Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung.

Die Erfindung betriff weiterhin eine Radnabenantriebsanordnung mit einer Bremsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Kraftfahrzeuge mit hybridisiertem/ elektrifiziertem Antriebstrang können mit Hilfe der E-Maschine Beschleunigen und Abbremsen. Beim Bremsvorgang wird hierbei die E- Maschine generatorisch betrieben und die rekuperierte Energie zum Laden des Akkus verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch weiterhin eine zweite, mechanische Bremsvorrichtung benötigt. Bei radnahen Antrieben (Radnabenmotor/elektrische Achse) ergibt sich hierbei eine erschwerte Bauraumsituation. Zudem ist es wünschenswert, die mechanische Bremse lebensdauerfest auszulegen, da die Demontage der Bremse im Servicefall erschwert sein kann.

Bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Fahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, einem sogenannten E-Wheel Drive, kommen oftmals Bremsen mit Lamellen zum Einsatz, um das Fahrzeug abzubremsen. Es sind aber auch Bremsen in der Ausführung als Scheibenbremse mit Schwimmsattel, Scheibenbremse mit Festsattel, Trommelbremse und Mehrscheibenbremse bekannt.

Beispielsweise beschreibt die DE 102012200668 A1 einen Radantrieb an einer Fahrzeugachse, mit einer angetriebenen und an einem Radnabenträger drehbar gelagerten Radnabe und mit zumindest einer hydraulisch betätigten Lamellenbremse zum Abbremsen der Radnabe. Eine Außenlamelle ist als ein sich drehender Teil der Lamellenbremse drehfest und axial verschiebbar an der Radnabe angeordnet.

Aus der DE 102019 120409 A1 ist eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung bekannt, bei der die gegenüber der Umfangsrichtung feststehenden Bremspartner Kühlkanäle aufweisen. Der axial bewegliche Bremspartner wird über Bremszylinder betätigt. Der in Umfangsrichtung bewegliche Bremspartner ist als Lamellenträger ausgebildet. Aus der DE 102019 118503 A1 ist eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung bekannt, bei der eine Innenlamelle als ein sich drehender Teil der Lamellenbremse drehtest und axial verschiebbar an der Radnabe angeordnet ist.

Bei derartigen mechanischen Bremsen ist der in der Umfangsrichtung bewegliche Bremspartner regelmäßig über eine formschlüssige Verbindung, z. B. eine Keilverzahnung an einer Nabe, mit einer Antriebswelle verbunden. Sobald die Bremse betätigt und ein Drehmoment über die Nabe zur Antriebswelle geleitet wird, kommt es in der Verzahnung zwischen Nabe und Antriebswelle zu Reibkräften (Verschiebereibung). Diese Reibkräfte verhindern eine Verschiebung der Nabe gegenüber der Antriebswelle entlang der axialen Richtung, so dass für den zur Drehmomentübertragung vorgesehenen Reibkontakt zwischen dem beweglichen Reibpartner und dem stehenden Reibpartner nur eine reduzierte Anpresskraft zur Verfügung steht. Zudem kann eine Schiefstellung des beweglichen Bremspartners auftreten, durch die eine ungleichmäßige Krafteinleitung sowie ggf. Geräusche auftreten können.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll eine Bremsvorrichtung vorgeschlagen werden, die eine Übertragung einer gleichmäßig verteilten und möglichst nicht reduzierten Anpresskraft ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Es wird eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, vorgeschlagen. Bevorzugt weist die Radnabenantriebsanordnung einen elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Rads des Kraftfahrzeugs auf, wobei die Bremsvorrichtung zum Abbremsen dieses Rads ausgebildet ist.

Die Radnabenantriebsanordnung weist zumindest eine Antriebswelle mit einer sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Drehachse auf. Die Bremsvorrichtung umfasst zumindest einen Gehäuseabschnitt zum Anordnen der Bremsvorrichtung an der Radnabenantriebsanordnung. Weiter umfasst die Bremsvorrichtung in dem Gehäuseabschnitt, zur Anordnung auf der Antriebswelle, koaxial zur Drehachse sowie entlang der axialen Richtung nebeneinander angeordnet zumindest ein erstes Trägerelement, eine Bremsscheibe sowie ein zweites Trägerelement auf. Jedes Trägerelement weist zumindest einen der Bremsscheibe zugewandten Belag zur Kontaktierung der Bremsscheibe auf. Die Bremsvorrichtung weist eine Betätigungseinrichtung zur Verlagerung des ersten Trägerelements entlang der axialen Richtung hin zu dem zweiten Trägerelement auf. Die Bremsscheibe ist über mindestens ein (nur) in der axialen Richtung (elastisch) verformbares Element mit einem Nabenteil drehfest verbunden, wobei das Nabenteil gegenüber einer Umfangsrichtung formschlüssig mit der Antriebswelle verbindbar ist.

Insbesondere sind die Trägerelemente (im Wesentlichen) drehfest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Die Bremsscheibe ist gegenüber den Trägerelementen und gegenüber dem Gehäuseabschnitt drehbar in der Bremsvorrichtung angeordnet und über das Nabenteil gegenüber der Umfangsrichtung drehfest mit der Antriebswelle verbindbar. Über die Betätigung der Betätigungseinrichtung ist die Bremsscheibe einstellbar zwischen den Trägerelementen klemmbar, so dass ein Drehmoment über die Trägerelemente an dem Gehäuseabschnitt abstützbar ist.

Damit kann über die Bremsvorrichtung ein Drehmoment der Antriebswelle über das Nabenteil und die Bremsscheibe übertragen und über die Trägerelemente an dem Gehäuseabschnitt abgestützt werden, so dass die Antriebswelle bei betätigter Bremsvorrichtung abgebremst werden kann.

Die mit der Antriebswelle gegenüber der Umfangsrichtung drehbar in dem Gehäuseabschnitt angeordneten Komponenten sind die Bremsscheibe als thermische Masse, das Nabenteil, ein Element oder eine Mehrzahl von Elementen und ggf. Befestigungselemente zur Verbindung der Bremsscheibe mit dem mindestens einen Element und zur Verbindung des mindestens einen Elements mit dem Nabenteil.

Das mindestens eine Element ermöglicht eine Verschiebung der Bremsscheibe entlang der axialen Richtung relativ zum Nabenteil beim Betätigen der Bremsvorrichtung durch die Betätigungseinrichtung.

Beim Betätigen der Bremsvorrichtung wird ein in der Umfangsrichtung wirkendes Drehmoment zwischen dem Nabenteil und der Antriebswelle übertragen, wobei zwischen Nabenteil und Antriebswelle, z. B. in einer dort vorliegenden Keilverzahnung, Reibkräfte (Verschiebereibung) auftreten. Diese Reibkräfte haben zur Folge, dass der Reibkontakt zwischen der Bremsscheibe und dem gegenüber der axialen Richtung feststehenden Trägerelement nur mit einer reduzierten Anpresskraft beaufschlagt werden kann.

Aufgrund der in der axialen Richtung beweglich an dem Nabenteil angebundenen Bremsscheibe, kann diese ohne Verschiebereibung entlang der axialen Richtung verlagert werden, so dass zusätzlich Winkelversätze oder Bauteilschiefstellungen ausgeglichen werden können. Damit können eine aufgrund der Schiefstellung auftretende ungleichmäßige Krafteinleitung sowie Geräusche verhindern werden.

Infolge der Verhinderung von Verschiebereibung beim Betätigen der Bremse muss insbesondere kein Verlust von Anpresskraft hingenommen werden, so dass auch eine verbesserte Regelbarkeit der Anpresskraft erreicht werden kann.

Damit kann insbesondere eine über Lebensdauer wartungsfreie Bremsvorrichtung realisiert werden.

Insbesondere ist das mindestens eine Element ein Federblech, dass über mindestens eine erste Verbindung mit der Bremsscheibe und über mindestens eine zweite Verbindung mit dem Nabenteil verbunden ist.

Insbesondere sind die mindestens eine erste Verbindung und die mindestens eine zweite Verbindung entlang einer Umfangsrichtung beabstandet voneinander angeordnet, so dass das Federblech zwischen der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung zumindest gegenüber der axialen Richtung elastisch verformbar ist. Insbesondere sind erste Verbindungen und zweite Verbindungen entlang der Umfangsrichtung abwechselnd vorgesehen. Insbesondere sind erste Verbindungen und zweite Verbindungen über einen Winkelbereich von mindestens 15 Winkelgrad, bevorzugt von mindestens 25 Winkelgrad, entlang der Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet.

Insbesondere sind entlang der Umfangsrichtung verteilt mehrere Elemente vorgesehen, wobei jedes Element entlang der Umfangsrichtung zunächst über mindestens eine erste Verbindung mit der Bremsscheibe und dann nur noch über mindestens eine zweite Verbindung mit dem Nabenteil verbunden ist.

Zumindest die erste Verbindung oder die zweite Verbindung (bevorzugt beide Verbindungen) ist eine Nietverbindung. Es sind aber auch andere Verbindungsarten, Schraubverbindung, Schweißverbindung, etc., möglich.

Die ersten Verbindungen und die zweiten Verbindungen sind insbesondere auf einem gemeinsamen Radius bzw. in einem zumindest überlappenden Radiusbereich relativ zur Drehachse angeordnet. Das mindestens eine Element erstreckt sich zwischen der mindestens einen ersten Verbindung und der mindestens einen zweiten Verbindung im Wesentlichen ausschließlich entlang der Umfangsrichtung (und gerade nicht z. B. in einer radialen Richtung).

Das Nabenteil und die Bremsscheibe sind insbesondere formstabile, also bei den üblichen Betriebsbedingungen der Bremsvorrichtung nicht verformbare Bauteile. Demgegenüber ist das mindestens eine Element zumindest gegenüber der axialen Richtung elastisch verformbar.

Insbesondere ist die Bremsscheibe über das mindestens eine Element an einem Anschlag des Nabenteils gegenüber der axialen Richtung vorgespannt angeordnet. Der Anschlag ist insbesondere ein Absatz an dem Nabenteil der in der radialen Richtung eine Überlappung mit der Bremsscheibe ausbildet. Über das mindestens eine Element wird die Bremsscheibe im unbelasteten Zustand der Bremsscheibe (keine äußeren Kräfte liegen vor) gegen den Anschlag gepresst (vorgespannt angeordnet). Die Vorspannung ist insbesondere der von der Betätigungseinrichtung ausgehenden Betätigungskraft entgegengerichtet, d. h. die Bremsscheibe wird durch die Betätigungseinrichtung entlang der axialen Richtung gegenüber dem Nabenteil verschoben, so dass sich ein Spalt zwischen dem Anschlag und der Bremsscheibe ausbildet.

Über die Vorspannung kann die Bremsscheibe den Anforderungen hinsichtlich Schlag genügen, so dass z. B. Geräusche bei derartigen Beanspruchungen verhindert werden können.

Insbesondere stützt sich das zweite Trägerelement an dem Gehäuseabschnitt gegenüber der axialen Richtung ab. Insbesondere stützt sich das zweite Trägerelement über einen, insbesondere in der Umfangsrichtung umlaufend ausgeführten, Nocken des Gehäuseabschnitts an dem Gehäuseabschnitt ab. Insbesondere ist der Nocken an der Kontaktfläche mit dem zweiten Trägerelement ballig ausgeführt, so dass eine Kippbewegung des zweiten Trägerelements zum Ausgleich von Verformungs- und/ oder Topfungseffekten möglich ist.

Insbesondere ist zumindest ein Trägerelement (bevorzugt das zweite Trägerelement oder beide Trägerelemente) über mindestens eine Blattfeder mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Die Blattfeder erstreckt sich zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Trägerelement insbesondere im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung. Über die Blattfeder kann z. B. eine Zentrierung des Trägerelements gegenüber der Drehachse erreicht werden, so dass eine Verschiebereibung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Trägerelement verhindert werden kann. Weiter kann über eine Blattfeder eine gegenüber der axialen Richtung spielfreie, z. B. vorgespannte Anordnung des Trägerelements, z. B. an oder gegenüber dem Gehäuseabschnitt und/ oder an oder gegenüber der Betätigungseinrichtung gewährleistet werden. Anstatt der mindestens einen Blattfeder kann auch eine Wellfeder eingesetzt werden.

Insbesondere ist zumindest ein Trägerelement oder zumindest ein Belag kreissegmentförmig oder kreisringförmig ausgebildet. Bei einer kreissegmentförmigen Ausgestaltung können mehrere der jeweiligen Komponenten entlang der Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sein.

Der Belag ist insbesondere form- oder stoffschlüssig mit dem Trägerelement verbunden und kann als Segment oder als Kreissegment oder als Kreisring (also umlaufend) ausgeführt sein. Hierdurch kann sowohl die spezifische Belastung als auch das Verschleißvolumen des Belags beeinflusst werden.

Insbesondere ist zumindest zwischen dem zweiten Trägerelement und dem Gehäuseabschnitt oder zwischen dem ersten Trägerelement und der Betätigungseinrichtung ein (scheibenförmiges) Zwischenelement zur Übertragung von zumindest in der axialen Richtung wirkenden (Anpress-)Kräften angeordnet. Ein derartiges Zwischenelement, auch als Inlet bezeichnet, kann z. B. eine höhere Festigkeit gegenüber Verformung und/ oder Verschleiß aufweisen als die üblicherweise als Trägerelement eingesetzten Gussmaterialien.

Insbesondere weist die Bremsscheibe eine Kanalstruktur auf zur Durchströmung der Bremsscheibe mit einem Kühlfluid. Das Kühlfluid ist insbesondere Umgebungsluft. Die Bremsscheibe ist insbesondere innenbelüftet ausgeführt, so dass Wärme aus der Bremsscheibe besser abgeführt werden kann.

Insbesondere weist die Betätigungseinrichtung einen Einkolbenausrücker, einen Mehrkolbenausrücker oder einen hydraulisch betätigbaren Kreisringzylinder mit einem Kreisringkolben auf. Die Betätigungseinrichtung kann hydraulisch oder elektrisch betätigbar sein. Derartige Betätigungseinrichtungen sind z. B. zur Betätigung von Bremsvorrichtungen und/ oder Reibungskupplungen grundsätzlich bekannt.

Sind mehrere Kolben vorgesehen, können diese entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein.

Die Betätigungseinrichtung kann im Gehäuseabschnitt integriert oder zumindest teilweise außerhalb des Gehäuseabschnitts angeordnet sein. Bei einer Betätigung der Betätigungseinrichtung wird ein Kolben mit Druck (z. B. hydraulisch oder aber durch elektromechanische Verlagerung) beaufschlagt und entlang der axialen Richtung verschoben, so dass eine Anpresskraft der Betätigungseinrichtung auf das erste Trägerelement wirkt. Die Bremsscheibe wird durch das erste Trägerelement gegen das zweite Trägerelement gepresst und so eingeklemmt. Die Betätigungs- bzw. Anpresskraft wird über den mindestens einen Kolben und den zugehörigen Zylinder und letztendlich über den Gehäuseabschnitt abgestützt. Dazu kann ein Zylinder der Betätigungseinrichtung in einer Wandung des Gehäuseabschnitts eingeschraubt oder anders integriert bzw. befestigt angeordnet sein.

Die Betätigungseinrichtung umfasst insbesondere einen Zylinder, einen darin beweglichen Kolben und eine Dichtung zwischen Kolben und Zylinder. Die Rückstellkraft auf den Kolben, also zur Verschiebung des Kolbens weg von dem ersten Trägerelement, kann aus der Dichtung selbst hervorgehen oder der Kolben kann über ein am ersten Trägerelement angeordnetes Federelement zurückgedrückt werden.

Der Kolben oder der Ausrücker können an einer Kontaktfläche zum ersten Trägerelement (oder zu einem Zwischenelement) ballig ausgeführt sein, so dass eine leichte Kippbewegung des Kolbens, des Ausrückers und/ oder des ersten Trägerelements zum Ausgleich von Verformungs- bzw. Topfungseffekten ermöglicht wird.

Die Bremsvorrichtung kann eine Hydraulikeinrichtung zur Erzeugung der Bremskraft bzw. Anpresskraft aufweisen. Die Hydraulikeinrichtung erzeugt die Bremskraft vorzugsweise über einen Druckunterschied eines Fluids, insbesondere Öl. Vorzugsweise ist die Bremsvorrichtung für die Radnabenantriebsanordnung als eine hydraulisch betätigbare Bremse ausgebildet. Beispielsweise kann die Bremsvorrichtung durch eine hydraulische Betätigung, z.B. Bremspedal, betätigt werden.

Alternativ kann eine elektromechanische wirkende Betätigungseinrichtung vorgesehen sein, wobei der Kolben bzw. Ausrücker über einen elektrischen Motor verlagert wird, z. B. über eine bekannte Schrägscheibe. Der Motor kann dabei innerhalb oder auch außerhalb des Gehäuseabschnitts angeordnet sein.

Die von der Betätigungseinrichtung erzeugte Anpresskraft/ Bremskraft kann z. B. über einen Drucktopf zu dem mindestens einen ersten Trägerelement übertragbar sein und/oder übertragen werden. Der Drucktopf ist vorzugsweise tellerförmig ausgebildet und koaxial und/oder konzentrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnet. Der Drucktopf weist vorzugsweise einen Innen- und einen Außendurchmesser auf, wobei das erste Trägerelement oder das Zwischenelement an dem Außenumfang des Drucktopfes angrenzend angeordnet und die Hydraulikeinrichtung an dem Innendurchmesser des Drucktopfes angrenzend angeordnet ist. Der Drucktopf überträgt vorzugsweise die Bremskraft in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse von der Hydraulikeinrichtung auf das erste Trägerelement. Insbesondere ist der Drucktopf als eine federelastische Scheibe ausgebildet, wobei die Bremskraft von dem Drucktopf umlaufend auf das erste Trägerelement übertragen wird und/oder übertragbar ist. Beispielsweise drückt der Drucktopf auf eine in die axiale Richtung weisende Rückseitenfläche des erste Trägerelements, wobei auf der davon abgewandten (Vorder-)Seitenfläche der Belag auf die Bremsscheibe pressbar ist.

Es kann eine bekannte Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Drucktopfes vorgesehen sein. Die Vorspanneinrichtung weist vorzugsweise eine oder mehrere Federelemente zum Erzeugen und/ oder Speichern einer Vorspannkraft auf, wobei das Federelemente sich vorzugsweise an dem Drucktopf abstützt. Die Vorspanneinrichtung wirkt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse der Hubbewegung eines Kolbens der Betätigungseinrichtung entgegen. Beispielsweise wird das Federelement beim Ausrücken des Kolbens aus dem Zylinder durch das axiale Verschieben des Drucktopfes gespannt, wobei bei Freigabe der Bremsvorrichtung der Drucktopf durch die gespeicherte Vorspannkraft des Federelements den Kolben zurück in den Zylinder schiebt.

Das zweite Trägerelement ist an dem Gehäuseabschnitt entgegen der Bremskraft abstützend angeordnet. Insbesondere stützt sich das zweite Trägerelement in axialer Richtung an dem Gehäuseabschnitt ab. Bevorzugt ist das zweite Trägerelement kraftschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt verbunden. Insbesondere ist das zweite Trägerelement positionsfest an dem Gehäuseabschnitt angeordnet.

Insbesondere drückt das erste Trägerelement in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse gegen die Bremsscheibe, wobei die Bremsscheibe gegen das positionsfeste zweite Trägerelement verschiebbar ist, wobei die Bremsscheibe zwischen den Belägen des ersten und des zweiten Trägerelements eingeklemmt wird und/oder einklemmbar ist.

Es wird weiter eine Radnabenantriebsanordnung vorgeschlagen, zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb und eine davon antreibbare Antriebswelle mit einer sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Drehachse zur Verbindung mit (nur) einem Rad eines Kraftfahrzeuges, wobei der elektrische Antrieb und zumindest teilweise die Antriebswelle in einem Gehäuse angeordnet sind. Die Radnabenantriebsanordnung weist die beschriebene Bremsvorrichtung zum bedarfsweisen Abbremsen der Antriebswelle auf.

Die Bremsvorrichtung kann über den Gehäuseabschnitt an der Radnabenantriebsanordnung angeordnet werden. Insbesondere ist der Gehäuseabschnitt mit einem Gehäuse der Radnabenantriebsanordnung verbunden und/ oder in dem Gehäuse des Radnabenantriebs zumindest teilweise oder vollständig integriert. Insbesondere bildet der Gehäuseabschnitt einen Bauraum in der Radnabenantriebsanordnung, in der die Bremsvorrichtung ausgebildet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist der Gehäuseabschnitt zum Abschließen eines Bauraums der Radnabenantriebsanordnung, beispielsweise dem Bauraum für den Antrieb, ausgebildet.

Die Radnabenantriebsanordnung ist insbesondere als ein elektrischer Radnabenantrieb für ein Kraftfahrzeug ausgebildet, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, wobei die Radnabenantriebsanordnung an einem oder jeweils an jedem Rad, vorzugsweise an (allen) vier Rädern, des Kraftfahrzeuges zum Antreiben des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Die Radnabenantriebsanordnung weist vorzugsweise einen elektrischen Antrieb (eine elektrische Maschine) zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments auf. Die Radnabenantriebsanordnung ist vorzugsweise innerhalb des Rades, insbesondere innerhalb einer Radfelge, des Kraftfahrzeuges verbaut bzw. verbaubar.

Die Radnabenantriebsanordnung kann in bekannter Weise ein Getriebe umfassen, über das der elektrische Antrieb mit der Antriebswelle verbunden ist.

Die Ausführungen zu der Bremsvorrichtung gelten insbesondere für die Radantriebsvorrichtung und umgekehrt.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach Vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen: Fig. 1 : ein Kraftfahrzeug mit einer Radantriebsanordnung in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt und einen vergrößerten Ausschnitt der Bremsvorrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 2: die Bremsvorrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 3: die mit dem Nabenteil verbundene Bremsscheibe, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 4: die Baugruppe nach Fig. 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht, im

Schnitt;

Fig. 5: die Baugruppe nach Fig. 3 und 4 in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 6: die Bremsvorrichtung nach Fig. 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt; und

Fig. 7: die Bremsvorrichtung nach Fig. 6 mit einem Antrieb der

Betätigungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht.

Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 23 mit einer Radnabenantriebsanordnung 2 in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt und einen vergrößerten Ausschnitt der Bremsvorrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Das Kraftfahrzeug 23 ist als ein Elektromobil oder ein Elektroauto ausgebildet. Der Radnabenantriebsanordnung 2 dient dabei zum Antrieb und zum Bremsen eines Rads 22 des Kraftfahrzeuges 23. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug 23 mindesten zwei, vorzugsweise genau vier, Räder 22 auf, die jeweils über eine separaten Radnabenantriebanordnung 2 angetrieben bzw. abgebremst werden können.

Die Radnabenantriebsanordnung 2 umfasst einen elektrischen Antrieb 21 und eine davon antreibbare Antriebswelle 3 mit einer sich entlang einer axialen Richtung 4 erstreckenden Drehachse 5 zur Verbindung mit einem Rad 22 des Kraftfahrzeuges 23, wobei der elektrische Antrieb 21 und die Antriebswelle 3 in dem Gehäuse 24 der Radnabenantriebsanordnung 2 angeordnet sind. Die Radnabenantriebsanordnung 2 weist die Bremsvorrichtung 1 zum bedarfsweisen Abbremsen der Antriebswelle 3 an?.

Die Bremsvorrichtung 1 weist einen Gehäuseabschnitt 6 zum Unterbringen der Bremsvorrichtung 1 und zum Tragen der Bremsvorrichtung 1 an der Radnabenantriebsanordnung 2 auf. Der Gehäuseabschnitt 6 ist teller- und/oder topfförmig ausgebildet und um eine Drehachse 5 ausgebildet. Beispielsweise ist der Gehäuseabschnitt 6 rotationssymmetrisch um die Drehachse 5 ausgebildet, wobei die Drehachse 5 koaxial zu der Antriebswelle 3 der Radnabenantriebsanordnung 2 und des Rades 22 angeordnet ist. Der Gehäuseabschnitt 6 ist zum Anflanschen der Bremsvorrichtung 1 an die Radnabenantriebsanordnung 2 ausgebildet. Der Gehäuseabschnitt 6 ist in der radialen Richtung 26 nach außen teilweise offen ausgeführt (siehe auch Fig. 7). Die Anordnung und Ausführung eines Gehäuseabschnitts 6 an der Radnabenantriebsanordnung 2 ist grundsätzlich bekannt.

Fig. 2 zeigt die Bremsvorrichtung 1 nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Bremsvorrichtung 1 umfasst einen Gehäuseabschnitt 6 zum Anordnen der Bremsvorrichtung 1 an der Radnabenantriebsanordnung 2. Weiter umfasst die Bremsvorrichtung 1 in dem Gehäuseabschnitt 6, zur Anordnung auf der Antriebswelle 3, koaxial zur Drehachse 5 sowie entlang der axialen Richtung 4 nebeneinander angeordnet ein erstes Trägerelement 7, eine Bremsscheibe 8 sowie ein zweites Trägerelement 9 auf. Jedes Trägerelement 7, 9 weist einen der Bremsscheibe 8 zugewandten Belag 10 zur Kontaktierung der in der axialen Richtung 4 weisenden Stirnflächen der Bremsscheibe 9 auf. Die Bremsvorrichtung 1 weist eine Betätigungseinrichtung 11 zur Verlagerung des ersten Trägerelements 7 entlang der axialen Richtung 4 hin zu dem zweiten Trägerelement 9 auf. Die Bremsscheibe 8 ist über ein in der axialen Richtung 4 elastisch verformbares Element 12 mit einem Nabenteil 13 drehfest verbunden, wobei das Nabenteil 13 gegenüber einer Umfangsrichtung 14 formschlüssig mit der Antriebswelle 3 verbunden ist.

Die Trägerelemente 7, 9 sind drehfest mit dem Gehäuseabschnitt 6 verbunden. Die Bremsscheibe 8 ist gegenüber den Trägerelementen 7, 9 und gegenüber dem Gehäuseabschnitt 6 drehbar in der Bremsvorrichtung 1 angeordnet und über das Nabenteil 13 gegenüber der Umfangsrichtung 14 drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden. Über die Betätigung der Betätigungseinrichtung 11 ist die Bremsscheibe 8 einstellbar zwischen den Trägerelementen 7, 9 klemmbar, so dass ein Drehmoment über die Trägerelemente 7, 9 an dem Gehäuseabschnitt 6 abstützbar ist. Damit kann über die Bremsvorrichtung 1 ein Drehmoment der Antriebswelle 3 über das Nabenteil 13 und die Bremsscheibe 8 übertragen und über die Trägerelemente 7, 9 an dem Gehäuseabschnitt 6 abgestützt werden, so dass die Antriebswelle 3 bei betätigter Bremsvorrichtung 1 abgebremst werden kann.

Beim Betätigen der Bremsvorrichtung 1 wird ein in der Umfangsrichtung 14 wirkendes Drehmoment zwischen dem Nabenteil 13 und der Antriebswelle 3 übertragen, wobei zwischen Nabenteil 13 und Antriebswelle 3 in einer dort vorliegenden Keilverzahnung 27 Reibkräfte (Verschiebereibung) auftreten. Diese Reibkräfte haben zur Folge, dass der Reibkontakt zwischen der Bremsscheibe 8 und dem gegenüber der axialen Richtung 4 feststehenden zweiten Trägerelement 9 nur mit einer reduzierten Anpresskraft beaufschlagt werden kann.

Fig. 3 zeigt die mit dem Nabenteil 13 verbundene Bremsscheibe 8, in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 4 zeigt die Baugruppe nach Fig. 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht, im Schnitt. Die Fig. 5 zeigt die Baugruppe nach Fig. 3 und 4 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Figuren 3 bis 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 wird verwiesen.

Die mit der Antriebswelle 3 gegenüber der Umfangsrichtung 14 drehbar in dem Gehäuseabschnitt 6 angeordneten Komponenten sind die Bremsscheibe 8 als thermische Masse, das Nabenteil 13, eine Mehrzahl von Elementen 12 und Niete als Befestigungselemente 28 zur Verbindung der Bremsscheibe 8 mit den Elementen 12 und zur Verbindung der Elemente 12 mit dem Nabenteil 13.

Die Elemente 12 ermöglichen eine Verschiebung der Bremsscheibe 8 entlang der axialen Richtung 4 relativ zum Nabenteil 13 beim Betätigen der Bremsvorrichtung 1 durch die Betätigungseinrichtung 11.

Aufgrund der in der axialen Richtung 4 beweglich an dem Nabenteil 13 angebundenen Bremsscheibe 8, kann diese ohne Verschiebereibung entlang der axialen Richtung 4 verlagert werden, so dass zusätzlich Winkelversätze oder Bauteilschiefstellungen ausgeglichen werden können. Damit können eine aufgrund der Schiefstellung auftretende ungleichmäßige Krafteinleitung sowie Geräusche verhindern werden.

Infolge der Verhinderung von Verschiebereibung beim Betätigen der Bremsvorrichtung 1 muss kein Verlust von Anpresskraft hingenommen werden, so dass auch eine verbesserte Regelbarkeit der Anpresskraft erreicht werden kann.

Die Elemente 12 sind Federbleche, die über erste Verbindungen 15 mit der Bremsscheibe 8 und über zweite Verbindungen 16 mit dem Nabenteil 13 verbunden sind.

Jedes Element 12 ist über zwei erste Verbindungen 15, die entlang der Umfangsrichtung 14 voneinander beabstandet angeordnet sind, mit der Bremsscheibe 8 verbunden. Zwischen den zwei ersten Verbindungen 15 sind zwei benachbart zueinander angeordnete zweite Verbindungen 16 angeordnet, über die jedes Element 12 mit dem Nabenteil 13 verbunden ist. Es sind in der Umfangsrichtung 14 verteilt mehrere Elemente 12 vorgesehen, wobei jedes Element 12 entlang der Umfangsrichtung 14 zunächst über eine erste Verbindung 15 mit der Bremsscheibe 8, dann über zwei zweite Verbindungen 16 mit dem Nabenteil 13 und dann über eine weitere erste Verbindung 15 wieder mit der Bremsscheibe 8 verbunden ist.

Die ersten Verbindungen 15 und die zweiten Verbindungen 16 sind entlang der Umfangsrichtung 14 beabstandet voneinander angeordnet, so dass das Federblech zwischen der ersten Verbindung 15 und der zweiten Verbindung 16 zumindest gegenüber der axialen Richtung 4 elastisch verformbar ist. Erste Verbindungen 15 und zweite Verbindungen 16 sind entlang der Umfangsrichtung 14 abwechselnd vorgesehen. Erkennbar sind erste Verbindungen 15 und zweite Verbindungen 16 über einen Winkelbereich von ungefähr 40 Winkelgrad entlang der Umfangsrichtung 14 voneinander beabstandet angeordnet.

Die ersten Verbindungen 15 und die zweiten Verbindungen 16 sind auf einem gemeinsamen Radius bzw. in einem zumindest überlappenden Radiusbereich relativ zur Drehachse 5 angeordnet. Die Elemente 12 erstrecken sich zwischen der ersten Verbindung 15 und der zweiten Verbindung 16 im Wesentlichen ausschließlich entlang der Umfangsrichtung 14.

Das Nabenteil 13 und die Bremsscheibe 8 sind formstabile, also bei den üblichen Betriebsbedingungen der Bremsvorrichtung 1 nicht verformbare Bauteile. Demgegenüber sind die Elemente 12 zumindest gegenüber der axialen Richtung 4 elastisch verformbar.

Die Bremsscheibe 8 ist über die Elemente 12 an einem Anschlag 17 des Nabenteils 13 gegenüber der axialen Richtung 4 vorgespannt angeordnet. Der Anschlag 17 ist ein Absatz an dem Nabenteil 13, der in der radialen Richtung 26 eine Überlappung mit der Bremsscheibe 8 ausbildet. Über die Elemente 12 wird die Bremsscheibe 8 im unbelasteten Zustand der Bremsscheibe 8 (keine äußeren Kräfte liegen vor) gegen den Anschlag 17 gepresst (vorgespannt angeordnet). Die Vorspannung ist der von der Betätigungseinrichtung 11 ausgehenden Betätigungskraft entgegengerichtet, d. h. die Bremsscheibe 8 wird durch die Betätigungseinrichtung 11 entlang der axialen Richtung 4 gegenüber dem Nabenteil 13 verschoben, so dass sich ein Spalt zwischen dem Anschlag 17 und der Bremsscheibe 8 ausbildet.

Fig. 6 zeigt die Bremsvorrichtung 1 nach Fig. 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt. Fig. 7 zeigt die Bremsvorrichtung 1 nach Fig. 6 mit einem Antrieb der Betätigungseinrichtung 11 in einer perspektivischen Ansicht. Die Fig. 6 und 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 5 wird verwiesen.

Das zweite Trägerelement 9 stützt sich an dem Gehäuseabschnitt 6 gegenüber der axialen Richtung 4 ab. Dabei stützt sich das zweite Trägerelement 9 über einen, in der Umfangsrichtung 14 umlaufend ausgeführten, Nocken 29 des Gehäuseabschnitts 6 an dem Gehäuseabschnitt 6 ab. Der Nocken 29 ist an der Kontaktfläche mit dem zweiten Trägerelement 9 ballig ausgeführt, so dass eine Kippbewegung des zweiten Trägerelements 9 zum Ausgleich von Verformungs- und/ oder Topfungseffekten möglich ist.

Zumindest das zweite Trägerelement 9 ist über mindestens eine Blattfeder 18 (nur angedeutet, aber grundsätzlich bekannt) mit dem Gehäuseabschnitt 6 verbunden. Die Blattfeder 18 erstreckt sich zwischen dem Gehäuseabschnitt 6 und dem zweiten Trägerelement 9 im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung 14. Über die Blattfeder 18 kann z. B. eine Zentrierung des Trägerelements 9 gegenüber der Drehachse 5 erreicht werden, so dass eine Verschiebereibung zwischen dem Gehäuseabschnitt 6 und dem Trägerelement 9 verhindert werden kann. Weiter kann über die Blattfeder 18 eine gegenüber der axialen Richtung 4 spielfreie, z. B. vorgespannte Anordnung des Trägerelements 9, z. B. an oder gegenüber dem Gehäuseabschnitt 6 gewährleistet werden.

Die Trägerelemente 7, 9 und die Beläge 10 sind kreisringförmig ausgebildet. Jeder Belag 10 ist form- oder stoffschlüssig mit dem Trägerelement 7, 9 verbunden und ist als Kreisring (also umlaufend) ausgeführt.

Zwischen dem zweiten Trägerelement 9 und dem Gehäuseabschnitt 6 oder zwischen dem ersten Trägerelement 7 und der Betätigungseinrichtung 11 kann ein scheibenförmiges Zwischenelement 19 zur Übertragung von zumindest in der axialen Richtung 4 wirkenden (Anpress-)Kräften angeordnet sein (hier nur angedeutet).

Insbesondere weist die Bremsscheibe 8 eine Kanalstruktur 20 auf zur Durchströmung der Bremsscheibe 8 mit einem Kühlfluid. Das Kühlfluid ist Umgebungsluft. Die Bremsscheibe 8 ist innenbelüftet ausgeführt, so dass Wärme aus der Bremsscheibe 8 besser abgeführt werden kann.

Die Betätigungseinrichtung 11 weist einen Einkolbenausrücker auf. Die Betätigungseinrichtung 11 wird elektrisch betätigt.

Die Betätigungseinrichtung 11 ist teilweise im Gehäuseabschnitt 6 integriert und teilweise außerhalb des Gehäuseabschnitts 6 angeordnet. Bei einer Betätigung der Betätigungseinrichtung 11 wird ein Kolben 30 mit Druck (durch elektromechanische Verlagerung) beaufschlagt und entlang der axialen Richtung 4 verschoben, so dass eine Anpresskraft der Betätigungseinrichtung 11 auf das erste Trägerelement 7 wirkt. Die Bremsscheibe 8 wird durch das erste Trägerelement 7 gegen das zweite Trägerelement 9 gepresst und so die Bremsscheibe 8 dazwischen eingeklemmt. Die Betätigungs- bzw. Anpresskraft wird über den einen Kolben 30 und den zugehörigen Zylinder 31 und letztendlich über den Gehäuseabschnitt 6 abgestützt. Dazu ist der Zylinder 31 der Betätigungseinrichtung 11 in der Wandung des Gehäuseabschnitts 6 eingeschraubt bzw. darin befestigt angeordnet.

Die Betätigungseinrichtung 11 umfasst einen Zylinder 31, einen darin beweglichen Kolben 30 und eine Dichtung 32 zwischen Kolben 30 und Zylinder 31. Die Rückstellkraft auf den Kolben 30, also zur Verschiebung des Kolbens 30 weg von dem ersten Trägerelement 7, geht aus der Dichtung 32 selbst hervor.

Es ist eine elektromechanische wirkende Betätigungseinrichtung 11 vorgesehen, wobei der Kolben 30 bzw. Ausrücker über einen elektrischen Motor 25 verlagert wird, z. B. über eine bekannte Schrägscheibe. Der Motor 25 ist außerhalb des Gehäuseabschnitts 6 angeordnet.

Bezuqszeichenliste Bremsvorrichtung Radnabenantriebsanordnung Antriebswelle axiale Richtung Drehachse Gehäuseabschnitt erstes Trägerelement Bremsscheibe zweites Trägerelement Belag Betätigungseinrichtung Element Nabenteil Umfangsrichtung erste Verbindung zweite Verbindung Anschlag Blattfeder Zwischenelement Kanalstruktur Antrieb Rad Kraftfahrzeug Gehäuse Motor radiale Richtung Keilverzahnung Befestigungselement Nocken Kolben Zylinder 32 Dichtung