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Title:
BRAKING SYSTEM, AXLE SUPPORT UNIT FOR A LOW-FLOOR VEHICLE, LOW-FLOOR VEHICLE HAVING SUCH AN AXLE SUPPORT UNIT AND DRIVE UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/185092
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a braking system (30) comprising a rotating element (5) rotatable about an axis of rotation (D) and a braking device (10) for braking the rotating element (5), wherein the braking device (10) has a first braking element (13) which can be moved between an idle position, in which an annular braking surface (14) of the first braking element (13) is concentric with the axis of rotation (D) of the rotating element (5) and is remote from the rotating element (5), and a brake position, in which the braking surface (14) of the first braking element (13) is in contact with the rotating element (5) or with a second braking element (9) that is non-rotatably connected to the rotating element (5), wherein: the first braking element (13) can be hydraulically moved between the idle position and the brake position; the first braking element (13) is connected to a tubular brake piston (12) which is mounted in a housing (11) having a tubular inner space (11.1) for receiving a hydraulic liquid; and the first braking element (13) is annular and has first interlocking elements (24), in particular multiple teeth or splines, on an inner contour which interact with corresponding second interlocking elements (23) on an outer contour of the housing (11) in such a way that the first braking element (13) is secured against rotation about the axis of rotation (D) and can be moved parallel to the axis of rotation (D). In addition, the invention relates to an axle support unit (4) for a low-floor vehicle, in particular for a skateboard, comprising a braking system (30) according to any one of the preceding claims, wherein the rotating element (5) of the braking system is a wheel, and relates to a low-floor vehicle (1) having such an axle support unit (4). The invention further relates to a drive unit having such a braking system (30).

Inventors:
MAYER, Marcel Philipp (2 Ridgewood Close, #02-01, Singapore 3, 276693, SG)
ALTHERR, Jannick Dominik Herbert (28 Jalan Lempeng, Singapore 7, 128807, SG)
Application Number:
DE2019/100285
Publication Date:
October 03, 2019
Filing Date:
March 26, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
A63C17/14; B60B33/00; F16D55/02
Domestic Patent References:
WO1997018867A11997-05-29
WO2016124689A12016-08-11
Foreign References:
US4295547A1981-10-20
US5947495A1999-09-07
US6659480B12003-12-09
US4295547A1981-10-20
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Claims:
Patentansprüche

1. Bremssystem (30) mit einem um eine Drehachse (D) drehbaren Drehelement (5) und einer Bremseinrichtung (10) zum Bremsen des Drehelements (5), wo- bei die Bremseinrichtung (10) ein erstes Bremselement (13) aufweist, das zwi- schen einer Ruhestellung, in der eine ringförmige Bremsfläche (14) des ersten Bremselements (13) konzentrisch zu der Drehachse (D) des Drehelements (5) und entfernt von dem Drehelement (5) angeordnet ist, in eine Bremsstellung bewegbar ist, in der die Bremsfläche (14) des ersten Bremselements (13) in Anlage mit dem Drehelement (5) oder mit einem drehfest mit dem Drehele- ment (5) verbundenen zweiten Bremselement (9) steht, wobei das erste Brem- selement (13) hydraulisch zwischen der Ruhestellung und der Bremsstellung bewegbar ist, wobei

das erste Bremselement (13) mit einem hohlzylindrischen Bremskolben (12) verbunden ist, der in einem Gehäuse (11 ) gelagert ist, das einen hohlzylindri- schen Innenraum (11.1 ) zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Bremselement (13) ringförmig ausgebildet ist und an einer Innen- kontur erste Formschlusselemente (24), insbesondere mehrere Zähne oder Keile, aufweist, die derart mit korrespondierenden zweiten Formschlussele- menten (23) an einer Außenkontur des Gehäuses (11 ) Zusammenwirken, dass das erste Bremselement (13) gegen eine Drehung um die Drehachse (D) gesi- chert und parallel zu der Drehachse (D) bewegbar ist.

2. Bremssystem (30) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ge- häuse (11 ) auf einen Achsabschnitt (6) des Bremssystems geklemmt ist.

3. Bremssystem (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Achs- abschnitt (6) einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, so dass das Gehäuse (11 ) gegen ein Verdrehen um den Achsabschnitt (6) gesi- chert ist; und/oder dass der Achsabschnitt (6) eine Stirnverzahnung aufweist, die in Eingriff mit einer korrespondierenden Verzahnung an dem Gehäuse (11 ) steht, um ein Verdrehen um den Achsabschnitt (6) zu verhindern.

4. Bremssystem (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das zweite Bremselement (9) ein Gehäuseteil eines Mo- tors (8) zum Antrieb des Drehelements (5) ist.

5. Bremssystem (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (8) zumindest teilweise innerhalb des Drehelements (5) angeordnet ist.

6. Bremssystem (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Bremsfläche (14) durch einen ersten Bremsbelag ge- bildet ist, der auf dem ersten Bremselement (13) angeordnet ist.

7. Bremssystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Bremsfläche (14) in der Bremsstellung in Anlage mit einem zwei- ten Bremsbelag des zweiten Bremselements (9) steht.

8. Bremssystem (30) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bremselement (13) mindestens eine Belüftungsbohrung (31 , 32) aufweist.

9. Bremssystem (30) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüf- tungsbohrung (31 , 32) in einer Richtung verläuft, die parallel zu der Drehachse (D) des Drehelements (5) ausgerichtet ist.

10. Bremssystem (30) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeich- net, dass die mindestens eine Belüftungsbohrung (31 , 32) als Durchgangs- bohrung in dem ersten Bremselement (13) ausgebildet ist.

11. Bremssystem (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeich- net, dass das erste Bremselement mehrere Belüftungsbohrungen (31 , 32) um fasst, die mit unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet sind, wobei eine erste Belüftungsbohrung (31 ), die näher an der Drehachse (D) angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche aufweist als eine zweite Belüftungsbohrung (32), die weiter entfernt von der Drehachse (D) angeordnet ist.

12. Bremssystem (30) nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeich- net, dass das Gehäuse (11 ) eine Öffnung (17) aufweist, durch die ein Kabel (18) im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (D) führbar ist.

13. Achsträgereinheit (4) für ein niederfluriges Fahrzeug, insbesondere für ein Skateboard, mit einem Bremssystem (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehelement (5) des Bremssystems als Rad ausgebil- det ist.

14. Achsträgereinheit nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch zwei als Räder ausgebildete, um die Drehachse (D) drehbare Drehelemente (5) und zwei Bremseinrichtungen (10) zum Bremsen der Räder.

15. Niederfluriges Fahrzeug (1 ), insbesondere Skateboard, mit einer Achsträ- gereinheit (4) nach einem der Ansprüche 13 oder 14.

16. Antriebseinheit mit einem Bremssystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Drehelement (5) des Bremssystems (30) als Antriebselement, insbesondere Antriebsrad oder Antriebsritzel ausgebildet ist.

Description:
Bremssystem, Achsträgereinheit für ein niederfluriges Fahrzeug, niederfluriges Fahrzeug mit einer derartigen Achsträgereinheit und Antriebseinheit

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einem um eine Drehachse drehbaren Dre- helement und einer Bremseinrichtung zum Bremsen des Drehelements, wobei die Bremseinrichtung ein erstes Bremselement aufweist, das zwischen einer Ruhestel- lung, in der eine ringförmige Bremsfläche des ersten Bremselements konzentrisch zu der Drehachse des Drehelements und entfernt von dem Drehelement angeordnet ist, in eine Bremsstellung bewegbar ist, in der die Bremsfläche des ersten Bremsele- ments in Anlage mit dem Drehelement oder mit einem drehfest mit dem Drehelement verbundenen zweiten Bremselement steht. Zudem betrifft die Erfindung eine Achsträ- gereinheit für ein niederfluriges Fahrzeug, insbesondere für ein Skateboard, mit min- destens einem um eine Drehachse drehbaren Rad und einer Bremseinrichtung zum Bremsen des Rades, wobei die Bremseinrichtung ein erstes Bremselement aufweist, das zwischen einer Ruhestellung, in der eine ringförmige Bremsfläche des ersten Bremselements konzentrisch zu der Drehachse des Rades und entfernt von dem Rad angeordnet ist, in eine Bremsstellung bewegbar ist, in der die Bremsfläche des ersten Bremselements in Anlage mit dem Rad oder mit einem drehfest mit dem Rad verbundenen zweiten Bremselement steht. Ferner betrifft die Erfindung ein nieder- fluriges Fahrzeug mit einer derartigen Achsträgereinheit. Die Erfindung befasst sich auch mit einer Antriebseinheit mit einem zuvor genannten Bremssystem, wobei das Drehelement des Bremssystems als Antriebselement, insbesondere Antriebsrad oder Antriebsritzel ausgebildet ist.

Ein als Skateboard ausgebildetes niederfluriges Fahrzeug ist beispielsweise aus der US 6 659 480 B1 bekannt. Dieses Skateboard weist als Flinterachse eine Achsträ- gereinheit mit zwei Rädern auf, an der eine Bremseinrichtung zum Bremsen der Rä- der angeordnet ist. Jedem Rad ist ein Bremselement zugeordnet, das eine ringför- mige Bremsfläche aufweist, die in einer Ruhestellung des Bremselements entfernt von dem jeweiligen Rad angeordnet ist. Über einen schwenkbaren Hebel ist das Bremselement in eine Bremsstellung bewegbar, in welcher das Bremselement an ei- nem mit dem jeweiligen Rad drehfest verbundenen weiteren Bremselement anliegt. Bei diesem Skateboard hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass der schwenk- bare Hebel das erste Bremselement Hauptsächlich in einem Bereich oberhalb der Drehachse des Rades mit einer Kraft beaufschlagt. Beim Bremsen werden daher Kräfte auf das Rad aufgebracht, die die Radlager unsymmetrisch belasten und zu frühzeitigen Ausfällen der Radlager führen können. Hierdurch wird die Lebensdauer des Fahrzeugs beeinträchtigt.

In der US 4 295 547 A wird ein Skateboard mit einer Bremseinrichtung beschrieben, bei der ein Bremselement hydraulisch zwischen seiner Ruhestellung und seiner Bremsstellung bewegbar ist, in welcher es in Anlage mit einer Stirnseite eines Rads des Skateboards steht. Bei dieser Bremseinrichtung kann zwar eine gleichmäßigere Verteilung der zum Bremsen erforderlichen Druckkraft ermöglicht werden. Als nach- teilig hat es sich jedoch herausgestellt, dass beim Bremsen ein relativ hohes Dreh- moment auf das Bremselement wirkt. Es besteht daher die Gefahr, dass sich das Bremselement unerwünscht verdreht. Das Drehen des Bremselements kann negati- ven Einfluss auf die Abdichtung des hydraulischen Systems der Bremseinrichtung haben.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine Bremseinrichtung für ein nieder- fluriges Fahrzeug anzugeben, die eine erhöhte Lebensdauer des Fahrzeugs ermög- licht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem gemäß dem Patentanspruch 1 und eine Achsträgereinheit gemäß dem Patentanspruch 8.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Bremselement hydraulisch zwi- schen der Ruhestellung und der Bremsstellung bewegbar ist.

Erfindungsgemäß wird das erste Bremselement zur Bewegung zwischen der Ruhe- stellung und der Bremsstellung mit hydraulischem Druck beaufschlagt, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung der zum Bremsen erforderlichen Druckkraft ermöglicht wird. Hierdurch wird auch die in das Rad bzw. in das an dem Rad vorgesehene zweite Bremselement eingeleitete Kraft gleichmäßiger verteilt. Die Gefahr einer Über- beanspruchung einzelner Bereiche des Rades oder der Radlagerung kann auf diese Weise verringert werden. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Ausfalls des Radlagers reduziert und die Lebensdauer des Fahrzeugs erhöht.

Bevorzugt kann das erste Bremselement sowohl hydraulisch aus der Ruhestellung in die Bremsstellung als auch aus der Bremsstellung in die Ruhestellung bewegt wer- den. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste Bremselement hydraulisch aus der Ruhestellung in die Bremsstellung bewegbar ist und die Bremseinrichtung ein Rückstellelement aufweist, über welches das erste Bremselement aus der Bremsstel- lung zurück in die Ruhestellung bewegbar ist. Ein solches Rückstellelement kann bei- spielswiese als Federelement ausgebildet sein.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Bremselement mit einem hohl- zylindrischen Bremskolben verbunden ist, der in einem Gehäuse gelagert ist, das ei- nen hohlzylindrischen Innenraum zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit aufweist. Eine derartige Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass im Vergleich zu einer Bremseinrichtung, die einen Hebel oder Hebelmechanismus zum Betätigen des ers- ten Bremselements aufweist, ein geringerer Bauraum erforderlich ist. Das Gehäuse kann konzentrisch zu der Drehachse des Rades und/oder konzentrisch zu einem Achsabschnitt der Achsträgereinheit angeordnet sein. Optional kann das erste Brem- selement einstückig mit dem Bremskolben ausgebildet sein.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Bremselement ringförmig aus- gebildet ist und an einer Innenkontur erste Formschlusselemente, insbesondere mehrere Zähne oder Keile, aufweist, die derart mit korrespondierenden zweiten Formschlusselementen an einer Außenkontur des Gehäuses Zusammenwirken, dass das erste Bremselement gegen eine Drehung um die Drehachse gesichert und paral- lel zu der Drehachse bewegbar ist. Hierdurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine Drehsicherung des ersten Bremselements gegenüber dem Gehäuse bei gleich- zeitiger axialer Beweglichkeit ermöglicht werden. Die Außenkontur des Gehäuses kann in einem mit dem ersten Bremselement zusammenwirkenden Bereich nach Art einer Keilwelle oder einer Kerbverzahnung ausgestaltet sein. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse auf einen Achsab- schnitt des Bremssystems oder der Achsträgereinheit geklemmt ist, so dass keine Verbindungselemente zur Verbindung des Gehäuses mit dem Achsabschnitt notwen- dig sind. Hierdurch kann die Anzahl der zum Zusammenbau erforderlichen Teile ge- senkt werden, wodurch sich auch die Materialkosten reduzieren. Bevorzugt ist das Gehäuse alternativ oder zusätzlich auf einen Statorabschnitt eines Motors geklemmt, über welchen das Drehelement antreibbar ist.

Bevorzugt weist der Achsabschnitt einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf, so dass das Gehäuse gegen ein Verdrehen um den Achsabschnitt gesichert ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich das Gehäuse der Bremseinrichtung un- erwünscht gegenüber dem Achsabschnitt verdreht und es kann ein beim Bremsen des Rades auftretende Drehmoment aufgenommen werden. Alternativ oder zusätz- lich kann der Achsabschnitt eine Stirnverzahnung aufweisen, die in Eingriff mit einer korrespondierenden Verzahnung an dem Gehäuse steht, um ein Verdrehen um den Achsabschnitt zu verhindern. Eine solche Stirnverzahnung kann beispielsweise an einem Anschlag des Achsabschnitts angeordnet sein, an welchem des Gehäuse der Bremseinrichtung anliegt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das zweite Bremsele- ment ein Gehäuseteil eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, zum Antrieb des Drehelements, insbesondere Rads, ist. Die Reibfläche für das mechanische Bremsen des Drehelements, insbesondere Rads, ist somit ein Bereich des Gehäuse- teils des Motors. Auf dem Gehäuseteil kann eine Oberflächenstrukturierung vorgese- hen sein, die das Ableiten beim Bremsen entstehender Wärme fördert, beispiels- weise Kühlrippen. Bevorzugt ist der Motor derart angeordnet, dass der Motor eine Bewegung des Rades gegenüber einem Achsabschnitt des Bremssystems oder der Achsträgereinheit bewirken kann. Der Motor kann beispielsweise als Radnabenan- trieb, insbesondere als Direktantrieb, ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt ist der Motor als ein Außenläufermotor ausgebildet und/oder weist einen Außenrotor auf, wobei der Außenrotor mit dem Gehäuseteil drehfest ver- bunden ist. Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuseteil als eine Rotorhülse ausgebildet ist, welche den Außenrotor trägt oder darstellt. Die Rotorhülse kann dabei ein tragen- des, stabilisierendes und drehbares Element bilden, um die einwirkenden Kräfte des Drehelements, insbesondere Rads, aufnehmen zu können. Alternativ bevorzugt ist das Gehäuseteil von dem Drehelement, insbesondere Rad, lösbar, so dass das Ge- häuseteil von dem Drehelement, insbesondere Rad, getrennt werden kann, um das Gehäuseteil beispielsweise bei einem Verschleiß durch das Bremsen ersetzen zu können.

Bevorzugt ist der Motor zumindest teilweise innerhalb des Drehelements, insbeson- dere Rads, angeordnet, so dass bei einem Bremssystem bzw. einer Achsträgerein- heit mit zwei Rädern der Bereich zwischen den beiden Rädern zur Anordnung ande- rer Komponenten genutzt werden kann.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Bremsfläche durch einen ersten Bremsbelag gebildet ist, der auf dem ersten Bremselement angeordnet ist und/oder dass die Bremsfläche in der Bremsstellung in Anlage mit einem zweiten Bremsbelag des zweiten Bremselements steht. Der erste Bremsbelag des ersten Bremselements bzw. der zweite Bremsbelag des zweiten Bremselements weist bevorzugt ein Reib- mittel auf, welches sich beim Bremsen aufgrund der Reibung beim Kontakt mit dem korrespondierenden Bremselement abnutzt.

Bei einer Ausgestaltung, bei welcher die Bremsfläche durch einen ersten Bremsbelag gebildet ist, ist der erste Bremsbelag bevorzugt lösbar mit dem ersten Bremselement verbunden, sodass ein Austausch eines abgenutzten Bremsbelags möglich ist. Be- sonders bevorzugt ist der erste Bremsbelag formschlüssig mit dem ersten Bremsele- ment verbunden. Bevorzugt ist der erste Bremsbelag des ersten Bremselements ringförmig oder zylinderförmig ausgebildet, so dass die ringförmige Bremsfläche möglichst vollständig einnimmt. Bevorzugt ist ein erster Bremsbelag an dem ersten Bremselement angeordnet und an dem zweiten Bremselement ist kein Bremsbelag angeordnet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Bremsbelag des ersten Bremselements segmentiert ausgebildet. Beispielsweise kann der erste Bremsbelag derart segmentiert sein, dass ein oder mehrere Ringsegmente umfasst. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher die Bremsfläche des ersten Bremselements in der Bremsstellung in Anlage mit einem zweiten Bremsbelag des zweiten Bremsele- ments steht, ist der zweite Bremsbelag bevorzugt lösbar mit dem zweiten Bremsele- ment verbunden, sodass ein Austausch eines abgenutzten Bremsbelags möglich ist. Der zweite Bremsbelag ist bevorzugt formschlüssig mit den zweiten Bremselement verbunden.

Es ist vorteilhaft, wenn auf dem zweiten Bremselement oder auf dem Drehelement, insbesondere auf dem Rad, ein zweiter Bremsbelag angeordnet ist, wobei die Bremsfläche des ersten Bremselements in der Bremsstellung in Anlage mit dem zweiten Bremsbelag steht. Bei einer derartigen Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass eine Wärmeentwicklung beim Bremsen im Wesentlichen an der Bremsfläche des ersten Bremselements entsteht, die in Kontakt mit dem zweiten Bremsbelag an dem zweiten Bremselement ist. Somit kann die Beaufschlagung des Drehelements mit beim Bremsen entstehender Wärme reduziert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn an dem Drehelement eine wärmeempfindliche Vorrichtung o- der eine weitere Wärmequelle vorgesehen sind, wie beispielsweise ein Motor zum Antrieb des Drehelements.

Bevorzugt ist der zweite Bremsbelag des zweiten Bremselements ringförmig oder zy- linderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der zweite Bremsbelag konzent- risch zu der Drehachse des Drehelements angeordnet, so dass die Wirkfläche zwi- schen der Bremsfläche des ersten Bremselements und dem zweiten Bremsbelag des zweiten Bremselement beim Bremsen möglichst groß ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Bremsbelag des zweiten Bremselements segmentiert ausgebildet. Beispielsweise kann der zweite Bremsbe- lag derart segmentiert sein, dass ein oder mehrere Ringsegmente umfasst.

Bei einer Ausgestaltung, bei der auf dem zweiten Bremselement oder auf dem Dre- helement, insbesondere auf dem Rad, ein zweiter Bremsbelag angeordnet ist, es be- vorzugt, wenn an dem ersten Bremselement kein Bremsbelag vorgesehen ist, so dass die beim Bremsen entstehende Wärme fast vollständig in das erste Bremsele- ment eingeleitet wird. Bevorzugt weist das erste Bremselement mindestens eine Belüftungsbohrung auf. Eine derartige Belüftungsbohrung vergrößert die Oberfläche des ersten Bremsele- ments und kann den Wärmeübergang von dem ersten Bremselement an die Umge- bungsluft erleichtern.

Bevorzugt verläuft die Belüftungsbohrung in einer Richtung, die parallel zu der Dreh- achse des Drehelements ausgerichtet ist.

Bevorzugt ist die mindestens eine Belüftungsbohrung als Durchgangsbohrung in dem ersten Bremselement ausgebildet, so dass Umgebungsluft von zwei Öffnungs- seiten der Durchgangsbohrung in diese eindringen kann und die Luftzirkulation durch die Belüftungsbohrung nochmals verbessert wird.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das erste Bremselement mehrere Belüf- tungsbohrungen umfasst. Bevorzugt sind die Belüftungsbohrungen mit unterschiedli- chem Querschnitt ausgebildet. Besonders bevorzugt weist eine erste Belüftungsboh- rung, die näher an der Drehachse angeordnet ist, eine größere Querschnittsfläche auf als eine zweite Belüftungsbohrung, die weiter entfernt von der Drehachse ange- ordnet ist.

Alternativ oder zusätzlich kann die die Belüftungseinrichtung des ersten Bremsele- ments eine oder mehrere Kühlrippen aufweisen, wodurch die Oberfläche des ersten Bremselement ebenfalls vergrößert wird.

Als vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher das Gehäuse eine Öffnung aufweist, durch die ein Kabel im Wesentlichen parallel zu der Drehachse führbar ist. Durch die Öffnung kann ein Kabel zur Versorgung und/oder Steuerung ei- nes zumindest teilweise innerhalb des Rades angeordneten Motors, insbesondere Elektromotors, angeordnet werden. Es ist nicht erforderlich, dass die Achsträgerein- heit einen hohlen Achsabschnitt, beispielsweise nach Art einer Hohlwelle, aufweist, durch welche Kabel zur Versorgung und/oder Steuerung des Motors geführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine robustere Achsträgereinheit mit einem massiven Achsabschnitt verwendet werden kann. Bevorzugt weist die Achsträgereinheit zwei um die Drehachse drehbare Räder und zwei Bremseinrichtungen zum Bremsen der Räder auf. Jedes der Räder kann einen eigenen Motor zum Antrieb des jeweiligen Rads umfassen. Die Motoren sind bevor- zugt wie vorstehend beschrieben ausgebildet.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein niederfluriges Fahrzeug mit einer vor- stehend beschriebenen Achsträgereinheit. Das niederflurige Fahrzeug ist bevorzugt als Skateboard, Kickboard oder Tretroller ausgebildet.

Bei dem niederflurigen Fahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusammenhang mit dem Bremssystem bzw. der Achsträgereinheit beschrieben worden sind.

Das niederflurige Fahrzeug weist bevorzugt einen Grundkörper auf, an dem ein oder mehrere Achsträgereinheiten angebunden sind. Der Grundkörper kann beispiels- weise als Brett oder Platte ausgebildet sein. Der Grundkörper kann eine Standfläche für einen Benutzer des niederflurigen Fahrzeugs bereitstellen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebseinheit mit einem zuvor be- schriebenen Bremssystem, wobei das Drehelement des Bremssystems als Antrieb- selement, insbesondere Antriebsrad oder Antriebsritzel ausgebildet ist.

Bei der Antriebseinheit können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusam- menhang mit dem Bremssystem bzw. der Achsträgereinheit beschrieben worden sind. Eine derartige Antriebseinheit kann beispielsweise in einer industriellen Anlage, beispielsweise einer Fertigungsanlage, einem Roboter oder einer Förderanlage, An- wendung finden.

Das Antriebsrad oder Antriebsritzel ist bevorzugt mit einem Motor, insbesondere Elektromotor, verbunden, welcher derart angeordnet ist, dass der Motor eine Bewe- gung des Antriebsrads oder Antriebsritzels gegenüber einem Achsabschnitt des Bremssystems bewirken kann. Der Motor kann beispielsweise als Radnabenantrieb, insbesondere als Direktantrieb, ausgebildet sein. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen niederflurigen Fahrzeugs in einer schematischen Aufsicht;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Achsträgereinheit mit einem erfindungsgemä- ßen Bremssystem in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstel- lung;

Fig. 3 eine erste Schnittdarstellung durch ein Rad der Achsträgereinheit nach Fig.

2, wobei die Schnittebene die Drehachse des Rades enthält;

Fig. 4 eine zweite Schnittdarstellung durch ein Rad der Achsträgereinheit nach Fig.

2, wobei die Schnittebene um einen vorgegebenen Winkel gegenüber der Schnittebene nach Fig. 3 gedreht ist;

Fig. 5 eine dritte Schnittdarstellung durch ein Rad der Achsträgereinheit nach Fig.

2, wobei die Schnittebene senkrecht zu der Drehachse des Rades angeord- net ist.

Fig. 6 ein weiteren Ausführungsbeispiel einer Achsträgereinheit mit einem erfin- dungsgemäßen Bremssystem in einer Schnittdarstellung durch ein Drehele- ment, wobei die Schnittebene die Drehachse des Drehelements enthält; und

Fig. 7 das Bremssystem nach Fig. 6 in einer Explosionsdarstellung.

In der Fig. 1 ist eine schematische Aufsicht eines Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen niederflurigen Fahrzeugs 1 gezeigt, welches als Skateboard ausge- bildet ist. Das Fahrzeug 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der als Brett ausgestaltet ist und einer Oberseite eine Standfläche 3 für einen Benutzer des Fahrzeugs 1 be- reitstellt. An einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Grundkörpers 2 sind genau zwei Achsträgereinheiten 4 angeordnet, die zweispurig ausgebildet sind, d.h. dass jede Achsträgereinheit 4 genau zwei Räder 5 umfasst. Die Räder 5 sind bei dem Ausführungsbeispiel als Rollen, z.B. als Hartgummirollen oder Polyurethanrollen ausgebildet. Die Achsträgereinheiten 4 weisen jeweils zwei Achsabschnitte 6 auf, wobei jeder Achsabschnitt 6 jeweils eines der Räder 5 trägt. Die Achsträgereinheiten 4 sind jeweils über eine Neigeeinrichtung 7 mit dem Grundkörper 3 verbunden. Diese Neigeeinrichtungen 7 erlauben eine Neigung oder Verschwenkung der Achsträ- gereinheiten 4 relativ zu dem Grundkörper 2, so dass das Fahrzeug 1 durch eine Ge- wichtsverlagerung des Fahrers auf der Standfläche 3 in eine Kurvenfahrt verbracht werden kann.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Achsträgereinheit 4, die bei dem nie- derflurigen Fahrzeug 1 gemäß Fig. 1 beispielsweise als Hinterachse zum Einsatz kommen kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Achsträgereinheit 4 als Vorderachse des Fahrzeugs 1 Verwendung finden. Die Achsträgereinheit 4 weist zwei um eine Drehachse D drehbare Räder 5 auf, wobei jedem der beiden Räder 5 eine Bremseinrichtung 10 zum Bremsen des jeweiligen Rades 5 zugeordnet ist. Die Räder 5 sind jeweils an einer eines zweier Achsabschnitte 6 der Achsträgereinheit 4 drehbar angeordnet. Die Bremseinrichtung 10 umfasst ein erstes Bremselement 13, das zwischen einer in Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Ruhestellung, in der eine ringförmige Bremsfläche des ersten Bremselements 13 konzentrisch zu der Drehachse D des Rades 5 und entfernt von dem Rad 5 angeordnet ist, in eine Bremsstellung beweg- bar ist, in der die Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 in Anlage mit einem drehfest mit dem Rad 5 verbundenen zweiten Bremselement 9 steht. In der Ruhe- stellung ist die Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 von dem Rad 5 beab- standet, so dass das erste Bremselement keine, die Drehbewegung des Rades 5 verzögernde Wirkung entfalten kann. Befindet sich die Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 hingegen in Anlage mit dem zweiten Bremselement 9, so kann eine Drehbewegung des Rads 5 über die ringförmige Bremsfläche verzögert werden.

Insofern umfasst die Achsträgereinheit 4 zwei Bremssysteme 30, bei denen das Dre- helement jeweils als Rad 5 ausgebildet ist.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der zum Bremsen erforderlichen Druck- kraft zu erreichen, ist das erste Bremselement 13 hydraulisch zwischen der Ruhestel- lung und der Bremsstellung bewegbar. Hierdurch kann die Gefahr einer Überbean- spruchung einzelner Bereiche des Rades 5 oder der Radlagerung verringert werden, so dass erhöhte Lebensdauer des Fahrzeugs erreicht werden kann. Die Bremsfläche 14 ist dabei durch einen Bremsbelag gebildet, der auf dem ersten Bremselement 13 angeordnet ist.

Wie der Darstellung in Fig. 3 entnommen werden kann, ist die Bremseinrichtung 10 nach Art einer hydraulischen Kupplungsbremse ausgebildet. Die Bremseinrichtung 10 weist einen mit dem ersten Bremselement 13 verbundenen hohlzylindrischen Bremskolben 12 auf, der in einem Gehäuse 11 gelagert ist, das einen hohlzylindri- schen Innenraum 11.1 zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit aufweist. Der Innen- raum 11.1 über ein mit dem Bremskolben 12 verbundenes Dichtelement 15 abge- dichtet. Das Gehäuse 11 ist auf den Achsabschnitt 6 der Achsträgereinheit 4 ge- klemmt und konzentrisch zu der Drehachse D des Rades bzw. zu dem Achsabschnitt 6 angeordnet. An der dem Rad 5 zugewandten Seite des Gehäuses 11 ist ein Fe- derelement 16 angeordnet, über welches ein unerwünschtes Hinausgeleiten des Bremskolbens 12 aus dem Gehäuse 11 verhindert wird. Das Federelement 16 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet.

Das zweite Bremselement 9 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ein drehfest mit dem Rad verbundenes Gehäuseteil eines Motors 8, der zum Antrieb des Rades 5 vorgesehen ist. Der Motor 8 ist als Elektromotor ausgebildet und weist einen fest mit dem Achsabschnitt 6 verbundenen Stator sowie einen gegenüber dem Stator dreh- baren Rotor auf, der mit dem zweiten Bremselement 9 und dem Rad drehfest ver- bunden ist. Zur drehbaren Lagerung des Rades 5 und des zweiten Bremselements 9 sind ein erstes Lager 20 an einer Innenseite des Rades 5 und ein zweites Lager 21 an einer Außenseite des Rades 5 vorgesehen. Das erste Lager 20 und/oder das zweite Lager 21 sind als Wälzlager ausgestaltet. Der Motor 8 ist im Wesentlichen in- nerhalb des Rades 5 angeordnet. Ferner weist das Gehäuse 11 eine Öffnung 17 auf, durch die ein Kabel 18 parallel zu der Drehachse D geführt ist, welches in Fig. 3 lediglich teilweise dargestellt ist. Über das Kabel 18 kann der Motor 8 mit elektrischer Energie versorgt und/oder elektrisch angesteuert werden. Bei der Montage der Achs- trägereinheit 4 wird zunächst die Bremseinrichtung 10 auf den Achsabschnitt 6 auf- geschoben bis das Gehäuse in Anlage mit einem Anschlag des Achsabschnitts steht, vgl. Fig. 4. In einem nachfolgenden Schritt wird der Motor 8 ggf. zusammen mit dem Rad 5 auf den Achsabschnitt 6 geschoben bis der Motor 8 in Anlage mit dem Ge- häuse 11 der Bremseinrichtung 10 steht. Im montierten Zustand ist ein ringförmiger Anschlagsbereich des Motors 8 in einem Aufnahmebereich an der Innenkontur des Gehäuses 11 aufgenommen.

Über die im Innenraum 11.1 vorhandene Hydraulikflüssigkeit kann ein hydraulischer Druck auf den Bremskolben 12 und damit das erste Bremselement 13 ausgeübt wer- den. Wie der Darstellung in Fig. 4 entnommen werden kann, weist das Gehäuse 11 zur Einleitung der Hydraulikflüssigkeit einen Flüssigkeitsanschluss 19 auf. Ferner ist ein Entlüftungsanschluss 22 vorgesehen.

In der Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung durch ein Rad 5 der Achsträgereinheit 4 ge- zeigt, wobei die Schnittebene senkrecht zu der Drehachse D des Rades 5 angeord- net ist. Es ist erkennbar, dass die ringförmige Bremsfläche 14 des ersten Bremsele- ments 13 konzentrisch zu der Drehachse D des Rades 5 angeordnet ist. Die Brems- fläche kann beispielsweise als Bremsbelag ausgebildet sein, der auf der dem zweiten Bremselement 9 zugewandten Oberfläche des ersten Bremselements 13 angeordnet ist. Das erste Bremselement 13 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und weist an einer dem Gehäuse 11 zugewandten Innenkontur erste Formschlusselemente 24 auf. Diese Formschlusselemente 24 sind als in Umfangsrichtung der Innenkontur be- nachbarte Zähne ausgebildet und korrespondieren mit zweiten Formschlusselemen- ten 23, die an einer Außenkontur des Gehäuses 11 vorgesehen sind. Über die ersten und zweiten Formschlusselemente 23, 24 wird eine Verdrehsicherung erreicht, die ein unerwünschtes Verdrehen des ersten Bremselements 13 gegenüber dem Ge- häuse 11 verhindert. Die ersten und zweiten Formschlusselemente 23, 24 ermögli- chen gleichzeitig eine geführte Bewegung des ersten Bremselements 13 gegenüber dem Gehäuse 11 in einer Richtung parallel zu der Drehachse D des Rades 5.

Der das Rad 5 aufnehmende Achsabschnitt 6 weist ferner einen nicht-rotationssym- metrischen Querschnitt auf, was den Vorteil mit sich bringt, dass das Gehäuse 11 ge- gen ein Verdrehen um den Achsabschnitt 6 gesichert ist. Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bremssystems 30. Das Bremssystem 30 gemäß Fig. 6 kann als Teil einer Achsträgereinheit 4 vorgese- hen sein, die bei dem niederflurigen Fahrzeug 1 gemäß Fig. 1 beispielsweise als Hin- terachse zum Einsatz kommen kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Achsträgereinheit 4 als Vorderachse des Fahrzeugs 1 Verwendung finden.

Das Bremssystem 30 weist ein um eine Drehachse D drehbares Drehelement, auf welches als Rad ausgebildet ist. Das Rad 5 ist an einem Achsabschnitt 6 des Brems- systems 30 drehbar angeordnet. Ein weiterer Bestandteil des Bremssystems 30 ist eine Bremseinrichtung 10 mit einem ersten Bremselement 13, das zwischen einer in Fig. 6 gezeigten Ruhestellung, in der eine ringförmige Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 konzentrisch zu der Drehachse D des Rades 5 und entfernt von dem Rad 5 angeordnet ist, in eine Bremsstellung bewegbar ist, in der die Bremsflä- che 14 des ersten Bremselements 13 in Anlage mit einem drehfest mit dem Rad 5 verbundenen zweiten Bremselement 9 steht. In der Ruhestellung ist die Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 von dem Rad 5 beabstandet, so dass das erste Bremselement 9 keine, die Drehbewegung des Rades 5 verzögernde Wirkung entfal- ten kann. Befindet sich die Bremsfläche 14 des ersten Brennelements 13 hingegen in Anlage mit dem zweiten Bremselement 9, so kann eine Drehbewegung des Rads 5 über die ringförmige Bremsfläche 14 verzögert werden.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der zum Bremsen erforderlichen Druck- kraft zu erreichen, ist das erste Bremselement 13 hydraulisch zwischen der Ruhestel- lung und der Bremsstellung bewegbar. Das erste Bremselement 13 ist im Wesentli- chen ringförmig ausgebildet und weist an einer dem Gehäuse 11 zugewandten In- nenkontur erste Formschlusselemente 24 auf. Diese Formschlusselemente 24 sind als in Umfangsrichtung der Innenkontur benachbarte Zähne ausgebildet und korres- pondieren mit zweiten Formschlusselementen 23, die an einer Außenkontur des Ge- häuses 11 vorgesehen sind. Über die ersten und zweiten Formschlusselemente 23, 24 wird eine Verdrehsicherung erreicht, die ein unerwünschtes Verdrehen des ersten Bremselements 13 gegenüber dem Gehäuse 11 verhindert. Die ersten und zweiten Formschlusselemente 23, 24 ermöglichen gleichzeitig eine geführte Bewegung des ersten Bremselements 13 gegenüber dem Gehäuse 11 in einer Richtung parallel zu der Drehachse D des Rads 5. Das Bremssystem 30 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 2-5 gezeigten Brems- system, mit dem Unterschied, dass an dem ersten Bremselement 9 kein Bremsbelag angeordnet ist. Ein Bremsbelag 33 ist allerdings auf einer dem ersten Bremselement

13 zugewandten Oberfläche des zweiten Bremselements 9 angeordnet. Der Brems- belag 33 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und in einer ringförmigen Aus- nehmung des zweiten Bremselements 9 aufgenommen. Die Verbindung zwischen dem Bremsbelag 33 und dem zweiten Bremselement 9 ist lösbar, so dass der Bremsbelag 33 bei Bedarf, z.B. bei Erreichen eines gewissen Abnutzungsgrads, aus- gewechselt werden kann.

Ferner ist das erste Bremselement 13 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 einstückig mit dem Bremskolben 12 ausgebildet.

Der Bremsbelag 33 umfasst ein Reibmittel, dass in der Bremsstellung des ersten Bremselements 13 in Kontakt mit der Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 steht. Durch Reibung zwischen der Bremsfläche 14 und dem Bremsbelag 33 beim Bremsen kommt es zu einer Wärmeentwicklung im Wesentlichen an der Bremsfläche

14 des ersten Bremselements 13. Eine weitere Wärmequelle stellt ein Motor 8 zum Antrieb des Rads 4 dar. Der Motor 8 ist als Elektromotor ausgebildet und weist einen fest mit dem Achsabschnitt 6 verbundenen Stator sowie einen gegenüber dem Stator drehbaren Rotor auf, der mit dem zweiten Bremselement 9 und dem Rad drehfest verbunden ist, vgl. auch die entsprechende Beschreibung zu dem in Fig. 2-g gezeig- ten Ausführungsbeispiel.

Um das Abführen der beim Bremsen entstehenden Wärme von dem ersten Brem- selement 13 an die Umgebungsluft zu fördern, ist das erste Bremselement aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise einem Metall, insbesondere Stahl, ausgebildet. Ferner sind in dem ersten Bremselement 13 Belüftungsbohrun- gen 31 , 32 vorgesehen, welche die Oberfläche des ersten Bremselements 13 vergrö- ßern und dadurch den Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft verbessern. Die Be- lüftungsbohrungen 31 , 32 verlaufen in einer Richtung, die parallel zu der Drehachse D des Rad 5 ausgerichtet ist. Ferner sind die Belüftungsbohrungen 31 , 32 als Durch- gangsbohrungen in dem ersten Bremselement 13 ausgestaltet, so dass in der in Fig. 6 gezeigten Ruhestellung des ersten Bremselements 13 Luft durch zwei Bohrungs- Öffnungen in die Durchgangsbohrung strömen kann. In der Bremsstellung ist eine Belüftung der Durchgangsbohrung durch eine Bohrungsöffnung an der dem zweiten Bremselement 9 abgewandten Seite des ersten Bremselements 13 möglich.

Die Belüftungsbohrungen 31 , 32 sind auf mehreren virtuellen Kreislinien angeordnet, die konzentrisch um die Drehachse D angeordnet ist. Hierbei weisen die Belüftungs- bohrungen 31 , 32 unterschiedliche Bohrungsquerschnitte auf. Belüftungsbohrungen 31 , 32, die auf derselben virtuellen Kreislinie angeordnet sind haben bevorzugt einen identischen Bohrungsquerschnitt. Besonders bevorzugt ist der Bohrungsquerschnitt der Belüftungsbohrungen 31 , die näher an der Drehachse D angeordnet sind größer als der Bohrungsquerschnitt der Belüftungsbohrungen, die weiter entfernt von der Drehachse D angeordnet sind.

Die vorstehend beschriebenen niederflurigen Fahrzeuge 1 in Form eines Skate- boards umfassen eine Achsträgereinheit 4 mit mindestens einem um eine Drehachse D drehbaren Rad 5 und einer Bremseinrichtung 10 zum Bremsen des Rades 5, wo- bei die Bremseinrichtung 10 ein erstes Bremselement 13 aufweist, das zwischen ei- ner Ruhestellung, in der eine ringförmige Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 konzentrisch zu der Drehachse D des Rades 5 und entfernt von dem Rad 5 ange- ordnet ist, in eine Bremsstellung bewegbar ist, in der die Bremsfläche 14 des ersten Bremselements 13 in Anlage mit dem Rad 5 oder einem drehfest mit dem Rad 5 ver- bundenen zweiten Bremselement 9 steht, wobei das erste Bremselement 13 hydrau- lisch zwischen der Ruhestellung und der Bremsstellung bewegbar ist. Das erste Bremselement 13 ist mit einem hohlzylindrischen Bremskolben 12 verbunden, der in einem Gehäuse 11 gelagert ist, das einen hohlzylindrischen Innenraum 11.1 zur Auf- nahme einer Hydraulikflüssigkeit aufweist. Zudem ist das erste Bremselement 13 ringförmig ausgebildet und an einer Innenkontur weist es erste Formschlusselemente 24 auf, die derart mit korrespondierenden zweiten Formschlusselementen 23 an ei- ner Außenkontur des Gehäuses 11 Zusammenwirken, dass das erste Bremselement 13 gegen eine Drehung um die Drehachse D gesichert und parallel zu der Dreh- achse D bewegbar ist. Gemäß einer Abwandlung der gezeigten Ausführungsbeispiele kann das beschrie- bene Bremssystem 30 Teil einer Antriebseinheit sein, die ein als Antriebsrad oder Antriebsritzel ausgebildetes Drehelement aufweist. Solche Antriebseinheiten können beispielsweise in industriellen Anlagen, insbesondere in Fertigungsanlagen, Ferti- gungsrobotern oder Förderanlagen, zur Anwendung kommen.

Bezugszeichen Niederfluriges Fahrzeug

Grundkörper

Standfläche

Achsträgereinheit

Rad

Achsabschnitt

Neigeeinrichtung

Motor

zweites Bremselement

10 Bremseinrichtung

11 Gehäuse

11.1 Innenraum

12 Bremskolben

13 erstes Bremselement

14 Bremsfläche

15 Dichtelement

16 Federelement

17 Öffnung

18 Kabel

19 Flüssigkeitsanschluss

0 Lager

1 Lager

2 Entlüftungsanschluss

23 Formschlusselement

24 Formschlusselement

30 Bremssystem

31 Belüftungsbohrung

32 Belüftungsbohrung

33 Bremsbelag

D Drehachse