用于车辆的车轮模块、包括车轮模块的车辆和用于制动车轮模块的旋转车轮的方法与流程

本发明涉及用于车辆、特别是用于电动摩托车或电动踏板车的车轮模块。车轮模块包括轮轴以及具有轮辋的车轮，所述轮辋可旋转地安装在轮轴上。车轮模块包括制动装置，该制动装置具有制动片和用于与制动片共同操作的制动盘。本发明还涉及具有车轮模块的车辆和制动车轮模块的旋转车轮的方法。

背景技术

两轮车辆比如脚踏踏板车或自行车经常利用盘式制动器来安全地制动车辆。

例如，公开文件DE 200 16 878 U1描述了一种具有呈液压启用的盘式制动器形式的制动装置的脚踏踏板车。制动装置包括制动钳，该制动钳附接至车架、在启用时抓持制动盘并压靠制动盘。

技术实现要素：

本发明基于提供一种节省安装空间并且适应于车轮模块的车轮尺寸的制动装置的目的。该目的通过具有权利要求1的特征的车辆的车轮模块、通过根据权利要求9的具有车轮模块的车辆、并且通过具有权利要求10的特征的制动具有车轮模块的制动装置的车轮模块的旋转车轮的方法来实现。本发明的优选或有利实施方式由以下描述和/或附图的从属权利要求得出。

提出了一种用于车辆的车轮模块。优选地，车辆具有一个或更多个车轮模块。

优选地，车辆设计为小型或微型车辆或者设计为电动车辆。优选地，车辆具有至少一个车轮模块和/或车轮。在只有一个车轮模块和/或车轮的情况下，车辆可以配置为电动独轮脚踏车，例如配置为所谓的单轮车或独轮车。在具有两个或更多个的车轮模块和/或车轮的情况下，车辆优选地设计为踏板车，特别地设计为电动摩托车、电动摩托踏板车、电动脚踏踏板车、电动踏板车例如电动脚踏车、思维车、悬浮滑板、滑板车、滑板、长板等。替代性地，车辆可以设计为自行车，特别地设计为电动自行车，例如电动助力车或电动单车。替代性地，车辆可以设计为特别地具有三个或更多个车轮的多轨自行车。例如，车辆可以是运输或货运单车，特别是机动的或电力驱动的运输或货运单车，更具体地，是三轮或四轮的电动助力车或人力车，特别是具有或不具有车顶的三轮或四轮的电动助力车或人力车，或者是带舱室的踏板车。

车轮模块具有轮轴和车轮。特别优选的是，车轮形成车辆的前轮。车轮包括轮辋并且优选地包括轮胎，轮胎布置在轮辋上。轮辋可旋转地安装在轮轴上。优选地，为此目的，提供至少一个滚动轴承装置，优选地提供两个滚动轴承装置。驱动装置特别是电动马达可以结合到车轮中以驱动车轮。

车轮模块包括用于车轮的制动装置。制动装置具有制动片和与制动片共同操作的制动盘。

根据本发明，制动盘能够轴向移动并且/或者能够沿着轮轴移位，以用于制动车轮，特别地用于与制动片共同操作。

在本发明的优选实施方式中，制动装置包括用于产生作为制动力的动能的液压装置。优选地，液压装置包括流体可以被引入其中的液压室以及可以在液压室中执行至少一个冲程的往复式活塞。

例如，液压室形成为在侧视平面图中呈环形形状。特别地，往复式活塞设计为环形活塞。

在本发明范围内，特别优选地是，液压装置附接至轮轴。特别地，液压装置在轮轴上与轮辋同心地布置。特别地，液压装置布置在轮辋的一个侧部上。有利地，在旋转车轮的制动期间产生的释放力可以因此被转移至轮轴。

为了紧固至轮轴，制动装置可以包括用于液压装置的紧固结构。优选地，紧固结构以力配合的方式例如经由过盈配合附接至轮轴。替代性地，紧固结构还可以以形状配合或材料粘结的方式连接至轮轴。优选地，液压室和另外可选的液压装置的流动通道布置在紧固结构上和/或结合在紧固结构中，其中，流体可以通过流动通道被引入液压室中。

在本发明的一个可能的建设性实施方式中，制动盘布置在往复式活塞与制动片之间。制动盘优选地与往复式活塞操作性地连接。特别地，制动盘能够通过环形活塞的冲程轴向移位，并且因此可以抵靠制动片安置和/或压靠制动片。在此，往复式活塞的动能被转化为制动力，以用于制动旋转车轮。当制动盘施加在制动片上和/或压靠制动片时，制动盘可以通过产生的摩擦力来制动旋转车轮。特别地，制动装置设计为摩擦式制动器。

优选地，制动盘可以轴向移动回至其初始位置和/或往回移位。具体地，为此目的，制动装置包括至少一个、优选地若干弹簧装置。例如，弹簧装置设计为螺旋弹簧，特别地设计为复位弹簧，并且用于产生恢复力。特别地，制动盘可以经受恢复力，并且因此移动回至其初始位置。

在本发明的另一可能实施方式中，车轮模块包括用于制动装置的壳体。例如，壳体由塑料材料或铝合金形成。在从侧面观察的平面图中，壳体是环形形状的并且具有用于轮轴的中央凹部。

在本发明的范围内优选的是，壳体至少部分地容置制动装置。优选地，壳体连接至用于液压装置的紧固结构并且/或者壳体将紧固结构至少部分地容置在其中。可选地，壳体可以形成紧固结构的一体部分。

在本发明的另一优选实施方式中，壳体将制动装置和/或轮辋的大部分或全部相对于外侧覆盖。特别地，壳体形成可视侧面，该可视侧面由于其材料可以例如借助于成形过程和/或注射模制过程以成本有效的方式设计为在视觉上吸引人的。在从车轮模块的车轮的一侧观察的俯视图中，优选地，仅可以看到可见侧面、坐置在轮辋上的轮胎和/或轮辋的径向截面。这允许制动装置以不明显的和视觉上吸引人的方式结合到车轮模块中。

在本发明的一个可能的实施方式中，制动片布置在轮辋上。特别地，制动片至少部分地覆盖轮辋的外表面。在本发明范围内还可能的是，制动片以若干部段的方式布置在轮辋上。优选地，制动片与轮辋一起旋转和/或在轮辋上旋转。

有利地，制动片在轮辋上的布置确保了制动装置的节省空间的设计。可以减少部件的数量，并且可以实现制动装置的更薄设计。特别地，制动装置不会像例如盘式制动器的普通制动蹄那样向外构建。还有利的是，制动装置可以适应车轮的尺寸、特别是轮辋的尺寸。

在本发明的优选实施方式中，制动片是环形形状的。优选地，制动片相对于轮轴径向地布置。替代性地或另外可选地，制动片在轮辋上布置成使得与轮辋同心。在本发明的范围内还可能的是，制动片以若干同心圆的方式布置在轮辋上。作为环形构型的替代方案，制动片也可以以平坦的方式应用于轮辋，特别是作为一个或多个表面部段应用于轮辋，一个或多个表面部段优选地具有与制动盘共同操作的合适的形状和/或轮廓。

在本发明的一个可能的建设性实现方式中，制动片直接应用于轮辋。优选地，制动片通过材料粘结剂连接至轮辋。例如，制动片粘合至轮辋或结合到轮辋中。

替代性地，在本发明范围内可能的是，车轮模块包括承载制动片的制动片承载件。特别地，制动片承载件布置在轮辋上，例如通过紧固装置比如螺钉、铆钉等紧固至轮辋。例如，制动片承载件形成为环，特别地形成为板状金属环。优选地，制动片承载件相对于轮轴径向布置。替代性地或另外可选地，制动片承载件在轮辋上布置成使得其与轮辋同心。

制动片优选地具有热绝缘装置的功能。特别地，制动片防止车轮暴露于来自制动装置的余热。优选地，为此目的，制动片由热绝缘材料形成。有利地，在旋转车轮的制动期间产生的热可以至少部分地保持远离轮辋和/或远离结合在车轮中的驱动装置。特别地，这可以防止由于过热导致的对车轮的损坏和/或由高温引起的驱动单元的功能故障。

本发明的可能的进一步改进方案提供了：轮辋和/或制动片承载件包括用于紧固装置的至少一个旋转锁，制动片承载件通过旋转锁紧固至轮辋。例如，至少一个旋转锁可以形成为轮辋或者制动片承载件中的轴向延伸的凹部。

根据前面的描述和/或根据权利要求1至9中的任一项，本发明的另一目的是一种具有至少一个车轮模块的车辆。优选地，车辆设计为两轮车辆，例如电动脚踏踏板车、电动踏板车或电动自行车。

在优选实施方式中，车辆包括具有轮叉的车架。优选地，轮叉承载车轮模块。特别地，为此目的，轮轴与可旋转地安装在轮轴上的车轮一起布置在轮叉上。例如，轮叉连接至车辆的把手，使得可以使车轮模块转向并且因此使车辆转向。

本发明的另一目的是一种制动车轮模块的旋转车轮的方法，该车轮模块具有根据前面的描述和/或根据权利要求1至8中的任一项的车轮模块的制动装置。在该过程中，制动盘轴向移位以制动旋转车轮，并且制动盘施加在制动片上和/或压靠制动片，该制动片优选地布置在轮辋上。

附图说明

本发明的进一步特征、优点和效果在下面对本发明的优选实施方式的描述中进行阐述。在附图中：

图1示出了具有车轮模块的车辆，其中，车辆配置为电动踏板车或电动摩托车；

图2示出了图1中的车轮模块，该车轮模块具有用于制动车轮模块的旋转车轮的制动装置；

图3示出了不具有制动装置的车轮模块；

图4示出了图2中示出的车轮模块的轴向截面图；

图5示出了根据图3的不具有制动装置的车轮模块的轴向剖视图；

图6示出了车轮的轮辋的一部分。

在图示中，彼此对应或者相同的部分用相同的附图标记来标记。

具体实施方式

图1示出了具有车轮模块1的车辆50。车辆50配置为电动摩托车或电动踏板车。车轮模块1具有车轮3，其中，车辆50中的车轮3为前轮。车辆50还具有后轮51。车轮模块和后轮布置在车辆50的车架52上。车轮模块1经由轮叉53可旋转地附接至车辆框架52、特别是附接至车辆50的把手54，使得车辆50可以经由车轮模块1转向。

根据车轮模块1以立体侧视平面图示出的图2，车轮模块1的车轮3具有轮辋2和轮胎4，轮胎4布置在轮辋2上。车轮模块1包括轮轴5，轮辋2可旋转地安装在轮轴上。如可以从图4和图5中观察到的，两个滚动轴承装置6设置成用于在轮轴5上支承轮辋2。驱动装置17(图4、图5)例如电动马达结合在轮辋2中以用于驱动车轮3。

车轮模块1具有用于旋转车轮3的制动装置7。制动装置7设计为摩擦式制动器。制动装置邻近于轮辋2定位并且/或者定位在轮轴5上的轮辋2的一个侧部上。

如可以从示出了图2的车轮模块的轴向横截面的图4中观察到的，制动装置7具有用于制动旋转车轮3的制动盘8。制动盘8与轮辋2同心地布置在轮轴5上。制动盘能够轴向移动，特别是能够朝向轮辋2移位。

图3示出了从侧面观察的车轮3的立体图。如从该图可以观察到的，制动装置7包括制动片9，该制动片用于与制动盘8(图4)共同操作，以通过制动盘8与制动片9之间的摩擦来制动旋转车轮3。

制动片9呈环形形状并且应用于轮辋2。制动片9因此覆盖和/或形成轮辋2的外表面的区域。制动片9在轮辋2上布置成使得制动片与轮辋2同心。在未示出的可能的实施方式中，制动片9可以直接应用于轮辋2，特别是以材料粘结的方式连接至轮辋，例如粘合在轮辋上。

在根据图3至图5的替代性实施方式中，车轮模块1包括用于承载制动片9的制动片承载件10。制动片承载件10呈环形形状，例如，呈板状金属环的形式，并且制动片承载件经由紧固装置11、特别是通过多个螺钉紧固至轮辋2。制动片承载件10在轮辋2上布置成使得制动片承载件相对于轮轴5呈径向并且与轮辋2同心。制动片9应用于制动片承载件10。

图5示出了车轮3的轴向剖视图，并且图6示出了轮辋2在轴向剖面中的一部分。用于紧固装置11的呈轴向延伸的凹部形式的旋转锁16(图5、图6)布置在轮辋2和制动片承载件10中。旋转锁16可以防止紧固装置11因车轮3的旋转而无意地松动，由此防止制动片承载件10从轮辋2上脱落。

因为制动片9和/或制动片承载件10布置在轮辋2上，所以制动装置7可以有利地设计为特别节省空间并且特别薄和窄。由于液压装置12、制动盘8和轮辋2同心布置，制动装置7可以适应于车轮的尺寸、特别是轮辋的尺寸。

根据图4，制动装置7包括用于通过运动学能量产生制动力的液压装置12。液压装置12附接至轮轴5。液压装置具有在侧视平面图中呈环形形状的液压室13和可以在液压室13中执行冲程的环形活塞14。液压装置12还包括流动通道15，流体可以通过该流动通道被引入液压室13中以使环形活塞14执行冲程。

液压室13和环形活塞14与轮辋2同心地布置。为了将液压装置12紧固至轮轴5，制动装置7具有紧固结构19。紧固结构19以力配合的方式、特别是通过过盈配合紧固至轮轴5。液压室13和流动通道15附接至紧固结构19。然而，液压室和流动通道也可以形成紧固结构19的一体部分。有利地，通过将液压装置13紧固至轮轴，可以将在制动旋转车轮3时所产生的释放力转移至轮轴5。

为了启用液压装置12，车辆50具有致动装置55，例如手柄(参见图1)。当致动装置55被致动时，流体被引导到液压室13中，使得环形活塞14在液压室13中执行冲程。当致动装置55不再致动时，流体回流并且环形活塞14在液压室13中执行返回冲程。制动盘8从制动片9中释放并且可以轴向移动回至制动盘的初始位置。特别地，这停止了制动过程。

制动盘8与环形活塞14操作性地连接。制动盘布置在制动片9与环形活塞14之间。当环形活塞14执行冲程时，环形活塞将运动能量作为制动力传递至制动盘8。这导致制动盘8沿轮辋2的方向轴向移位、施加在制动片9上和/或压靠制动片。制动盘8与制动片9之间产生的摩擦制动旋转车轮。有利地，制动片9在制动期间形成绝缘装置，从而保护驱动装置17不受制动摩擦所产生的伴随热的影响。

制动装置7具有沿周向方向分布的若干弹簧装置20。弹簧装置20设计为复位弹簧，以将恢复力施加至制动盘8并且因此施加至环形活塞14，由此使制动盘8通过恢复力轴向移动回至制动盘的初始位置。弹簧装置20各自支承在壳体18上并且沿相反的周向方向支承在制动盘8上。

如可以从图2和图4中观察到的，车轮模块1具有壳体18。壳体18由塑料材料形成，或者替代性地由铝合金形成。在侧视平面图中，例如根据图2，壳体设计为环形形状，并且具有用于轮轴5的中央凹部。制动装置7、特别是液压装置12容置在壳体18中。为此，紧固结构19连接至壳体18。可以以形状配合和/或力配合的方式进行连接，但是也可以采用材料粘结连接的方式。制动盘8也至少部分地容置的壳体18中，如图4所示。

壳体18的外侧是可视侧面，该可视侧面将制动装置7和轮辋2的很大一部分相对于外侧覆盖。因此，制动装置7不明显地结合在车轮模块1中。可视侧面可以设计成在视觉上吸引人，例如，根据图2，可以在外侧上引入结构。

附图标记说明

1 车轮模块

2 轮辋

3 车轮

4 轮胎

5 轮轴

6 滚动轴承装置

7 制动装置

8 制动盘

9 制动片

10 制动片承载件

11 紧固装置

12 液压装置

13 液压室

14 环形活塞

15 流动通道

16 旋转锁

17 驱动装置

18 壳体

19 紧固结构

20 弹簧装置

50 车辆

51 后轮

52 车架

53 轮叉

54 把手

55 致动装置