Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung.

Es ist bekannt bei zweirädrigen Kleinfahrzeugen wie Tretroller, Scooter oder auch Fahrräder Scheiben- oder Trommelbremsen einzusetzen, um ein Rad des Kleinfahrzeugs abzubremsen.

Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 200 16 878 U1 einen Tretroller mit einer Bremseinrichtung, die als eine hydraulisch aktivierbare Scheibenbremse ausgebildet ist. Die Bremseinrichtung weist eine mit einem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe und einen fest mit dem Rahmen des Tretrollers verbundenen Bremssattel auf, wobei der Bremssattel auf die Bremsscheibe wirkende Bremsbeläge enthält.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch eine besonders hohe Betriebssicherheit auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug 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.

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, welche für ein Fahrzeug mit mindestens oder genau einem Rad ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Bremsvorrichtung als Betriebsbremse zum Abbremsen des Rades während eines Fährbetriebes. Optional kann die Bremsvorrichtung jedoch auch als eine Feststeilbrems bei einem Fahrzeugstillstand dienen. Das Rad definiert, insbesondere mit seiner Rotationsachse, eine Drehachse, wobei vorzugsweise das Rad in einem Fährbetrieb um die Drehachse rotiert. Im Speziellen ist das Rad auf einer Radachse drehbar gelagert. Insbesondere ist die Radachse eine feststehende Achse, welche fest mit einem Rahmen oder einer Radgabel des Fahrzeugs verbunden und/oder verbindbar ist. Beispielsweise ist die Radachse als eine Steckachse ausgebildet.

Die Bremsvorrichtung weist eine Bremskörpereinrichtung auf, welche zur Übertragung einer Bremskraft auf das Rad, insbesondere eine Radfelge, ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere kann das rotierende Rad durch die Einleitung der Bremskraft abgebremst und/oder gestoppt werden. Unter der Bremskraft ist vorzugsweise eine Kraft zu verstehen, welche die rotierende Radfelge unter Beaufschlagung der Kraft mittels Reibung abbremst. Beispielsweise kann die Bremskraft als eine Spannkraft der Bremskörpereinrichtung gegen die Radfelge in axialer Richtung in Bezug auf die Radachse verstanden werden. Die Bremskörpereinrichtung ist vorzugsweise als eine rotationssymmetrische und/oder tellerförmige Scheibe oder Ringscheibe ausgebildet. Die Bremskörpereinrichtung kann aus einem Vollmaterial, z.B. aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt sein.

Die Bremsvorrichtung weist einen konzentrischen Bremszylinder auf, welcher zur Erzeugung der Bremskraft ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der Bremszylinder als ein hydraulisch betätigbarer Bremszylinder ausgebildet. Vorzugsweise sind die Bremskörpereinrichtung und der Bremszylinder in Bezug auf die Drehachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Der Bremszylinder und/oder die Bremskörpereinrichtung können, vorzugsweise drehfest, auf der Radachse angeordnet sein. Im Speziellen ist der Bremszylinder radial innerhalb der als Ringscheibe ausgebildeten Bremskörpereinrichtung angeordnet und/oder aufgenommen.

Der Bremszylinder weist einen inneren Gehäuseteil zur radialen Abstützung an der Radachse sowie einen äußeren Gehäuseteil zur axialen Abstützung an der Bremskörpereinrichtung auf. Insbesondere bilden der innere und der äußere Gehäuseteil gemeinsam ein die Drehachse umlaufendes Ringgehäuse. Bevorzugt ist der innere Gehäuseteil drehtest mit der Radachse verbunden. Hierzu kann der innere Gehäuseteil eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche die Radachse geführt bzw. gesteckt ist. Bevorzugt ist der äußere Gehäuseteil zur Übertragung der Bremskraft mit der Bremskörpereinrichtung wirkverbunden.

Die beiden Gehäuseteile sind relativ zueinander bewegbar. Insbesondere ist der äußere Gehäuseteil in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse relativ zu dem inneren Gehäuseteil verschiebbar, wobei der innere Gehäuseteil vorzugsweise stationär an der Radachse verbleibt. Insbesondere ist die Bremskörpereinrichtung gemeinsam mit dem äußeren Gehäuseteil axial beweglich. Vorzugsweise überträgt der äußere Gehäuseteil die Bremskraft in Form einer kinetischen Energie auf die Bremskörpereinrichtung, indem er die Bremskörpereinrichtung axial zu dem Rad, insbesondere der Radfelge, hin verschiebt, sodass die Bremskörpereinrichtung an der Radfelge anliegt und/oder an die Radfelge angepresst wird, um das rotierende Rad abzubremsen.

Zwischen den beiden Gehäuseteilen ist ein die Drehachse umlaufender Druckraum gebildet. Vorzugsweise ist der Druckraum als ein Ringraum ausgebildet. Insbesondere ist der Druckraum mit einem Fluid, z.B. eine Hydraulikflüssigkeit, befüllt, wobei bei einer Änderung eines Fluiddrucks des Fluids in dem Druckraum die beiden Gehäuseteile relativ zueinander verschoben werden. Der Bremszylinder ist vorzugsweise als ein Nehmerzylinder ausgebildet, wobei der Druckraum hierzu über einen Fluidanschluss fluidtechnisch, insbesondere über eine Fluidleitung, mit einem Geberzylinder verbindbar und/oder verbunden ist. Bei einer Betätigung des Geberzylinders wird eine Fluidsäule über die Fluidleitung in Richtung des Druckraums verschoben, wobei die zuführbare Fluidsäule den äußeren Gehäuseteil axial verdrängt, sodass der äußere Gehäuseteil die Bremskraft durch eine Hubbewegung auf die Bremskörpereinrichtung überträgt. Beispielsweise ist der Geberzylinder über einen Bremshebel oder ein Bremspedal betätigbar. Optional kann vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen ein Rückstellmechanismus angeordnet ist, um die Gehäuseteile in einem unbetätigten Zustand des Geberzylinders in eine Freigabeposition zurückzustellen und/oder in dieser zu halten. Insbesondere erzeugt der Rückstellmechanismus eine Rückstellkraft, welche entgegen der hydraulischen Bremskraft, die in dem Druckraum erzeugt wird, wirkt.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Bremsvorrichtung eine Isolationseinrichtung aufweist, welche zur thermischen Isolation der Bremskörpereinrichtung in Richtung des Bremszylinders ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Isolationseinrichtung ist axial zwischen dem äußeren Gehäuseteil und der Bremskörpereinrichtung angeordnet. Insbesondere hat die Isolationseinrichtung die Funktion, den Bremszylinder, insbesondere neuralgische Kontaktpunkte zwischen dem äußeren Gehäuseteil und der Bremskörpereinrichtung, gegen Konduktion von Bremswärme zu isolieren, die bei und/oder während der Einleitung der Bremskraft in das Rad erzeugt wird. Vorzugsweise weist die Isolationseinrichtung einen Wärmeleitkoeffizienten auf, welcher deutlich kleiner als ein Wärmeleitkoeffizient des Materials der Bremskörpereinrichtung und/oder des äußeren Gehäuseteils ist. Beispielsweise weist die Isolationseinrichtung einen Wärmeleitkoeffizienten von weniger als 10 W/(m ^* K), vorzugsweise weniger als 1 W/(m ^* K), im Speziellen weniger als 0,5 W/(m ^* K) auf. Insbesondere ist die Isolationseinrichtung durch einen thermisch isolierenden Verbundwerkstoff, vorzugsweise aus einem organischen- und/oder anorganischen Material und/oder einem hitzeresistenten Kunststoff und/oder einer Keramik, gebildet.

Ein Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die neuralgischen Kontaktpunkte zwischen dem äußeren Gehäusebauteil und der Bremskörpereinrichtung, insbesondere als wärmeempfindlicher Bestandteil der Bremsvorrichtung, vor der Bremswärme geschützt werden. Zudem können empfindliche Bauteile im Inneren des konzentrischen Bremszylinders thermisch isoliert werden, um Schädigungen des Systems zu vermeiden. Dadurch kann das Risiko einer Überhitzung und dadurch verursachte Schäden oder Betriebsausfälle der Bremsvorrichtung vermieden werden, sodass die Betriebssicherheit der Bremsvorrichtung deutlich erhöht werden kann. ln einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Isolationseinrichtung einen ringförmigen Isolationsabschnitt aufweist. Insbesondere ist der ringförmige Isolationsabschnitt als eine Ringscheibe ausgebildet. Vorzugsweise ist der ringförmige Isolationsabschnitt in Bezug auf die Drehachse koaxial zu dem Bremszylinder und/oder der Bremskörpereinrichtung angeordnet. Im Speziellen ist der ringförmige Isolationsabschnitt an dem äußeren Gehäuseteil und/oder der Bremskörpereinrichtung zentriert, um insbesondere einen sicheren und/oder lagerichtigen Sitz zu gewährleisten. Prinzipiell ist der ringförmige Isolationsabschnitt einteilig ausgebildet.

Gemäß dieser Ausführung liegt der ringförmige Isolationsabschnitt in einer axialen Richtung an der Bremskörpereinrichtung und in einer axialen Gegenrichtung an dem äußeren Gehäuseteil an. Insbesondere liegt der ringförmige Isolationsabschnitt an der Bremskörpereinrichtung und/oder dem äußeren Gehäuseteil flächig, vorzugsweise vollflächig, an. Bevorzugt überträgt der äußere Gehäuseteil die Bremskraft auf die Bremskörpereinrichtung unter Zwischenschaltung des ringförmigen Isolationsabschnitts. Insbesondere ist durch den ringförmigen Isolationsabschnitt ein Wärmepfad unterbrochen, welcher von der Bremskörpereinrichtung als wärmeabgebendes Bauteil in Richtung des äußeren Gehäuseteils als wärmempfindliches Bauteil verläuft.

Es wird somit eine Isolationseinrichtung vorgeschlagen, welche auf einfache und günstige Weise eine Unterbrechung des Wärmepfads zwischen der Bremskörpereinrichtung und dem äußeren Gehäuseteil umsetzt.

In einer alternativen Ausgestaltung weist die Isolationseinrichtung mindestens oder genau einen kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt auf. Insbesondere ist der kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt als ein Kreisringsegment einer Ringscheibe ausgebildet. Vorzugsweise ist der kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitt in Bezug auf die Drehachse auf einem konzentrisch zur Drehachse liegenden Teilkreis angeordnet und/oder anordbar. Im Speziellen ist der kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitt an dem äußeren Gehäuseteil und/oder der Bremskörpereinrichtung zentriert, um insbesondere einen sicheren und/oder lagerichtigen Sitz zu gewährleisten.

Gemäß dieser Ausführung liegt der kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitt in einer axialen Richtung an der Bremskörpereinrichtung und in einer axialen Gegenrichtung an dem äußeren Gehäuseteil an. Insbesondere liegt der kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitt an der Bremskörpereinrichtung und/oder dem äußeren Gehäuseteil flächig, vorzugsweise vollflächig, an. Bevorzugt überträgt der äußere Gehäuseteil die Bremskraft auf die Bremskörpereinrichtung unter Zwischenschaltung des kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitts, wobei die Bremskörpereinrichtung und der äußere Gehäuseteil außerhalb des kreisringsegmentförmige Isolationsabschnitts in Umfangsrichtung betrachtet voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist durch den kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt ein Wärmepfad unterbrochen, welcher von der Bremskörpereinrichtung als wärmeabgebendes Bauteil in Richtung des Bremszylinders als wärmempfindliches Bauteil verläuft.

Es wird somit eine alternative Isolationseinrichtung vorgeschlagen, welche auf einfache und günstige Weise eine Unterbrechung des Wärmepfads zwischen der Bremskörpereinrichtung und dem äußeren Gehäuseteil umsetzt und zudem einfach zu montieren ist.

In einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Isolationseinrichtung mindestens oder genau einen weiteren kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt aufweist. Bevorzugt ist die Isolationseinrichtung mehrteilig ausgebildet, wobei die kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitte zusammengesetzt ein ringförmiges Isolationsbauteil als die Isolationseinrichtung bilden. Insbesondere sind die mehreren Kreisringsegmente hierzu in Umfangsrichtung zu einem Kreis zusammengesetzt. Prinzipiell können die Kreisringsegmente formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Alternativ sind die Kreisringsegmente in Umfangsrichtung über eine Stoßverbindung aneinander abgestützt oder über einen Luftspalt geringfügig voneinander beabstandet. Im Speziellen weist die Isolationseinrichtung mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechse der kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitte auf, welche in Umfangsrichtung zu einem Kreis zusammengesetzt und/oder zusammensetzbar sind.

Es somit eine Überlegung der Erfindung, eine Isolationseinrichtung vorzuschlagen, welche besonders einfach zu montieren ist. Durch die einzelnen Kreisringsegmente kann die Isolationseinrichtung in eine bereits montierte Bremsvorrichtung nachgerüstet werden, ohne einzelne Komponenten entfernen zu müssen. Zudem kann durch die kreisförmige Anordnung der kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitte die Bremskraft gleichmäßig auf die Bremskörpereinrichtung übertragen werden.

In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass das innere Gehäuseteil eine Stützkontur und die Bremskörpereinrichtung eine zu der Stützkontur komplementäre Gegenkontur aufweist. Die Stützkontur und die Gegenkontur stehen zur Drehmomentabstützung der Bremskörpereinrichtung miteinander in Eingriff. Insbesondere definiert die Stützkontur eine Art Hebelarm, um ein Moment um die Radachse aufzunehmen. Die Bremskörpereinrichtung ist vorzugsweise über die Gegenkontur drehfest und in axialer Richtung beweglich mit dem inneren Gehäuseteil, insbesondere der Stützkontur, verbunden.

Prinzipiell kann der innere Gehäuseteil durch ein den Druckraum begrenzendes Gehäusebauteil, z.B. eine Nabe, und ein die Stützkontur tragendes Stützbauteil, z.B. ein Stützring, gebildet sein, wobei das Gehäuse- und das Stützbauteil über die Radachse drehfest miteinander verbunden sind. Alternativ kann die Stützkontur jedoch auch unmittelbar an das Gehäusebauteil angeformt sein, wobei das Gehäusebauteil und die Stützkontur aus einem gemeinsamen Materialabschnitt, insbesondere einstückig, gefertigt.

Gemäß dieser Ausführungsform weist die Isolationseinrichtung mindestens oder genau einen axialen Isolationsabschnitt auf, wobei die Stützkontur und die Gegenkontur über den axialen Isolationsabschnitt thermisch voneinander isoliert sind. Bevorzugt dient der axiale Isolationsabschnitt zur thermischen Isolation in Umfangsrichtung zwischen der Stützkontur und der Gegenkontur. Insbesondere erstreckt sich der axiale Isolationsabschnitt hierzu in der axialen Richtung zwischen der Stützkontur und der Gegenkontur. Vorzugsweise ist der axiale Isolationsabschnitt als ein flächiger, insbesondere plattenförmiger, Steg ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der axiale Isolationsabschnitt an den ringförmigen bzw. den kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt angeformt und/oder einstückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Materialabschnitt gefertigt, mit diesen verbunden. Im Speziellen liegt der axiale Isolationsabschnitt in Umfangsrichtung an der Stützkontur und/oder der Gegenkontur, vorzugsweise flächig, an. Bevorzugt überträgt die Bremskörpereinrichtung das Bremsmoment auf den inneren Gehäuseabschnitt unter Zwischenschaltung des axialen Isolationsabschnitts. Insbesondere ist durch den axialen Isolationsabschnitt ein Wärmepfad unterbrochen, welcher von der Bremskörpereinrichtung als wärmeabgebendes Bauteil in Richtung des inneren Gehäuseteils als wärmempfindliches Bauteil verläuft.

Es wird somit eine Isolationseinrichtung vorgeschlagen, welche auf einfache und günstige Weise eine Unterbrechung des Wärmepfads zwischen der Bremskörpereinrichtung und dem inneren Gehäuseteil umsetzt.

In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Stützkontur durch mindestens oder genau einen radial nach außen gerichteten Stützflügel gebildet ist. Insbesondere umfasst die Stützkontur mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Stützflügel, wobei die Stützflügel in Umfangsrichtung um die Drehachse gleichmäßig verteilt sind. Die Gegenkontur ist vorzugsweise durch entsprechend in die Bremskörpereinrichtung eingebrachte Ausnehmungen, insbesondere axial verlaufende Nuten, gebildet. Insbesondere sind die Stützflügel an einem Außenumfang des inneren Gehäuseteils und die Ausnehmungen an einem Innenumfang der Bremskörpereinrichtung angeordnet.

Gemäß dieser Ausführung weist die Isolationseinrichtung je Stützflügel genau zwei der Isolationsabschnitte auf, wobei die jeweils zwei Isolationsabschnitte den Stützflügel beidseitig umgreifen. Insbesondere ist der Stützflügel in Umfangsrichtung formschlüssig zwischen den beiden zugehörigen Isolationsabschnitten angeordnet. Im Speziellen sind jedem der kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitte jeweils zwei der axialen Isolationsabschnitte zugeordnet, wobei die beiden axialen Isolationsabschnitte gemeinsam jeweils einen Stützflügel umgreifen oder jeweils mit einem benachbarten weiteren axialen Isolationsabschnitt eines benachbarten kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitts je einen Stützflügel umgreifen. Besonders bevorzugt ist jeder der Stützflügel beidseitig durch je einen axialen Isolationsabschnitt in Umfangsrichtung isoliert.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Bremskörpereinrichtung an einer Außenseite eine Kühlstruktur aufweist, welche zur Ableitung der Bremswärme mittels Konvektion ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere hat die Kühlstruktur die Funktion um Bremsenergie in Form von Reibungswärme aus der Bremsvorrichtung heraus zu leiten. Vorzugsweise ist die Kühlstruktur auf einer dem Rad abgewandten Seite der Bremskörpereinrichtung angeordnet. Beispielsweise weist die Kühlstruktur mehrere längliche oder wirbelförmige Kühlrippen auf.

Es wird somit eine Bremskörpereinrichtung vorgeschlagen, welche einen Großteil der Bremswärme durch Konvektion an die Umgebung abführt. Somit kann die Übertragung der Bremswärme auf die temperaturempfindlichen Komponenten des Bremszylinders weiter reduziert werden.

In einerweiteren Konkretisierung wird vorgeschlagen, dass der äußere Gehäuseteil als ein hohlzylindrischer Kolben und der innere Gehäuseteil als eine hohlzylindrische Nabe zur Aufnahme der Radachse ausgebildet ist. Insbesondere ist der Kolben als ein gestufter Ringkolben ausgebildet, welcher in radialer Richtung formschlüssig an einem Außenumfang der Nabe abgestützt ist. Vorzugsweise ist die Nabe radial innerhalb des Kolbens aufgenommen. Bevorzugt ist ein erster Teil des Druckraums durch den Kolben und ein zweiter Teil des Druckraums durch die Nabe begrenzt. Der Kolben ist linear auf der Nabe verschiebbar, um gegen die Bremskörpereinrichtung zu wirken. Vorzugsweise ist der Kolben zur Ausführung der axialen Hubbewegung auf der Nabe linear geführt.

Somit wird ein Bremszylinder vorgeschlagen, welcher sich durch einen besonders einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet. Zudem kann der Bremszylinder besonders robust ausgestaltet werden.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben einen ersten und zweiten Kolbenabschnitt und die Nabe einen ersten und einen zweiten Nabenabschnitt aufweist. Insbesondere weisen die beiden Kolbenabschnitte einen unterschiedlichen Innendurchmesser auf, sodass der gestufte Ringkolben gebildet ist. Im Speziellen ist der Kolben in einem Querschnitt betrachtet Z-förmig ausgebildet. Insbesondere weisen die beiden Nabenabschnitte einen unterschiedlichen Außendurchmesser auf, sodass die Nabe zu dem gestuften Ringkolben komplementär gestuft ausgeführt ist.

Der erste Kolbenabschnitt und der erste Nabenabschnitt sind somit zu dem zweiten Kolbenabschnitt und dem zweiten Nabenabschnitt radial versetzt sind, sodass ein die Druckkammer definierender Versatz gebildet ist. Insbesondere begrenzt der an dem Kolben gebildete Versatz den Druckraum in der axialen Richtung und der an der Nabe gebildete Versatz den Druckraum in der axialen Gegenrichtung. Der erste Kolbenabschnitt und der erste Nabenabschnitt sowie der zweite Kolbenabschnitt und der zweite Nabenabschnitt sind in radialer Richtung dichtend aneinander abgestützt. Vorzugsweise ist jeweils zwischen dem ersten Kolbenabschnitt und dem ersten Nabenabschnitt sowie zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt und dem zweiten Nabenabschnitt mindestens ein Dichtmittel angeordnet, um die Druckkammer fluiddicht abzudichten. Besonders bevorzugt sind die Dichtmittel wahlweise in Nuten des Kolben und/oder der Nabe angeordnet. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Isolationseinrichtung an einem Außenumfang des radial nach innen versetzten Kolbenabschnitts radial abgestützt ist und/oder an einer durch den Versatz gebildeten Ringfläche des Kolbens axial abgestützt ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Bremsvorrichtung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein ein- oder mehrspuriges Fahrzeug, ausgebildet. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ausgebildet. Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Mit nur einem Rad kann das Fahrzeug als ein elektrisches Einrad, z.B. als ein sogenanntes Monowheel oder Solowheel ausgebildet sein. Mit zwei oder mehr Rädern ist das Fahrzeug bevorzugt als ein elektrisches Zweirad, insbesondere als ein Elektromotorrad, als ein Elektromotorroller, als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Floverboard, Kickboard, Skateboard, Longboard o.ä. ausgebildet. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrzeug, insbesondere mit drei oder mehr Rädern ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

Figur 1 ein Fahrzeug mit zwei Rädern, wobei das Fahrzeug als ein

Elektroscooter ausgebildet ist;

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer Bremsvorrichtung für das Fahrzeug aus

Figur 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figuren 3a, b unterschiedliche perspektivische Ansichten der Bremsvorrichtung aus Figur 2; Figuren 4a, b zwei alternative Ausführungen einer Isolationseinrichtung für die Bremsvorrichtung aus Figur 2.

Figur 1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung ein Fahrzeug 1 , wobei das Fahrzeug 1 als ein Elektroroller, Elektrotretroller oder Elektroscooter, auch als sogenannter E-Scooter bekannt, ausgebildet ist. Das Fahrzeug 1 weist ein Radmodul 2 mit einem Rad 3 auf, welches ein Vorderrad des Fahrzeugs 1 bildet. Das Radmodul 2 dient insbesondere zum elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 1. Zudem weist das Fahrzeug 1 ein, insbesondere antriebsloses, Flinterrad 4 auf, welches an einem Fahrzeugrahmen 5 des Fahrzeugs 1 drehbar gelagert ist.

Das Fahrzeug 1 weist eine Radgabel 6 auf, wobei das Radmodul 2 in der Radgabel 6 drehbar gelagert ist. Die Radgabel 6 ist über einen Lenker 7 schwenkbeweglich mit dem Rahmen 5 verbunden, sodass das Radmodul 2 zur Lenkung des Fahrzeugs 1 über den Lenker 7 verschwenkt werden kann.

Figur 2 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Bremsvorrichtung 8, welche für das Radmodul 2 oder für das Hinterrad 4 aus Figur 1 ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Rad 3, 4 weist eine Radfelge 9 und einen Reifen 10 auf, wobei der Reifen 10 auf der Radfelge 9 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Radfelge 9 als eine Stahl-, Alu- oder Kunststofffelge ausgebildet. Beispielsweise ist der Reifen 10 als ein mit Luft befüllter Gummireifen ausgebildet.

Das Rad 3, 4 ist auf einer Radachse 11 angeordnet, welche mit ihrer Längsachse eine Drehachse D definiert. Die Radfelge 8 ist beispielsweise über Lagereinrichtungen, nicht dargestellt, drehbar auf der Radachse 11 gelagert, wobei die Radachse 11 beispielsweise bei dem Vorderrad an der Radgabel 6 festgelegt ist.

Die Bremsvorrichtung 8 ist als eine Reibbremse ausgebildet, welche zur Übertragung eines Bremsmoments auf einer Seite der Radfelge 9 angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung 8 weist einen ringförmigen, insbesondere die Drehachse D umlaufenden, Bremsbelag 12 sowie eine als Bremsscheibe ausgebildete Bremskörpereinrichtung 13 auf. Der Bremsbelag 12 und die Bremskörpereinrichtung 13 sind in Bezug auf die Drehachse D koaxial zueinander angeordnet. Der Bremsbelag 12 ist in Bezug auf die Drehachse D an einer axialen Stirnseite der Radfelge 9 drehfest montiert, sodass der Bremsbelag 12 im Fährbetrieb durch die Radfelge 9 mitgenommen wird und um die Drehachse D rotiert. Die Bremskörpereinrichtung 13 ist in einer axialen Richtung AR zu dem Bremsbelag 12 hin und in einer axialen Gegenrichtung AG von dem Bremsbelag 12 weg bewegbar.

Ferner umfasst die Bremsvorrichtung 8 einen konzentrischen Bremszylinder 14 zur Umsetzung einer Bremskraft F1 auf die Bremskörpereinrichtung 13. Der Bremszylinder 14 ist beispielsweise hydraulisch betätigbar, wobei der Bremszylinder 14 hierzu als ein sogenannter Nehmerzylinder ausgebildet ist und mit einem Geberzylinder, nicht dargestellt, über eine hydraulische Strecke fluidtechnisch verbunden ist.

Der Bremszylinder 14 weist einen inneren und einen äußeren Gehäuseteil 15, 16 auf, wobei die Gehäuseteile 15, 16 in Bezug auf die Drehachse D konzentrisch zueinander angeordnet und in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar und/oder verdrehbar sind. Die beiden Gehäuseteile 15, 16 bilden zusammen ein die Drehachse D umlaufendes Ringgehäuse, wobei zwischen den beiden Gehäuseteilen 15, 16 ein die Drehachse D umlaufender Druckraum 17 gebildet ist. Der Druckraum 17 ist mit einem Fluid, beispielsweise mit einem Hydrauliköl, befüllt und über eine Fluidleitung, nicht dargestellt, zur Bildung der hydraulischen Strecke strömungstechnisch mit dem Geberzylinder verbunden.

Der innere Gehäuseteil 15 weist eine hohlzylindrische Nabe 18, als ein Gehäusebauteil, und einen Stützring 19, als ein Stützbauteil, auf. Insbesondere sind die Nabe 18 und der Stützring 19 in axialer Richtung aneinander abgestützt und über die Radachse 11 drehfest miteinander gekoppelt. Flierzu weisen die Nabe 18 und der Stützring 19 jeweils eine Durchgangsöffnung 20 auf, durch welche die Radachse 11 geführt bzw. gesteckt ist. Der Stützring 19 dient zur Drehmomentabstützung der Bremskörpereinrichtung 13, wobei die Bremskörpereinrichtung 13 hierzu in Umfangsrichtung um die Drehachse D an dem Stützring 19 abgestützt, sodass auf die Bremskörpereinrichtung 13 wirkende Drehmomente über den Stützring 19 in die Radachse 11 eingeleitet werden.

Der äußere Gehäuseteil 16 ist als ein hohlzylindrischer Kolben 21 ausgebildet, welcher koaxial und/oder konzentrisch zu der Nabe 18 angeordnet und radial an deren Außenumfang abgestützt ist. Der Kolben 21 ist als ein gestufter Ringkolben ausgebildet und weist hierzu einen ersten und einen zweiten Kolbenabschnitt 21a, b, welche radial zueinander versetzt sind. In einem Querschnitt betrachtet ist der Kolben 21 somit stufenförmig, insbesondere Z-förmig, ausgebildet. Die Nabe 18 bildet ein zu dem Kolben 21 komplementäres Gegenstück und weist hierzu einen ersten und einen zweiten Nabenabschnitt 18a, b, welche entsprechend zu den beiden Kolbenabschnitten 21a, b radial zueinander versetzt sind. Somit ist jeweils ein radialer Versatz 22 an der Nabe 18 und dem Kolben 21 gebildet, welcher den Druckraum 17 in der axialen Richtung AR und in der axialen Gegenrichtung AG begrenzt. In einer radialen Richtung RR ist der Druckraum 17 zudem durch den ersten Kolbenabschnitt 21a und in einer radialen Gegenrichtung RG durch den zweiten Nabenabschnitt 18b begrenzt.

Der erste Kolbenabschnitt 21a ist radial über ein erstes Dichtmittel 23a an dem ersten Nabenabschnitt 18a abgestützt, wobei das erste Dichtmittel 23a in einer in den ersten Kolbenabschnitt 21a eingebrachten Ringnut aufgenommen ist. Der zweite Kolbenabschnitt 21 b ist radial über ein zweites Dichtmittel 23b an dem zweiten Nabenabschnitt 18b abgestützt, wobei das zweite Dichtmittel 23b in einer in den zweiten Nabenabschnitt 18b eingebrachten Ringnut angeordnet ist.

Die Bremskörpereinrichtung 13 weist eine Anpressplatte 24 auf, welche zur Übertragung der Bremskraft F1 auf den Reibbelag 12 dient. Die Anpressplatte 24 ist als eine Ringscheibe ausgebildet und in Bezug auf die Drehachse D koaxial und/oder konzentrisch zu dem Bremszylinder 14 angeordnet. Die Anpressplatte 24 weist hierzu einen zentralen Durchbruch 25 auf, wobei der Bremszylinder 14 abschnittsweise durch diesen hindurch geführt ist. Zusätzlich weist die Bremskörpereinrichtung 13 ein ringförmiges Kontaktblech 26, z.B. ein Stahlblech, auf, welches an einer der Radfelge 9 zugewandten axialen Stirnseite der Anpressplatte 24 angeordnet ist. Das Kontaktblech 26 dient zur Kontaktierung mit dem Bremsbelag 12 und kann als ein Verschleißteil in einfacher Weise ausgetauscht werden.

Bei einer Betätigung der Bremsvorrichtung 8 wird eine Fluidsäule von dem Geberzylinder in Richtung des Bremszylinders 14 verschoben, wobei Fluid in die Druckkammer 17 strömt und der Kolben 21 mit einem Fluiddruck beaufschlagt wird. Der Kolben 21 führt daraufhin einen Flub in der axialen Richtung AR aus und überträgt die durch den Fluiddruck erzeugt Bremskraft F1 auf die Bremskörpereinrichtung 13, insbesondere die Anpressplatte 24. Dadurch wird die Bremskörpereinrichtung 13 in der axialen Richtung AR verschoben und an den Bremsbelag 16 angelegt und/oder an diesen angepresst.

In dem betätigten Zustand der Bremsvorrichtung 8, kontaktiert das Kontaktblech 26 der Bremskörpereinrichtung 13 mit dem Bremsbelag 16, sodass das Bremsmoment durch einen Reibschluss gebildet wird um das rotierende Rad 3, 4 durch Reibung zwischen dem Kontaktblech 26 und dem Bremsbelag 12 abzubremsen. Beim Lösen der Bremsvorrichtung 8, wird die Fluidsäule wieder in Richtung des Geberzylinders verschoben, sodass die Bremskörpereinrichtung 13 in der axialen Gegenrichtung AG von dem Bremsbelag 12 weg bewegt wird und/oder bewegbar ist. Hierzu kann die Bremsvorrichtung 8 beispielsweise einen Rückstellmechanismus, nicht dargestellt, aufweisen, welcher die Bremskörpereinrichtung 13 und den Kolben 21 in der axialen Gegenrichtung AG mit einer Rückstellkraft F2 beaufschlagt.

Je nach Anforderungen werden in der Bremsvorrichtung 8 hohe anhaltende Temperaturen erzeugt. Beispielsweise können sich diese Temperaturen bei einer starken Bremsung an der Bremskörpereinrichtung 13 entwickeln. Dies kann sich negativ auf hitzeempfindliche Bauteile im Inneren des konzentrischen Bremszylinders 14 auswirken, sodass dieser thermisch isoliert werden muss, um eine Schädigungen des Systems zu vermeiden.

Die Bremskörpereinrichtung 13 weist hierzu einseitig auf einer der Radfelge 9 abgewandten axialen Stirnseite eine Kühlstruktur 27 auf. Die Kühlstruktur 27 weist mehrere Kühlrippen 28 zum Austausch von Wärmeenergie der Bremskörpereinrichtung

13 mit einer Umgebung, z.B. Umgebungsluft, auf. Die beim Bremsen entstehende Bremswärme kann somit größtenteils über die Kühlstruktur 28 der Anpressplatte 24 durch Konvektion an die Umgebung abgeführt werden. Nichtsdestotrotz kann die Bremswärme jedoch auch teilweise an die Komponenten des Bremszylinders 14 weitergeleitet werden.

Um diese Komponenten zu schützen ist axial zischen dem Kolben 21 und der Anpressplatte 24 eine Isolationseinrichtung 29 angeordnet, welche den Bremszylinder

14 gegenüber der Bremskörpereinrichtung 24 isoliert. Somit wird die Bremswärme nicht zu dem Kolben 21 weitergeleitet, sodass eine durch Hitzeeinwirkung bedingte Schädigung des Bremszylinders 14 verhindert wird. Beispielsweise weist die Isolationseinrichtung 29 einen Werkstoff auf, welcher sich durch einen im Vergleich zu der Anpressplatte 24 besonders niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten auszeichnet. Die Anpressplatte 24 ist beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt. Die Isolationseinrichtung 29 ist beispielsweise aus einem Verbundwerkstoff gefertigt, welcher beispielsweise organische und/oder anorganische Bestandteile, wie z.B. Sand, Stein, Kalk oder dergleichen aufweist. Alternativ oder optional ergänzend kann die Isolationseinrichtung 29 jedoch auch aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder Keramik gefertigt sein.

Die Isolationseinrichtung 29 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Die Isolationseinrichtung 29 stützt sich dabei in der radialen Richtung RR an einem Innenumfang der Anpressplatte 24 und in der radialen Gegenrichtung RG an einem Außenumfang des zweiten Kolbenabschnitts 21b ab. In der axialen Richtung AR liegt die Isolationseinrichtung 29 an der Anpressplatte 24 und in der axialen Gegenrichtung AG an einem durch den Versatz 22 gebildeten Absatz des Kolbens 21 an. Somit wird die auf den Kolben 21 wirkende Bremskraft F1 unter Zwischenschaltung der Isolationseinrichtung 29 auf die Anpressplatte 24 übertragen.

Die Figuren 3a, b zeigen jeweils die Bremsvorrichtung 8 aus Figur 2. Dabei ist die Bremsvorrichtung 8 in Figur 3a in einer perspektivischen Darstellung von Hinten und in Figur 3b in einer perspektivischen Darstellung von Vorne gezeigt. Die Nabe 18 und der Stützring 19 weisen jeweils zwei diametral angeordnete Vertiefungen 30 auf, welche in den Innenumfang der Durchgangöffnungen 20 eingebracht sind und sich in axialer Richtung erstrecken. Die Radachse 11 , wie in Figur 2 dargestellt, kann entsprechende Erhebungen aufweisen, wobei die Radachse 11 bei einer Montage in die Durchgangsöffnung 20 eingesteckt und über die Erhebungen in die Vertiefungen 30 eingreift, sodass die Nabe 18 und der Stützring 19 auf der Radachse 11 gegen Verdrehen gesichert sind.

Wie in Figur 3b dargestellt, weist der Stützring 19 zur Drehmomentabstützung eine Stützkontur 31 auf, welche durch radial nach außen stehende Stützflügel 32 gebildet ist. Die Anpressplatte 24 weist an ihrem Innenumfang eine entsprechend zur Stützkontur 31 komplementäre Gegenkontur 33 auf, welche durch radial eingebrachte Nuten 34, als Ausnehmungen, gebildet ist. Dabei steht jeder der Stützflügel 32 mit einer der Nuten 34 in Eingriff, wobei die Anpressplatte 24 in axialer Richtung längsverschiebblich und in Umfangsrichtung drehfest an der Stützkontur 31 angeordnet ist.

Die Figuren 4a, b zeigen jeweils die Isolationseinrichtung 29 aus der Figur 2. Dabei zeigt die Figur 4a die Isolationseinrichtung 29 in einer axialen Ansicht als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Isolationseinrichtung 29 ist durch einen ringförmigen Isolationsabschnitt 35 gebildet, welcher in Bezug auf die Drehachse D koaxial auf den zweiten Zylinderabschnitt 18b aufgeschoben werden kann. Der ringförmige Isolationsabschnitt 35 kann dabei flächig an dem Kolben 21 und/oder der Anpressplatte 24 anliegen. Insbesondere wird somit eine thermische Isolation in axialer Richtung umgesetzt und ein zwischen Kolben 21 und Anpressplatte 24 verlaufender Wärmepfad unterbrochen.

Figur 4b zeigt die Isolationseinrichtung 29 in einer perspektivischen Ansicht als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Isolationseinrichtung 29 weist einen kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt 36 sowie zwei in axialer Richtung abstehende axiale Isolationsabschnitte 37 auf, welche sich unmittelbar an den kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt 36 anschließen. Insbesondere können mehrere der kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitte 36 zu einem ringförmigen Isolationsbauteil zusammengesetzt werden. Die axialen Isolationsabschnitte 37 sind als plattenförmige Stege ausgebildet, welche jeweils zwischen der Stützkontur 31 und der Gegenkontur 33 anordbar sind. Dabei liegen Isolationsabschnitte 36 in Umfangsrichtung um die Drehachse an jeweils einem der Stützflügel 32 und/oder einer der Nuten 34 an. Insbesondere wird somit eine thermische Isolation in axialer Richtung durch den kreisringsegmentförmigen Isolationsabschnitt 36 umgesetzt und ein zwischen Anpressplatte 24 und Kolben 21 verlaufender Wärmepfad unterbrochen. Zusätzlich wird eine thermische Isolation in Umfangsrichtung durch die axialen Isolationsabschnitte 37 umgesetzt und ein zwischen Anpressplatte 24 und Stützring 19 verlaufender Wärmepfad unterbrochen. Zudem können die axialen Isolationsabschnitte 36 die Funktion einer Führungs- oder Gleithülse übernehmen.

Bezuqszeichenliste

Fahrzeug

Radmodul

Rad

Hinterrad

Rahmen

Radgabel

Lenker

Bremsvorrichtung

Radfelge

Reifen

Radachse

Bremsbelag

Bremskörpereinrichtung

Bremszylinder innerer Gehäuseteil äußerer Gehäuseteil

Druckraum

Nabe a, b Nabenabschnitte

Stützring

Durchgangsöffnung

Kolben a, b Kolbenabschnitte

Versatz a, b Dichtmittel

Anpressplatte

Durchbruch

Kontaktblech

Kühlstruktur 28 Kühlrippen

29 Isolationseinrichtung

30 Vertiefungen

31 Stützkontur

32 Stützflügel

33 Gegenkontur

34 Nuten

35 ringförmiger Isolationsabschnitt

36 kreisringsegmentförm iger Isolationsabschnitt

37 axialer Isolationsabschnitt

D Drehachse

AR axiale Richtung

AG axiale Gegenrichtung

RR radiale Richtung

RG radiale Gegenrichtung