it in the direction of rotation. The inner carrier 7 is arranged radially inside the outer carrier 5, the brake disks 10 being arranged between the brake linings 8 in such a way that the two brake discs 10 are each arranged between two brake linings 8. For example, the brake pads 8 and the brake disks 10 are each designed as a circular ring disk encircling the axis of rotation D.
Ferner weist die Bremsvorrichtung 1 eine Betätigungseinrichtung 11 zur Betätigung der Lamellenbremse 3 auf, wobei die Betätigungseinrichtung 11 als ein konzentrischer Nehmerzylinder (CSC) ausgebildet ist. Hierzu weist die Betätigungseinrichtung 11 ein als ein Ringgehäuse ausgebildetes Kolbengehäuse 12 sowie einen als ein Ringkolben ausgebildeten Betätigungskolben 13 auf, welcher innerhalb des Kolbengehäuses 12 in Bezug auf die Drehachse D axial verlagerbar angeordnet ist. Zudem weist die stationäre Bremseinheit 4 eine Stützhülse 14 auf, welche beispielsweise ähnlich einer CSC-Führungshülse ausgebildet ist. Das Kolbengehäuse 12 ist an einem Außenumfang der Stützhülse 14 abgestützt, wobei das Kolbengehäuse 12 und die Stützhülse 14 gemeinsam einen Druckraum 15 definieren. Dabei ist der Druckraum 15 in einer radialen Richtung RR durch das Kolbengehäuse 12 und in einer radialen Gegenrichtung RG durch die Stützhülse 14 begrenzt. Zudem ist der Druckraum 15 in einer axialen Richtung AR durch den Betätigungskolben 13 und in einer axialen Gegenrichtung AG durch das Kolbengehäuse 12 begrenzt. Der Druckraum 15 ist als ein die Drehachse D umlaufender Ringraum ausgebildet, welcher mit einem Fluid, z.B. einer Hydraulikflüssigkeit, befüllt ist. Beispielsweise ist der Druckraum 15 fluidtechnisch mit einem Geberzylinder verbunden, welcher z.B. durch einen Bremshebel betätigbar ist. Furthermore, the braking device 1 has an actuating device 11 for actuating the multi-disc brake 3, the actuating device 11 being designed as a concentric slave cylinder (CSC). For this purpose, the actuating device 11 has a piston housing 12 designed as an annular housing and an actuating piston 13 designed as an annular piston, which is axially displaceable within the piston housing 12 with respect to the axis of rotation D. In addition, the stationary brake unit 4 has a support sleeve 14, which is designed, for example, similar to a CSC guide sleeve. The piston housing 12 is supported on an outer circumference of the support sleeve 14, the piston housing 12 and the support sleeve 14 jointly defining a pressure chamber 15. The pressure chamber 15 is delimited in a radial direction RR by the piston housing 12 and in a radial opposite direction RG by the support sleeve 14. In addition, the pressure chamber 15 is delimited in an axial direction AR by the actuating piston 13 and in an axially opposite direction AG by the piston housing 12. The pressure space 15 is designed as an annular space surrounding the axis of rotation D, which is filled with a fluid, e.g. a hydraulic fluid. For example, the pressure chamber 15 is fluidically connected to a master cylinder which can be actuated, for example, by a brake lever.
Zur Abdichtung des Druckraums 15 weist der Betätigungskolben 13 eine Dichtungseinrichtung 16 auf, welche endseitig an dem Betätigungskolben 13 montiert ist. Die Dichtungseinrichtung 16 umfasst einen koaxial zu der Drehachse D angeordneten Nutdichtring 17 sowie einen Dichtringträger 18, wobei der Nutdichtring 17 über den Dichtringträger 18 formschlüssig und/oder kraftschlüssig, zum Beispiel über eine Schnapphakenverbindung, an dem Betätigungskolben 13 montiert ist. Der Nutdichtring 17 liegt in der radialen Richtung RR an einem Innenumfang des Kolbengehäuses 12 und in der radialen Gegenrichtung RG an einem Außenumfang der Stützhülse 14 umlaufend dichtend an. To seal the pressure chamber 15, the actuating piston 13 has a sealing device 16, which is mounted on the actuating piston 13 at the end. The sealing device 16 comprises a groove sealing ring 17 arranged coaxially with respect to the axis of rotation D and a sealing ring carrier 18, the groove sealing ring 17 being positively and / or non-positively locking via the sealing ring carrier 18, for example via a snap hook connection on which the actuating piston 13 is mounted. The groove sealing ring 17 rests in the radial direction RR on an inner circumference of the piston housing 12 and in the radial opposite direction RG on an outer circumference of the support sleeve 14 in a circumferentially sealing manner.
Der Betätigungskolben 13 weist einen Kolbenabschnitt 19, einen Anpressabschnitt 20 sowie einen Trägerabschnitt 21 auf, wobei die Abschnitte 19, 20, 21 einstückig, zum Beispiel aus einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt, miteinander verbunden sind. Der Kolbenabschnitt 19 ragt in der axialen Gegenrichtung AG in das Kolbengehäuse 12 hinein, wobei die Dichtungseinrichtung 16 stirnseitig an dem Kolbenabschnitt 19 angeordnet ist. Der Anpressabschnitt 20 schließt sich in der radialen Richtung RR an den Kolbenabschnitt 19 an, wobei der Anpressabschnitt 20 einen der Bremsbeläge 8 trägt. Der Trägerabschnitt 21 schließt sich in der axialen Richtung AR an den Anpressabschnitt 20 bzw. den Kolbenabschnitt 19 an, wobei der Trägerabschnitt 21 als ein koaxial zu der Drehachse D angeordneter Hohlzylinder ausgebildet ist, welcher die Funktion des Innenträgers 7 übernimmt. The actuating piston 13 has a piston section 19, a pressing section 20 and a carrier section 21, the sections 19, 20, 21 being connected to one another in one piece, for example made from a common semi-finished product. The piston section 19 protrudes into the piston housing 12 in the opposite axial direction AG, the sealing device 16 being arranged on the end face of the piston section 19. The pressing section 20 adjoins the piston section 19 in the radial direction RR, the pressing section 20 carrying one of the brake linings 8. The carrier section 21 adjoins the pressing section 20 or the piston section 19 in the axial direction AR, the carrier section 21 being designed as a hollow cylinder which is arranged coaxially to the axis of rotation D and takes over the function of the inner carrier 7.
Die feststehende Bremseinheit 4 weist ein Übertragungsbauteil 22 auf, wobei das Übertragungsbauteil 22 zwei der Bremsbeläge 8 trägt. Dabei sind die Bremsbeläge derart an dem Übertragungsbauteil 22 angeordnet, sodass der eine Bremsbelag 8 der einen Bremsscheibe 10 und der andere Bremsbelag 8 der anderen Bremsscheibe 10 zugewandt ist. Beispielsweise ist das Übertragungsbauteil 22 als eine Mitnehmerscheibe ausgebildet, welche axial zwischen den beiden Bremsscheiben 10 angeordnet ist. Der Trägerabschnitt 21 weist an seiner radialen Außenseite eine Längsverzahnung 23 auf, wobei das Übertragungsbauteil 22 über eine entsprechende Gegenverzahnung 24 mit der Längsverzahnung 23 in Eingriff steht. Das Übertragungsbauteil 22 ist somit in Umlaufrichtung um die Drehachse D drehfest mit dem Betätigungskolben 13 verbunden und in der axialen Richtung AR und der axialen Gegenrichtung AG verschiebbar auf dem Trägerabschnitt 21 angeordnet. The stationary brake unit 4 has a transmission component 22, the transmission component 22 carrying two of the brake linings 8. The brake linings are arranged on the transmission component 22 in such a way that one brake lining 8 faces the one brake disc 10 and the other brake lining 8 faces the other brake disc 10. For example, the transmission component 22 is designed as a driver disk which is arranged axially between the two brake disks 10. The carrier section 21 has a longitudinal toothing 23 on its radial outer side, the transmission component 22 being in engagement with the longitudinal toothing 23 via a corresponding counter-toothing 24. The transmission component 22 is thus non-rotatably connected to the actuating piston 13 in the direction of rotation about the axis of rotation D and is arranged on the carrier section 21 so as to be displaceable in the axial direction AR and the axially opposite direction AG.
Der Außenträger 9 ist beispielsweise in der Art eines Außenlamellenträgers ausgebildet. Dabei weist der Außenträger 9 an seinem Innenumfang eine Mitnahmekontur 11 , zum Beispiel in Form einer Steckverzahnung, auf, wobei die beiden Bremsscheiben 10 in Umfangsrichtung drehfest und in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D verschiebbar mit der Mitnahmekontur 11 in Eingriff stehen. The outer carrier 9 is designed, for example, in the manner of an outer disk carrier. The outer support 9 has a on its inner circumference Driving contour 11, for example in the form of a spline, the two brake disks 10 engaging with driving contour 11 in a rotationally fixed manner in the circumferential direction and displaceably in the axial direction with respect to the axis of rotation D.
In dem in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist die feststehende Bremseinheit 4 ein Anschlagbauteil 25 auf, welches einen Endanschlag für die Lamellenbremse 3 in der axialen Richtung AR bildet. Das Anschlagbauteil 25 ist am Ende der Stützhülse 14 über ein Sicherungsmittel 26, z.B. über eine Mutter oder ein anderes Sicherungselement, auf der Stützhülse 14 fixiert. Das Anschlagbauteil 25 weist einen radial nach innen gerichteten Stützabschnitt 27 sowie einen radial nach außen gerichteten Anschlagabschnitt 28 auf, wobei der Anschlagabschnitt 28 den Endanschlag bildet und einen der Bremsbeläge 8 trägt. Über den Stützabschnitt 27 ist das Anschlagbauteil 25 in der radialen und der axialen Gegenrichtung RG, AG an der Stützhülse 14 und in der axialen Richtung AR an dem Sicherungsmittel 26 abgestützt. Zudem weist das Anschlagbauteil einen radial nach innen gerichteten Verzahnungsabschnitt 29 auf, wobei der Verzahnungsabschnitt 29 mit der Längsverzahnung 23 des Trägerabschnitts 21 in Eingriff steht. In the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, the stationary brake unit 4 has a stop component 25 which forms an end stop for the multi-disk brake 3 in the axial direction AR. The stop component 25 is fixed on the support sleeve 14 at the end of the support sleeve 14 via a securing means 26, for example a nut or another securing element. The stop component 25 has a radially inwardly directed support section 27 and a radially outwardly directed stop section 28, the stop section 28 forming the end stop and carrying one of the brake linings 8. Via the support section 27, the stop component 25 is supported on the support sleeve 14 in the radial and the opposite axial direction RG, AG and on the securing means 26 in the axial direction AR. In addition, the stop component has a toothed section 29 directed radially inward, the toothed section 29 being in engagement with the longitudinal toothing 23 of the carrier section 21.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Innenträger 7 durch den Betätigungskolben 13, insbesondere den Trägerabschnitt 21 , gebildet, wobei der Betätigungskolben 13 hierzu drehfest mit dem Kolbengehäuse 12 verbunden ist. Der Betätigungskolben 13 weist dabei eine, insbesondere an den Anpressabschnitt 20 angeformte, Formschlusskontur 30 und das Kolbengehäuse 12 eine auf der radialen Außenseite angeordnete Gegenkontur 31 auf, wobei die Formschlusskontur 30 und die Gegenkontur 31 in Umlaufrichtung um die Drehachse D formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. Beispielsweise ist die Formschlusskontur 30 als eine Innenverzahnung und die Gegenkontur 31 als eine Außenverzahnung ausgebildet. In the first exemplary embodiment, the inner carrier 7 is formed by the actuating piston 13, in particular the carrier section 21, the actuating piston 13 being connected to the piston housing 12 in a rotationally fixed manner for this purpose. The actuating piston 13 has a form-locking contour 30, in particular molded onto the pressing section 20, and the piston housing 12 has a counter-contour 31 arranged on the radial outside, the form-locking contour 30 and the counter-contour 31 being positively engaged with one another in the direction of rotation about the axis of rotation D. For example, the form-fit contour 30 is designed as an internal tooth system and the mating contour 31 as an external tooth system.
Das Kolbengehäuse 12 kann wiederum drehfest mit der Stützhülse 14 verbunden sein, sodass die auf das Kolbengehäuse 12 übertragenen Momente in die Stützhülse 14 eingeleitet werden. Die Stützhülse 14 weist einen radial nach außen gerichteten Endabschnitt 32 auf, wobei das Kolbengehäuse 12 in der axialen Gegenrichtung AG an dem Endabschnitt 32 abgestützt und/oder drehtest mit diesem verbunden ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt 32 als ein Sicherungsflansch ausgebildet. The piston housing 12 can in turn be connected non-rotatably to the support sleeve 14 so that the torques transmitted to the piston housing 12 are introduced into the support sleeve 14. The support sleeve 14 has a radially outwardly directed End section 32, the piston housing 12 being supported in the opposite axial direction AG on the end section 32 and / or being connected to it in a rotationally test manner. In the first exemplary embodiment, the end section 32 is designed as a securing flange.
Bei einer Betätigung der Lamellenbremse 3 durch die Betätigungseinrichtung 11 , wird ein in dem Druckraum 15 herrschender Fluiddruck erhöht und als eine Betätigungskraft F1 auf den Betätigungskolben 13, insbesondere den Kolbenabschnitt 19, übertragen. Dabei wird der Betätigungskolben 13 in der axialen Richtung AR verschoben, wobei der Anpressabschnitt 20 die Betätigungskraft F1 auf die Lamellenbremse 3 überträgt, sodass die beiden Bremsscheiben 10 zwischen dem Anpressabschnitt 20 und dem Anschlagbauteil 28 zusammengepresst werden. Dabei bilden die beiden Bremsscheiben 10 jeweils einen Reibschluss mit den beiden zugehörigen Bremsbelägen 8, wodurch ein Bremsmoment zwischen den beiden Bremseinheiten 4, 5 erzeugt wird. When the multi-disc brake 3 is actuated by the actuating device 11, a fluid pressure prevailing in the pressure chamber 15 is increased and transmitted as an actuating force F1 to the actuating piston 13, in particular the piston section 19. The actuating piston 13 is displaced in the axial direction AR, the pressing section 20 transmitting the actuating force F1 to the multi-disc brake 3, so that the two brake disks 10 are pressed together between the pressing section 20 and the stop component 28. The two brake disks 10 each form a frictional connection with the two associated brake linings 8, as a result of which a braking torque is generated between the two brake units 4, 5.
Dabei übergibt das Übertragungsbauteil 22 das auf das Übertragungsbauteil 22 wirkende Bremsmoment über die Gegenverzahnung 24 an den Trägerabschnitt 21. Um sicherzustellen, dass das Bremsmoment nicht auf das Sicherungsmittel 26 übertragen wird, gibt das Anschlagbauteil 25 das beaufschlagte Bremsmoment über den Verzahnungsabschnitt 29 ebenfalls an den Trägerabschnitt 21 weiter. Über die miteinander in Eingriff stehende Formschlusskontur 30 und Gegenkontur 31 werden sämtliche auf den Betätigungskolben 13 wirkende Brems- bzw. Schleppmomente in das Kolbengehäuse 12 eingeleitet. The transmission component 22 transfers the braking torque acting on the transmission component 22 to the carrier section 21 via the counter-toothing 24. To ensure that the braking torque is not transmitted to the securing means 26, the stop component 25 also transmits the applied braking torque to the carrier section via the toothed section 29 21 next. All of the braking and drag torques acting on the actuating piston 13 are introduced into the piston housing 12 via the interlocking interlocking contour 30 and the mating contour 31.
Um ein öffnen der Bremsvorrichtung 1 zu gewährleisten ist zwischen dem Anschlagbauteil 25 und dem Betätigungskolben 13 eine Federeinrichtung 33 in Form einer Tellerfeder angebracht. Die Federeinrichtung 33 erzeugt eine in der axialen Gegenrichtung AG gerichtete Rückstellkraft F2, welche in einem unbetätigten Zustand der Betätigungseinrichtung 11 , den Betätigungskolben 13 in der axialen Gegenrichtung AG zurückdrückt, sodass der Reibschluss zwischen den Bremsscheiben 10 und den Bremsbelägen aufgehoben wird. Der Betätigungskolben 13 übernimmt somit in dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in Figur 1 gezeigt, mehrere Funktionen hauptsächlich stellt er mit seinem Anpressabschnitt 20 die Anpressplatte dar, die bei einer Betätigung der Bremsvorrichtung 1 die Bremsbeläge 8 an die Bremsscheiben 10 presst. Zudem übernimmt der Betätigungskolben 13 alle auf die feststehende Bremseinheit 4 wirkenden Schleppmomente bzw. Bremsmomente und überträgt diese auf das Kolbengehäuse 12 und die Stützhülse 14. In order to ensure that the braking device 1 is opened, a spring device 33 in the form of a plate spring is attached between the stop component 25 and the actuating piston 13. The spring device 33 generates a restoring force F2 directed in the axially opposite direction AG, which, when the actuating device 11 is not actuated, pushes the actuating piston 13 back in the axially opposite direction AG, so that the frictional engagement between the brake disks 10 and the brake linings is canceled. In the first exemplary embodiment, as shown in FIG. 1, the actuating piston 13 thus performs several functions, mainly with its pressing section 20 being the pressure plate which presses the brake pads 8 against the brake disks 10 when the braking device 1 is actuated. In addition, the actuating piston 13 takes over all drag torques or braking torques acting on the stationary brake unit 4 and transmits them to the piston housing 12 and the support sleeve 14.
In dem in der Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel dient der Endabschnitt 32 der Stützhülse 14 zur Bildung des Endanschlags für die Lamellenbremse 3 in der axialen Richtung AR. Der Endabschnitt 32 ist dabei als ein am Ende der Stützhülse 14 angeformter radial nach außen gerichteter Anschlagflansch ausgebildet, welcher einen der Bremsbeläge 8 trägt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden somit der Betätigungskolben 13, insbesondere der Trägerabschnitt 21 , und der Endabschnitt 32 gemeinsam den Innenträger 7. In the second exemplary embodiment shown in FIG. 2, the end section 32 of the support sleeve 14 serves to form the end stop for the multi-disk brake 3 in the axial direction AR. The end section 32 is designed as a stop flange which is integrally formed on the end of the support sleeve 14 and is directed radially outward and carries one of the brake linings 8. In the second exemplary embodiment, the actuating piston 13, in particular the carrier section 21, and the end section 32 together form the inner carrier 7.
In dieser Variante ist der Betätigungskolben 13 unmittelbar mit der Stützhülse 14 drehfest verbunden. Hierzu weist der Trägerabschnitt 21 an seinem Innenumfang die Formschlusskontur 30 und die Stützhülse 14 an ihrem Außenumfang die Gegenkontur 31 auf, wobei die Formschlusskontur 30 und die Gegenkontur 31 in Umlaufrichtung um die Drehachse D formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. Beispielsweise ist die Formschlusskontur 30 als eine Innenverzahnung und die Gegenkontur 31 als eine Außenverzahnung ausgebildet. In this variant, the actuating piston 13 is connected directly to the support sleeve 14 in a rotationally fixed manner. For this purpose, the carrier section 21 has the form-locking contour 30 on its inner circumference and the support sleeve 14 has the counter-contour 31 on its outer circumference, the form-locking contour 30 and the counter-contour 31 being in positive engagement with one another in the direction of rotation about the axis of rotation D. For example, the form-fit contour 30 is designed as an internal tooth system and the mating contour 31 as an external tooth system.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Stützhülse 14 an ihrem Innenumfang zusätzlich eine weitere Gegenkontur 34 auf, welche zur Übertragung der auf die Stützhülse 14 wirkenden Brems- und Schleppmomente auf den Rahmen 6, insbesondere die Radachse, dient. Beispielsweise kann die weitere Gegenkontur 34 durch Prägebereiche, eine Verzahnung oder ähnliches dargestellt sein, wobei der Rahmen 6, insbesondere die Radachse, eine entsprechend der weiteren Gegenkontur 34 ausgebildete Formschlusskontur aufweist. Die feststehende Bremseinheit 4 weist das Sicherungsmittel 26 auf, wobei das Sicherungsmittel 26 in diesem Ausführungsbeispiel z.B. als ein Sicherungsring ausgebildet ist. Das Sicherungsmittel 26 ist am Ende der Stützhülse 14 angeordnet und sichert das Kolbengehäuse 12 in der axialen Gegenrichtung AG gegen ein Verlieren. In the second exemplary embodiment, the support sleeve 14 also has a further counter-contour 34 on its inner circumference, which serves to transfer the braking and drag torques acting on the support sleeve 14 to the frame 6, in particular the wheel axle. For example, the further counter-contour 34 can be represented by embossed areas, a toothing or the like, the frame 6, in particular the wheel axle, having a form-locking contour configured in accordance with the further counter-contour 34. The stationary brake unit 4 has the securing means 26, the securing means 26 being designed, for example, as a securing ring in this exemplary embodiment. The securing means 26 is arranged at the end of the support sleeve 14 and secures the piston housing 12 in the opposite axial direction AG against being lost.
Zusätzlich weist die feststehende Bremseinheit 4 in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Verstelleinrichtung 35 auf, die genutzt werden kann um einen definierten Luftweg für den Betätigungskolben 13 einzustellen. Die Verstelleinrichtung 35 ist beispielsweise als eine mit der Außenseite des Kolbengehäuses 12 in Eingriff stehende Verstellmutter ausgebildet. In addition, the stationary brake unit 4 in the second exemplary embodiment has an adjusting device 35 which can be used to set a defined air path for the actuating piston 13. The adjusting device 35 is designed, for example, as an adjusting nut which engages with the outside of the piston housing 12.
Bei einer Betätigung der Lamellenbremse 3 durch die Betätigungseinrichtung 11 , wird die Betätigungskraft F1 , wie bereits zuvor beschrieben, auf den Betätigungskolben 13 und somit auf die Lamellenbremse 3 übertragen, sodass die beiden Bremsscheiben 10 zwischen dem Anpressabschnitt 20 und dem Endabschnitt 32 zusammengepresst werden und das Bremsmoment zwischen den beiden Bremseinheiten 4, 5 erzeugt wird. Dabei übergibt das Übertragungsbauteil 22 das auf das Übertragungsbauteil 22 wirkende Bremsmoment über die Gegenverzahnung 24 an den Trägerabschnitt 21 , wobei sämtliche auf den Betätigungskolben 13 wirkende Brems- bzw. Schleppmomente über die miteinander in Eingriff stehende Formschlusskontur 30 und Gegenkontur 31 unmittelbar in die Stützhülse 14 eingeleitet werden. Zudem wird das auf den Endabschnitt 32 wirkende Bremsmoment unmittelbar in die Stützhülse 14 eingeleitet. When the multi-disc brake 3 is actuated by the actuating device 11, the actuating force F1, as already described above, is transmitted to the actuating piston 13 and thus to the multi-disc brake 3, so that the two brake disks 10 are pressed together between the pressing section 20 and the end section 32 and that Braking torque is generated between the two brake units 4, 5. The transmission component 22 transfers the braking torque acting on the transmission component 22 via the counter-toothing 24 to the carrier section 21, whereby all braking or drag torques acting on the actuating piston 13 are introduced directly into the support sleeve 14 via the interlocking interlocking contour 30 and counter-contour 31 will. In addition, the braking torque acting on the end section 32 is introduced directly into the support sleeve 14.
Um ein öffnen der Bremsvorrichtung 1 zu gewährleisten, ist zwischen dem Endabschnitt 32 und dem Betätigungskolben 13 die Federeinrichtung 33 in Form einer Schraubendruckfeder angebracht. Die Federeinrichtung 33 erzeugt, wie bereits zuvor beschrieben, die Rückstellkraft F2, welche den Betätigungskolben 13 zur Aufhebung des Reibschlusses in der axialen Gegenrichtung AG zurückdrückt. Die Führungshülse 14 übernimmt somit in dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in Figur 2 gezeigt, mehrere Funktionen hauptsächlich stellt sie mit dem Endabschnitt 32 den Endanschlag dar. Zudem übernimmt die Führungshülse 14 alle auf die feststehende Bremseinheit 4 wirkenden Schleppmomente bzw. Bremsmomente und überträgt diese auf den Rahmen 6, insbesondere die Radachse. In order to ensure that the braking device 1 is opened, the spring device 33 in the form of a helical compression spring is attached between the end section 32 and the actuating piston 13. As already described above, the spring device 33 generates the restoring force F2, which presses the actuating piston 13 back in the opposite axial direction AG in order to cancel the frictional engagement. The guide sleeve 14 thus takes on several functions in the second exemplary embodiment, as shown in FIG. 2, mainly it represents the end stop with the end section 32. In addition, the guide sleeve 14 takes over all drag torques or braking torques acting on the stationary brake unit 4 and transmits them to the Frame 6, especially the wheel axle.
In den beiden Ausführungsbeispielen wird somit eine Bremsvorrichtung 1 In the two exemplary embodiments, a braking device 1
vorgeschlagen, welche in einfacher Weise in die Radnabe des Fahrrads integriert werden kann. Durch die beschriebenen Ausführungen wird eine besonders kompakte Ausgestaltung der Bremsvorrichtung 1 realisiert, sodass diese besonders proposed, which can be easily integrated into the wheel hub of the bicycle. A particularly compact design of the braking device 1 is realized by the described embodiments, so that it is particularly
platzsparend in Radnaben bzw. deren Antriebe integriert werden kann, ohne deren Innendurchmesser zu ändern. Can be integrated into wheel hubs or their drives to save space without changing their inner diameter.
Bezuqszeichenliste Reference list
Bremsvorrichtung Braking device
Rad wheel
Lamellenbremse Multi-disc brake
feststehende Bremseinheit fixed brake unit
rotierende Bremseinheit rotating brake unit
Rahmen frame
Innenträger Interior support
Bremsbeläge Brake pads
Außenträger Balcony
Bremsscheiben Brake discs
Betätigungseinrichtung Actuator
Kolbengehäuse Piston housing
Betätigungskolben Actuating piston
Führungshülse Guide sleeve
Druckraum Printing room
Dichtungseinrichtung Sealing device
Nutdichtring Groove sealing ring
Dichtringträger Seal carrier
Kolbenabschnitt Piston section
Anpressabschnitt Pressing section
Trägerabschnitt Beam section
Übertragungsbauteil Transmission component
Längsverzahnung Spline
Gegenverzahnung Mating teeth
Anschlagbauteil Stop component
Sicherungsmittel Securing means
Stützabschnitt Support section
Anschlagabschnitt 29 VerzahnungsabschnittStop section 29 gear section
30 Formschlusskontur30 form fit contour
31 Gegenkontur 31 opposite contour
32 Endabschnitt 32 end section
33 Federeinrichtung 33 Spring device
34 weitere Gegenkontur34 more contours
35 Verstelleinrichtung 35 Adjustment device
AR axiale RichtungAR axial direction
AG axiale GegenrichtungAG axial opposite direction
D Drehachse D axis of rotation
F1 Betätigungskraft F1 actuation force
F2 Rückstellkraft F2 restoring force
RR radiale Richtung RR radial direction
RG radiale Gegenrichtng RG radial opposite direction

Claims

Patentansprüche Claims
1. Bremsvorrichtung (1 ) für ein elektrisches Fahrrad, insbesondere für ein Vierrad- Pedelec, mit einer Lamellenbremse (3), wobei die Lamellenbremse (3) eine feststehende Bremseinheit (4) zur Festlegung an einem Rahmen (6) des Fahrrads und eine rotierende Bremseinheit (5) zur Festlegung an einem Rad (2) des Fahrrads aufweist, wobei die rotierende Bremseinheit (5) relativ zu der feststehenden Bremseinheit (4) um eine Drehachse (D) verdrehbar ist, mit einer Betätigungseinrichtung (11 ) zur Betätigung der Lamellenbremse (3), wobei die Betätigungseinrichtung (11 ) ein Kolbengehäuse (12) sowie einen axial in dem Kolbengehäuse (12) verlagerbaren Betätigungskolben (13) zur Übertragung einer Betätigungskraft (F1 ) auf die Lamellenbremse (3) aufweist, sodass in einem betätigten Zustand der Lamellenbremse (3) ein Reibschluss zwischen den beiden Bremseinheiten (4, 5) gebildet ist und ein Bremsmoment auf das Rad (2) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Bremseinheit (5) einen Außenträger (9) sowie mehrere drehfest mit dem Außenträger (9) verbundene Bremsscheiben (10) aufweist und dass die feststehende Bremseinheit (4) einen Innenträger (7) sowie mehrere drehfest mit dem Innenträger (7) verbundenen Bremsbeläge (8) aufweist, wobei mindestens einer der Bremsbeläge (8) durch den Betätigungskolben (13) getragen wird. 1. Brake device (1) for an electric bicycle, in particular for a four-wheel pedelec, with a multi-disc brake (3), the multi-disc brake (3) having a fixed brake unit (4) for fixing to a frame (6) of the bicycle and a rotating one Brake unit (5) for fixing to a wheel (2) of the bicycle, the rotating brake unit (5) being rotatable relative to the stationary brake unit (4) about an axis of rotation (D), with an actuating device (11) for actuating the multi-disc brake (3), the actuating device (11) having a piston housing (12) and an actuating piston (13) which can be axially displaced in the piston housing (12) for transmitting an actuating force (F1) to the multi-disc brake (3), so that in an actuated state the Multi-disc brake (3) a frictional connection is formed between the two brake units (4, 5) and a braking torque is transmitted to the wheel (2), characterized in that the rotating brake unit (5) has a n outer carrier (9) as well as several brake disks (10) non-rotatably connected to the outer carrier (9) and that the stationary brake unit (4) has an inner carrier (7) and several brake linings (8) non-rotatably connected to the inner carrier (7), wherein at least one of the brake linings (8) is carried by the actuating piston (13).
2. Bremsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (12) als ein die Drehachse (D) umlaufendes Ringgehäuse und der Betätigungskolben (13) als ein die Drehachse (D) umlaufender Ringkolben ausgebildet ist, wobei das Ringgehäuse einen ringförmigen Druckraum (15) definiert, welcher durch den Betätigungskolben (13) in axialer Richtung begrenzt ist. 2. Braking device (1) according to claim 1, characterized in that the piston housing (12) is designed as an annular housing encircling the axis of rotation (D) and the actuating piston (13) is designed as an annular piston encircling the axis of rotation (D), the annular housing being a annular pressure chamber (15) defined, which is limited by the actuating piston (13) in the axial direction.
3. Bremsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Bremseinheit (4) eine Stützhülse (14) zur Abstützung an dem Rahmen (6) aufweist, wobei der Druckraum (15) in einer radialen Richtung (RR) durch das Kolbengehäuse (12) und in einer radialen Gegenrichtung (RG) durch die Stützhülse (14) begrenzt ist und wobei der Betätigungskolben (13) in einer axialen Richtung (AR) und in einer axialen Gegenrichtung (GR) durch die Stützhülse (14) geführt ist. 3. Braking device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the stationary brake unit (4) has a support sleeve (14) for support on the frame (6), the pressure chamber (15) in a radial direction (RR) is limited by the piston housing (12) and in a radial opposite direction (RG) by the support sleeve (14) and wherein the actuating piston (13) in an axial direction (AR) and in an axially opposite direction (GR) by the support sleeve (14) is led.
4. Bremsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (13) eine Formschlusskontur (30) und die Stützhülse (14) eine Gegenkontur (31 ) aufweist, wobei die Formschlusskontur (30) und die Gegenkontur (31 ) miteinander in Eingriff stehen, sodass das Bremsmoment über den Betätigungskolben (13) in die Stützhülse (14) eingeleitet wird. 4. Braking device (1) according to claim 3, characterized in that the actuating piston (13) has a form-fitting contour (30) and the support sleeve (14) has a mating contour (31), the form-fitting contour (30) and the mating contour (31) together are engaged, so that the braking torque is introduced into the support sleeve (14) via the actuating piston (13).
5. Bremsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (13) eine Formschlusskontur (30) und das Kolbengehäuse (12) eine Gegenkontur (31 ) aufweist, wobei die Formschlusskontur (30) und die Gegenkontur (31 ) miteinander in Eingriff stehen, sodass das Bremsmoment über den Betätigungskolben (13) in das Kolbengehäuse (12) eingeleitet wird. 5. Braking device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuating piston (13) has a form-fitting contour (30) and the piston housing (12) has a mating contour (31), the form-fitting contour (30) and the mating contour (31) are in engagement with one another, so that the braking torque is introduced into the piston housing (12) via the actuating piston (13).
6. Bremsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (13) einen radial nach außen gerichteten Anpressabschnitt (20) aufweist, wobei die Betätigungskraft (F1 ) in dem betätigten Zustand der Lamellenbremse (3) über den Anpressabschnitt (20) auf die Lamellenbremse (3) übertragen wird. 6. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating piston (13) has a radially outwardly directed pressing section (20), the actuating force (F1) in the actuated state of the multi-disc brake (3) being transmitted to the multi-disc brake (3) via the pressing section (20).
7. Bremsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (13) einen zylindrischen Trägerabschnitt (21 ) aufweist, wobei der Trägerabschnitt (21 ) an seinem Außenumfang eine Längsverzahnung (23) aufweist und wobei mindestens einer der Bremsbeläge (8) über die Längsverzahnung (23) drehfest an dem Trägerabschnitt (21 ) abgestützt ist. 7. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating piston (13) has a cylindrical carrier section (21), wherein the carrier section (21) has a longitudinal toothing (23) on its outer circumference and wherein at least one of the brake linings (8) is non-rotatably supported on the carrier section (21) via the longitudinal toothing (23).
8. Bremsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Bremseinheit (4) ein Anschlagbauteil (25) zur Bildung eines Endanschlags in axialer Richtung aufweist, wobei das Anschlagbauteil (25) über die Längsverzahnung (23) drehfest an dem Betätigungskolben (13) abgestützt ist. 8. Braking device (1) according to claim 7, characterized in that the stationary brake unit (4) has a stop component (25) for forming an end stop in the axial direction, the stop component (25) on the actuating piston in a rotationally fixed manner via the longitudinal toothing (23) (13) is supported.
9. Bremsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (14) einen Endabschnitt (32) zur Bildung eines Endanschlags in axialer Richtung aufweist, wobei der Endabschnitt (32) als ein radial nach außen gerichteter Anschlagflansch ausgebildet ist. 9. Braking device (1) according to claim 7, characterized in that the support sleeve (14) has an end section (32) for forming an end stop in the axial direction, the end section (32) being designed as a radially outwardly directed stop flange.
10. Elektrisches Fahrrad mit der Bremsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Electric bicycle with the braking device (1) according to one of the preceding claims.
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