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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Es wird somit eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine weitere Reduzierung der Bauteile auszeichnet, da die Stützhülse zudem die Funktion des Endanschlags übernimmt.

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.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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 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 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 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.

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.

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.

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 den beiden Ausführungsbeispielen wird somit eine Bremsvorrichtung 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

platzsparend in Radnaben bzw. deren Antriebe integriert werden kann, ohne deren Innendurchmesser zu ändern.

Bezuqszeichenliste

Bremsvorrichtung

Rad

Lamellenbremse

feststehende Bremseinheit

rotierende Bremseinheit

Rahmen

Innenträger

Bremsbeläge

Außenträger

Bremsscheiben

Betätigungseinrichtung

Kolbengehäuse

Betätigungskolben

Führungshülse

Druckraum

Dichtungseinrichtung

Nutdichtring

Dichtringträger

Kolbenabschnitt

Anpressabschnitt

Trägerabschnitt

Übertragungsbauteil

Längsverzahnung

Gegenverzahnung

Anschlagbauteil

Sicherungsmittel

Stützabschnitt

Anschlagabschnitt 29 Verzahnungsabschnitt

30 Formschlusskontur

31 Gegenkontur

32 Endabschnitt

33 Federeinrichtung

34 weitere Gegenkontur

35 Verstelleinrichtung

AR axiale Richtung

AG axiale Gegenrichtung

D Drehachse

F1 Betätigungskraft

F2 Rückstellkraft

RR radiale Richtung

RG radiale Gegenrichtng