用于车辆的制动单元、包括该制动单元的制动装置以及包括该制动单元和/或该制动装置的车辆的制作方法

1.本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于车辆的制动单元。本发明还涉及包括该制动单元的制动装置，并且涉及包括该制动单元和/或包括该制动装置的车辆。


背景技术：

2.在人力车辆、例如自行车等中，习惯上使用鼓式制动器、盘式制动器或蹄式制动器。每种制动系统在制动效果、系统成本和维修方便等方面具有不同的优点。
3.例如，出版物de 200 16 878 u1描述了一种脚踏踏板车，该脚踏踏板车具有呈液压致动盘式制动器形式的制动装置。该制动装置具有以不可旋转的方式连接至轮的制动盘和固定至脚踏踏板车的车架的制动钳，其中，制动钳包括作用在制动盘上的制动衬块。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提出一种用于车辆的具有改进结构的制动单元。该目的通过具有权利要求1的特征的制动单元、通过具有权利要求9的特征的制动装置以及通过具有权利要求10的特征的车辆来实现。本发明的优选的或有利的实施方式由从属权利要求、以下描述和附图产生。
5.本发明涉及一种适用于和/或设计成用于车辆的制动单元。特别地，车辆被设计为单轨车辆或多轨车辆。优选地，车辆被设计为电动车辆。例如，车辆是小型电动车辆，其中“小型电动车辆”是指没有座椅的车辆或者有或没有座椅的自平衡车辆。
6.优选地，车辆被设计为小型或微型车辆或者被设计为电动车辆。优选地，车辆具有至少一个轮。仅具有一个轮的车辆可以构造为电动单轮车，例如，构造为所谓的单轮车或独轮车。优选地，具有两个或更多个轮的车辆被设计为踏板车，特别地，设计为电动摩托车，设计为电动马达踏板车，设计为电动脚踏踏板车、电动踏板车例如电踏板车，设计为电动代步车(segway)、悬浮滑板、浮板、滑板、长板等。替代性地，车辆可以被设计为自行车，特别地，设计为电动自行车、例如设计为电动脚踏车或设计为电动自行车。车辆可以替代性地被设计为多轨自行车，特别是具有三个或更多个轮的多轨自行车。例如，车辆可以是运输脚踏车或货运脚踏车，特别是机动的或电动的运输脚踏车或货运脚踏车，更具体地是三轮或四轮电动车或人力车，特别是有或没有车顶的三轮或四轮电动车或人力车、或者小型踏板车。
7.车辆可以包括制动单元中的一个或更多个制动单元。制动单元具有壳体，其中，壳体以固定的和/或不可旋转的方式布置和/或可以布置在车辆上。优选地，壳体与车辆的轮轴同轴地布置。特别地，轮轴穿过壳体。为此，壳体例如具有用于接纳轮轴的贯通开口。
8.制动单元具有用于产生液压力的液压单元。此外，制动单元具有制动元件单元，制动元件单元形成或支承用于车辆的制动装置中的制动伙伴。特别地，制动元件单元形成固定的制动伙伴，其中，旋转的制动伙伴以不可旋转的方式连接至车辆的轮。
9.制动单元具有主轴线，主轴线被理解为结构性的和/或假想的辅助轴线。主轴线可
以例如由壳体限定，特别地，由贯通开口或轮轴限定。替代性地，主轴线可以由液压单元限定，特别地，主轴线可以与活塞和/或汽缸同轴。替代性地或附加地，主轴线可以由制动元件单元限定。
10.设置的是，液压单元使制动元件单元相对于壳体在轴向方向上移动以产生制动力。特别地，制动力从作为固定的制动伙伴的制动元件单元传输至旋转的制动伙伴。例如，液压单元的汽缸可以操作性地连接至壳体并且液压单元的活塞可以操作性地连接至制动元件单元。特别优选地，汽缸连接至壳体并且活塞以固定的或形状配合的方式连接至制动本体装置。
11.制动单元具有导引单元，该导引单元在制动元件单元相对于壳体轴向移动时沿径向方向、特别是相对于主轴线沿径向方向导引制动元件单元。这例如防止了制动元件单元与壳体之间的倾斜。
12.在本发明的上下文中，提出了导引单元具有主导引件和辅助导引件。因此，导引单元具有至少或正好两个导引件。设置的是，主导引件和辅助导引件相对于主轴线偏心地布置。特别地，主导引件和辅助导引件不是同轴安置，而是偏离主轴线安置。
13.在此，本发明考虑的是，当制动力从固定的制动伙伴传输至固定的制动伙伴中的旋转的制动伙伴时，除了轴向力、特别是除了制动力或对应的反作用力之外，绕主轴线的扭矩被引入到制动元件单元中。为了避免制动元件单元相对于壳体倾斜或扭曲，建议为导引单元配备至少或正好两个分开的单独的导引件。
14.如果制动元件单元具有制动表面，则可以特别有利地使用本发明，该制动表面相对于主轴线周向地、特别是不间断地或基本不间断地形成。特别地，制动表面被设计为连续的圆环。通常，制动表面可以有通风孔、安装孔等。替代性地或附加地，液压单元可以具有环形空间和环形活塞，环形活塞布置在环形空间中。用于致动环形活塞的液压流体布置在环形空间中。环形空间和环形活塞相对于主轴线周向地形成。这两种替代方案都反映了如下事实：就制动表面而言，制动单元不是以分段的方式设计的，而是绕主轴线延伸超过360
°
。通过根据本发明的导引装置可以特别有效地转移由该构造性实施方式引入的扭矩。
15.在本发明的优选的构造性实施方式中，主导引件具有第一径向间隙，并且辅助导引件具有第二径向间隙。径向间隙可以在主导引件和辅助导引件中被局部地测量。如果主导引件和/或辅助导引件设计成旋转对称的，则径向间隙可以相对于主导引件和辅助导引件在每个方向上被局部地测量。替代性地或附加地，径向间隙可以在绕主轴线旋转的方向上被测量。因此，旋转方向上的扭矩主要由主导引件吸收，并且其次由辅助导引件吸收。这使得扭矩被安全地转移。另一方面，不同的径向间隙确保了制动单元在绕主轴线旋转的方向上不会被过度限定，因此即使在不同温度下也能防止制动元件单元的卡滞等。
16.在优选的构造性实施方式中，主导引件具有第一轴部段，该第一轴部段布置在制动元件单元上，并且特别地形成制动元件单元的一部分。此外，主导引件具有第一导引部段，该第一导引部段布置在壳体上，并且特别地形成壳体的一部分。第一轴部段同轴地布置在第一导引部段中并且由第一导引部段导引。替代性地或附加地，辅助导引件具有第二轴部段，该第二轴部段布置在制动元件单元上，并且特别地形成制动元件单元的一部分。此外，辅助导引件具有第二导引部段，该第二导引部段布置在壳体上，并且特别地形成壳体的一部分。第二轴部段同轴地布置在第二导引部段中并且由第二导引部段导引。第二径向间
隙在第二轴部段与第二导引部段之间被测量，优选地在绕主轴线或者替代性地绕其自身的中央轴线旋转的方向上被测量。优选地，导引区域中的轴部段和/或导引部段被设计成旋转对称的。
17.可以设置的是，每个轴部段各自具有用于与导引部段接触的导引表面，即第一导引表面和第二导引表面。这种构型的优点是使用的部件或零件非常少。另一方面，轴部段或导引部段必须由适合该功能的相应的材料制成。替代性地，特别优选的是，在第一轴部段上安置有第一导引套筒，该第一导引套筒提供第一导引表面。替代性地或附加地，第二轴部段具有第二导引套筒，该第二导引套筒提供第二导引表面。特别地，第一导引套筒和/或第二导引套筒被设计为直的中空筒形件。使用导引套筒可以提供坚硬的并且因此低磨损的导引表面，但是制动元件单元的轴部段可以由任何材料形成。
18.第一径向间隙在第一导引表面、特别地在第一轴部段或(如果存在)第一导引套筒与第一导引部段之间被测量，优选地在绕主轴线或者替代性地绕其自身的中央轴线旋转的方向上被测量。第二径向间隙在第二导引表面、特别地在第二轴部段或(如果存在)第二导引套筒与第二导引部段之间被测量，优选地在绕主轴线或者替代性地绕其自身的中央轴线旋转的方向上被测量。
19.在本发明的另一优选的实施方式中，壳体具有壳体基体。壳体基体例如可以通过铝压铸制造而成。特别优选的是，第一导引部段和/或第二导引部段由壳体基体一体地形成。这意味着导引部段由压铸铝的一部分形成，并且因此可以低成本制造。替代性地或附加地，制动元件单元具有制动基体。制动基体例如可以通过铝压铸制造而成。特别优选的是，第一轴部段和/或第二轴部段由制动基体一体地形成。这意味着轴部段由压铸铝的一部分形成，并且因此可以低成本制造。
20.在一个可能的构造性实施方式中，制动元件单元具有力分配板。力分配板特别地被实施为由金属制成的金属薄板。力分配板操作性地连接至液压单元。特别优选地，力分配板具有用于环形活塞或用于抵靠环形活塞支承的适配件的接触表面。力分配板经由第一轴部段、第二轴部段并且还经由至少或正好一个第三轴部段连接至制动元件。优选地，力分配板经由至少或正好三个轴部段连接至制动基体。
21.在优选的构造性实施方式中，可以设置的是，三个轴部段在旋转方向上有规律地分布以便将制动力尽可能均匀地引入到制动元件单元中。第三轴部段在径向方向和/或旋转方向上以比第一径向间隙和/或第二径向间隙更大的径向间隙被导引或者根本不被导引。
22.在本发明另一优选的实施方式中，制动单元具有用于使制动元件单元复位的复位单元。复位单元具有第一复位弹簧、第二复位弹簧和第三复位弹簧。第一复位弹簧被分配给主导引件，第二复位弹簧被分配给辅助导引件，并且第三复位弹簧被分配给第三轴部段。这样，在制动过程之后也均匀地引入了回复力。在一侧，复位弹簧和/或复位单元支承在壳体上，而在另一侧，复位弹簧和/或复位单元优选地支承在制动基体上。
23.本发明的另一目的涉及一种用于车辆的制动装置，其中，制动装置具有如前所述的制动单元。特别优选地，制动元件单元具有制动盘，其中，制动盘由金属制成。此外，制动装置具有制动衬块，其中，制动衬块以不可旋转的方式连接至车辆的轮。优选地，制动衬块也被设计成圆形形状。
24.本发明的另一目的涉及一种具有如前所述的制动单元和/或制动装置的车辆。该车辆意在是电动摩托车或电动踏板车。特别优选的是，车辆具有电动马达，其中，电动马达布置在轮中，形成轮和/或被设计为轮毂马达。
附图说明
25.在以下对本发明的优选实施方式的描述中阐述了本发明的其他特征、优点和效果。在附图中：
26.图1示出了作为本发明的实施方式的具有制动单元的车辆的三维图示。
27.图2示出了作为本发明的另一实施方式的图1的制动单元的示意性截面图。
28.图3示出了来自图1的制动单元的三维轴向示意图示。
29.彼此对应或相同的部件在图中标有相同的附图标记。
具体实施方式
30.图1示出了车辆1的三维图示，其中，车辆1被设计为电动摩托车、电动脚踏踏板车或电动踏板车、也被称为电踏板车。为此，车辆1具有轮模块2，该轮模块具有形成车辆1的前轮的轮3。特别地，轮模块2用于以电动的方式驱动车辆1。此外，车辆1具有后轮4、特别是无动力后轮，该后轮以可旋转的方式安装在车辆1的车架5上。
31.车辆1具有轮叉6，其中，轮模块2以可旋转的方式安装在轮叉6中。轮叉6经由车把7枢转地连接至框架5，使得轮模块2可以经由车把7枢转以使车辆1转向。
32.轮模块2的轮3具有轮辋8和轮胎9，轮胎9布置在轮辋8上。例如，轮辋8被设计为钢辋、铝辋或塑料辋。例如，轮胎9被设计为填充有空气的橡胶轮胎。
33.轮模块3具有轮轴10，该轮轴以其纵向轴线限定主轴线h。轮3布置成使得其旋转轴线与轮轴10同轴。轮轴10固定至轮叉6，其中，轮辋8经由两个轴承装置例如滚动轴承以可旋转的方式安装在轮轴10上。
34.为了驱动轮3，轮模块2具有一体地结合到轮辋8中的驱动装置11、例如电动马达。驱动装置11具有定子，该定子以不可旋转的方式连接至轮轴10并且在相对于主轴线h的轴向方向上布置在两个轴承装置之间。此外，驱动装置12具有转子，该转子以不可旋转的方式连接至轮辋8。在车辆1的驱动操作中，轮辋8由驱动装置11驱动，其中，轮3绕主轴线h旋转。
35.轮模块2具有制动装置12，该制动装置用于向轮3传输制动扭矩。制动装置12被设计为摩擦制动器并且布置在轮辋8的一侧和/或操作性地连接至轮辋8。
36.制动装置12具有作为一个制动伙伴的环形制动衬块、特别是围绕主轴线h延伸的环形制动衬块以及作为另一制动伙伴的制动盘13(图2)，其中，制动衬块和制动盘13相对于主轴线h彼此同轴布置。制动衬块在轮辋8的轴向端面上相对于主轴线h是不可旋转的，使得制动衬块在驱动操作期间由轮辋8一起带动并绕主轴线h旋转。制动盘13能够沿轴向方向ar朝向制动衬块移动并且能够沿轴向相反方向gr远离制动衬块移动。在绕主轴线h的旋转方向上，制动盘13以不可旋转的方式联接至轮轴10或轮叉6。
37.在制动装置12的致动状态下，制动盘13与制动衬块接触，使得形成摩擦连接以通过制动盘13与制动衬块之间的摩擦对旋转轮3进行制动。
38.图2示出了穿过制动单元14的示意性纵向截面，其中，制动单元14形成制动装置12
的叉固定部分，特别地，制动单元14承载制动盘13并且使制动盘沿轴向方向ar和相反方向gr移位。
39.制动单元14具有壳体15，其中，壳体15与主轴线h同轴布置并且以不可旋转的方式布置在轮叉6上。制动单元14具有液压单元16，其中，液压单元16布置在、特别地一体地结合在壳体15中。
40.液压单元16具有连接件17，通过该连接件可以向液压单元施加液压压力。连接件17流体连接至作为压力室的环形空间18，其中，环形空间18形成液压单元16的汽缸。环形空间18与主轴线h同轴地布置。环形活塞19布置在环形空间18中，其中，作为环形空间18中的筒形件的环形活塞19可以沿轴向方向ar液压地移位。环形活塞19在轴向方向上构造成两部分。壳体15具有用于接纳轮轴10的接纳部段20，其中，接纳部段20形成环形空间18的内壁。此外，壳体15具有外壁21，其中，外壁21在外侧径向定界环形空间18。接纳部段20和外壁21形成为一体的壳体基体22。
41.制动单元14具有制动元件单元23，其中，制动元件单元23承载制动盘13并且通过液压单元16与制动盘一起沿轴向方向ar或沿轴向相反方向gr移位。制动元件单元23具有力分配板24，其中，出于稳定性的原因，该力分配板被设计为具有轴环的器件。在径向内部区域中，力分配板24靠在环形活塞19上，使得力分配板24在环形活塞19的轴向运动期间一起被带动。制动元件单元23具有制动基体25，其中，制动元件本体25支承制动盘13。制动基体25经由第一螺钉连接件26a、第二螺钉连接件26b和第三螺钉连接件26c连接至力分配板24，使得在轴向运动期间，制动基体25以及因此制动盘13沿轴向方向ar一起被带动。
42.图3以三维图示的方式示出了制动单元14的轴向平面图。然而，力分配板24在此处的图示中被省略，使得可以看到下面的部件。首先，可以再次看到环形活塞19，其中，通过密封件27保护环形活塞19免受渗透污染。其次，可以看到螺钉连接件26a、26b、26c，所述螺钉连接件彼此偏移120
°
。
43.为了在轴向方向ar的横向方向上用力分配板24和环形活塞19导引制动基体25，制动单元14具有主导引件28和辅助导引件29。主导引件28和辅助导引件29与螺钉连接件26a、26b同轴布置和/或也偏移120
°
。第三螺钉连接件26c下方没有导引件，而是仅在力分配板24与制动基体25之间固定。
44.从功能的角度来看，主导引件28的径向间隙小于辅助导引件29的径向间隙。这种设计应该有助于避免过度限定。以这种方式确保制动基体25以及因此制动盘13可以无卡滞地移动。主导引件28或辅助导引件29的其他技术效果是，在制动过程期间引入的扭矩可以绕主轴线h从制动盘13经由制动基体25传导至壳体15。径向间隙可以可选地在相应的导引件28或29上以旋转对称的方式被局部地测量；替代性地，径向间隙是在绕主轴线h的旋转方向上测量的。
45.图2示出了主导引件28的截面图，其中，辅助导引件29具有相同的设计。主导引件28具有第一轴部段30a，轴部段30a由制动基体25一体地形成。在径向内侧设置有螺纹，螺钉接合在该螺纹中以形成螺钉连接件26a。辅助导引件29具有第二轴部段30b，并且第三螺钉连接件26c具有第三轴部段30c，其中，第二轴部段30b和第三轴部段30c具有与第一轴部段30a相同的结构，因此可参照第一轴部段的描述。
46.主导引件28具有第一导引部段31a，其中，第一导引部段31a接纳第一轴部段30a。
特别地，第一导引部段31a与第一轴部段30a同轴且同心地布置。辅助导引件29具有第二导引部段31b，并且第三螺钉连接件26c具有第三导引部段31c，其中，第二导引部段31b和第三导引部段31c具有与第一导引部段31a相同的结构，因此可参照第一导引部段的描述。
47.主导引件28具有第一导引套筒32a，其中，第一导引套筒32a配装至第一轴部段30a并且为第一导引部段31a提供导引表面。辅助导引件29具有第二导引套筒32b，该第二导引套筒配装到第二轴部段30b上并且为第二导引部段31a提供第二导引表面。第三螺钉连接件26c不具有导引套筒，因此径向间隙可以可选地被描述为非常大，特别地，大于第一径向间隙和第二径向间隙，或者第三螺钉连接件26c不实施任何导引功能。
48.以这种方式，由于制动过程而从制动盘13绕主轴线h引入的扭矩随后经由制动基体25、经由主导引件28和辅助导引件29被引入到壳体15中。壳体15具有接合在轮叉6中的形状配合部段35，使得扭矩可以被转移到轮叉6中。
49.制动单元14具有复位单元33，复位单元33由三个复位弹簧34a、34b、34c形成。图2示出了第一复位弹簧34a，其设计为与主导引件18和/或与第一轴部段30a同轴布置的压缩弹簧，并且在制动盘13沿轴向方向ar的轴向运动期间被压缩。第二复位弹簧34b和第三复位弹簧34c分别与辅助导引件29同轴布置并且与第二轴部段30b同轴布置并且与第三轴部段30c同轴布置，并且在制动盘13沿轴向方向ar的轴向运动期间也被压缩。
50.一旦液压单元16中的液压压力降低，制动盘13就可以通过复位弹簧34a、34b、34c的弹簧力沿轴向相反方向gr复位。
51.附图标记列表
52.1 车辆
53.2 轮模块
54.3 轮
55.4 后轮
56.5 车架
57.6 轮叉
58.7 车把
59.8 轮辋
60.9 轮胎
61.10 轮轴
62.11 驱动装置
63.12 制动装置
64.13 制动盘
65.14 制动单元
66.15 壳体
67.16 液压单元
68.17 连接件
69.18 环形空间
70.19 环形活塞
71.20 接纳部段
72.21 外壁
73.22 壳体基体
74.23 制动元件单元
75.24 力分配板
76.25 制动基体
77.26a、26b、26c 螺钉连接件
78.27 密封件
79.28 主导引件
80.29 辅助导引件
81.30a、30b、30c 轴部段
82.31a、31b、31c 导引部段
83.32a、32b 导引套筒
84.33 复位装置
85.34a、34b、34c 复位弹簧
86.35 形状配合部段