hydraulische Trommelbremsen

[Jack-Lee]

@Christoph Moder : Die Spiralfeder wird aber, soweit ich weis, nur bei den 90ern verbaut, nicht bei den 70mm. Da wäre auch kein Platz für.

 

[Christoph Moder]

@Christoph Moder : Die Spiralfeder wird aber, soweit ich weis, nur bei den 90ern verbaut, nicht bei den 70mm. Da wäre auch kein Platz für.

Ah, ich kenne natürlich nur die 90er ... und vom Foto her konnte ich nicht sagen, ob eine Feder hier passt oder nicht => @TitanWolf : sorry, falscher Alarm.

 

[geist4711]

folgender gedankengang kommt mir da gerade:
man nimmt die derzeitige trommelbremse, entfernt das drehteil für den bremshebel und setzt auf beiden seiten die 'feste welle' ein die eigentlich beide backen den 'festen drehpunkt gibt. nun wird eine der bremsbacken gedreht, das jede backe ihren eigenen( gegen die drehrichtung) drehpunkt bekommt.
feder bleibt wie sie ist.

nun macht man sich ein drehteil.
eine flache scheibe, mittig eine bohrung für die achse(etwas grösser als diese), und im durchmesser, das es kanpp zwischen die bremsbacken passt.

mittig der bremsbacken, kommt dann je eine bohrung in die scheibe(von aussen) für die neuen brems-stempel.

dann zwei schräge bohrungen, an dem achsloch vorbei, die sich treffen und einen kanal von bremsstempel-loch zu bremsstempel-loch ergeben.

dann noch, von der zur seite die nach aussen liegt her, eine bohrung die genau diesen kanal trifft und ein gewinde hat, das an handelsübliche hydraulik anschlüsse passt.

die original-bremsplatt braucht ein bohrung genau da wo der hydraulik-anschluss eingeschraubt wird und fixiert dabei den neuen druckzylinder gegen verdrehen.



jetzt hat man mit relative wenig aufwand aus einer mechanischen eine hydralisch angetriebene trommelbremse gemacht, in der theorie....

leider habe ich keinen zugang zu einer drehbank um das zu verwirklichen, aber evtl hat ja jemand anderes solch eine und lust mal ein drehteil mit etwas anspruch zu bauen ;-)
und wenn das funktioniert auch ein paar mehr gegen einen angemessenen obolus.....

 

[Gear7Lover]

Den hatten wir schon verlinkt, oder?

 

[TitanWolf]

Hallo @geist4711 ,

jetzt hat man mit relative wenig aufwand aus einer mechanischen eine hydralisch angetriebene trommelbremse gemacht, in der theorie..

bei Deiner Schilderung sehe ich drei problematische Aspekte:

1) Geringe vorhandene Übersetzung:
Die Distanz zwischen Bremsbacken und Trommel beträgt nur <1 bis maximal 3 mm, doch sorgt die doppelte Übersetzung "Angriffspunkt am Ende des Hebelarms gegenüber dem Aufhängepunkt" der Bremsbacken selbst sowie der zusätzliche Hebel durch den Bremsnockenhebel außerhalb für eine ordentliche Übersetzung (gut, je nach Richtung der Betrachtung auch Untersetzung), was die mögliche Kraft bei 1:1 Einleitung durch den Bremsgriff-Hebelarm ermöglicht. Somit sind auch 1:1 Zylinder in einer Hydraulikansteuerung möglich, welche sehr kompakt ausfallen (ich kann die Tage auch mal Bilder von Gingkos (@Lutz/Co / @Joggl ) feiner Lösung anfertigen).

Wenn Du diese Hebelarme der Ansatzpunkte bereits verringerst, indem der Ansatzpunkt ein Zylinder in der Mitte ist, reduzierst Du den möglichen Anpressdruck immens. Alternativ bedingt es Zylinder mit größeren Durchmessern.

2) Aufwändige Fertigung, deutlich mehr mechanischer Reibung unterworfene Komponenten innerhalb der Bremse (in welcher es recht warm wird):
Selbsterklärend. Entgegen einer Änderung des Standardaufbaus, welcher sogar Raum für Optimierungen offeriert, werden neue Komponenten hinzugefügt.

3) Bohrungen in der Bremsplatte resp. Ausrichtung/Montage dieser:
Je mehr Bohrungen, Verschraubungspunkte, Bolzen etc. in der Standardbremsplatte existieren, desto schwieriger wird ihre Montage in "Standard"fällen. Aber auch bei angepassten Montagepositionen ist die Positionierung bereits mit den Standardbremsplatten recht aufwändig und/oder mit Kompromissen behaftet. So besteht bei einer "eigenständigen" Bremsplatte immer die Notwendigkeit, das Drehmoment abzufangen und in den Achsschenkel oder die Radaufnahme einzuleiten, was auch eine gegen seitliche Verwindung geschützte Aufhängung bedingt (denn die entstehenden Drehmomente sind nicht gering).


Hallo Wolfgang,

interessanter Aufbau, definitiv. Wenn ich jedoch grob nach den Zeichnungen überschlage, was bei jeweils notwendigem Material an Masse hinzukommt, komme ich zu dem Schluss, dass ein externer, minimalistischer Zylinder sogar leichtgewichtiger sein würde. Dass eine Dreibackenlösung auch weitere Vorteile offerieren kann, ist nachvollziehbar.

Viele Grüße
Wolf

 

[geist4711]

Hallo @geist4711 ,

bei Deiner Schilderung sehe ich drei problematische Aspekte:

1) Geringe vorhandene Übersetzung:
Die Distanz zwischen Bremsbacken und Trommel beträgt nur <1 bis maximal 3 mm, doch sorgt die doppelte Übersetzung "Angriffspunkt am Ende des Hebelarms gegenüber dem Aufhängepunkt" der Bremsbacken selbst sowie der zusätzliche Hebel durch den Bremsnockenhebel außerhalb für eine ordentliche Übersetzung (gut, je nach Richtung der Betrachtung auch Untersetzung), was die mögliche Kraft bei 1:1 Einleitung durch den Bremsgriff-Hebelarm ermöglicht. Somit sind auch 1:1 Zylinder in einer Hydraulikansteuerung möglich, welche sehr kompakt ausfallen (ich kann die Tage auch mal Bilder von Gingkos (@Lutz/Co / @Joggl ) feiner Lösung anfertigen).

Wenn Du diese Hebelarme der Ansatzpunkte bereits verringerst, indem der Ansatzpunkt ein Zylinder in der Mitte ist, reduzierst Du den möglichen Anpressdruck immens. Alternativ bedingt es Zylinder mit größeren Durchmessern.

2) Aufwändige Fertigung, deutlich mehr mechanischer Reibung unterworfene Komponenten innerhalb der Bremse (in welcher es recht warm wird):
Selbsterklärend. Entgegen einer Änderung des Standardaufbaus, welcher sogar Raum für Optimierungen offeriert, werden neue Komponenten hinzugefügt.

3) Bohrungen in der Bremsplatte resp. Ausrichtung/Montage dieser:
Je mehr Bohrungen, Verschraubungspunkte, Bolzen etc. in der Standardbremsplatte existieren, desto schwieriger wird ihre Montage in "Standard"fällen. Aber auch bei angepassten Montagepositionen ist die Positionierung bereits mit den Standardbremsplatten recht aufwändig und/oder mit Kompromissen behaftet. So besteht bei einer "eigenständigen" Bremsplatte immer die Notwendigkeit, das Drehmoment abzufangen und in den Achsschenkel oder die Radaufnahme einzuleiten, was auch eine gegen seitliche Verwindung geschützte Aufhängung bedingt (denn die entstehenden Drehmomente sind nicht gering).

zu 1.) man könnte die brems-zylinder ja in jeder position bohren, also auch so das diese an den 'losen enden' der bremsbacken ansetzen. so hat man nahezu den selben ansatz-punkt wie im original, einzig der bremshebel viele weg.

zu 2.) wo ist da mehr mechanische reibung? sehe ich nicht. alles was reibt(bremst) tut das im original genauso.

edit: doch es gibt einen zusätzlichen reibungspunkt bzw 2, die reibung der 'brems-stempel' in den löchern.

zu 3.) es braucht kein extra bremsmoment aufgefangen werden da alle kräfte wie beim original wirken. einzig gegen ein verdrehen der scheibe mit den kolben müsste gesichert werden, was mit dem hydraulik-anschluss geschieht. dagegen das die scheibe mit den kolben sich seitlich bewegt, wirkt die achse selbst, hier könnte man evtl noch ein nadellager einsetzen.

das mit der dreiteiligen bremse finde ich interessant, braucht aber viele neue bauteile.
insgesamt quasie eine komplett neue bremsplatte.

 

[SchwarzerPrinz]

Fällt bei der Konstruktion nicht die Selbstverstärkung (und damit ein großer Teil der Bremswirkung) durch Auflaufen weg?

 

[Gear7Lover]

Dass eine Dreibackenlösung auch weitere Vorteile offerieren kann

Es ist unter anderem der Versuch ein Trommelbremse ohne Selbstverstärkung zu bauen. Also eine Trommelbremse die sich anfühlt wie eine Scheibenbremse. Gut fühlbarer Druckpunkt, Dosierbarkeit, Berechenbarkeit, Linearer Zusammenhang zwischen Handkraft und Bremsmoment. Dazu die Lagerachse des Belags weit nach aussen und der Belag darf nicht zu viel Winkelbereich haben, deshalb wohl auch die Drittel anstatt Hälften.

Das Problem der Selbstverstärkung ist, dass der Reibkoeffizient im Exponent der Formel zur Berechnung des Bremsmoments steht. Kleine Abweichungen im Reibkoeffizient ergeben grosse Änderungen im Bremsmoment. Und der Reibkoeffizient ist bei nicht rostfreier Trommelbüchse eben "wetterfühlig". Auch Abrieb spielt eine Rolle, Verglasen, Aufrauhen der Trommelbüchse durch den Bremsbelag, Nässe, Temperatur, etc. Zu viel Unbekannte für eine brauchbare Wiederholgenauigkeit des Bremsmoments.

 

[Gear7Lover]

Trommelbremsen sind gegenüber Scheibenbremsen empfindlicher gegenüber Reibwertschwankungen. Dies führte bei den bis in die 1970er Jahre üblichen PKW mit Trommelbremsen an der Vorderachse oft zu einem Schiefziehen oder Ausbrechen des Fahrzeugs beim Bremsen.

 

[Jack-Lee]

Eine weiterentwickelte Trommelbremse würde diese Nachteile aber sogut wie ausmerzen, aber alle Vorteile behalten. Und wäre gerade für VMs und Trikes (sowie QUads) eigentlich allen anderen Bremsen vorzuziehen.
Vielleicht sollte ich mich, nachdem ich meine Abschlussarbeit fertig habe, doch mal dran machen...

 

[TitanWolf]

Hallo Wolfgang,

Es ist unter anderem der Versuch ein Trommelbremse ohne Selbstverstärkung zu bauen. Also eine Trommelbremse die sich anfühlt wie eine Scheibenbremse. Gut fühlbarer Druckpunkt, Dosierbarkeit, Berechenbarkeit, Linearer Zusammenhang zwischen Handkraft und Bremsmoment.

das ist richtig, doch halte ich die selbstverstärkende Konzeption für nicht rein nachteilig, sondern sogar für gewünscht. Eine Realisierung ohne Selbstverstärkung wäre auch bei einer Zwei- oder Einpunktaufhängung kein Problem, wird jedoch von S&A scheinbar nicht präferiert. Eine goldene Mitte oder ein Bereich ohne und ein Bereich mit Selbstverstärkung könnten bzgl. Ansteuerung und Handkraft sogar Vorteile bieten.

Dass rostende Trommeln bei Dir derart nachteilige Bremswirkung auf den ersten paar Bremswegen erzeugen, wundert mich jedoch. Das Eisenoxid ist nun kein so schlechter Reibwertsteigerer - gerade, wenn die Trommeloberfläche hierdurch aufgerauht wird. Wobei die Gefährdung natürlich durch die Umstände der Nutzung (Gefälle, Bremszwang) entstehen, weniger durch oberflächliche Oxidierung ansich.

Viele Grüße
Wolf

 

[Christoph Moder]

Den hatten wir schon verlinkt, oder?

Das Konzept von @McElburg sieht schon interessant aus, und was ich von ihm so kenne, wird es auch sehr durchdacht sein, aber ist eben eine komplette Neukonstruktion.

Da scheint mir zielführender, wenn man von den S&A-Bremsen die Verschleißteile nimmt (also v.a. Bremsbeläge), und den Rest verbessert bzw. neu konstruiert – also die überarbeitete Trommel von Ginkgo, und Grundplatte mit Ansteuerung neu macht. So bleiben alle Teile kompatibel. Die Entwicklung ist eine Sache, das Ganze dann aber in Serie fertigen (bzw. als Kunde kaufen) zu können, eine andere ...

Eine weiterentwickelte Trommelbremse würde diese Nachteile aber sogut wie ausmerzen, aber alle Vorteile behalten. Und wäre gerade für VMs und Trikes (sowie QUads) eigentlich allen anderen Bremsen vorzuziehen.

Ja, ich denke, das würde dem Markt gut tun, eine hochwertige Alternative zu S&A zu haben.

 

[Christoph S]

würde dem Markt gut tun, eine hochwertige Alternative zu S&A zu haben

Ebenso wie Shredda, Schwalbe One in 406, Hinterrad-SON uvm. Ach, schön wärs...
...aber leider sind wir für einen Hersteller, der Masse verkaufen muss, nicht die Zielgruppe.

Gruß
Christoph

 

[Gear7Lover]

Hoi @TitanWolf
Anderstherum: Mit Flugrost in der Trommel erhöht sich der Reibwert. Auf kleine Handkraft erfolgt überaschend eine überwältigende Wirkung, kurz vor selbsthemmend, auf glatter Strasse blockiert das Rad. Bevor irgendein Druckpunkt spürbar war macht die Bremse zu, gerne auch begleitet von einem markerschütternden Quitscher. Das führt zum Verreissen der Lenkung weil es einen unvorbereitet trifft. Je abgenützter die Beläge desto besser wird es. Der resultierende Berührungspunkt wandert Richtung Lagerachse, die Selbstverstärkung nimmt ab und die Bremswirkung wird berechenbarer. Belagabrieb macht es schlimmer. (Mit geschlossenen Radkästen verkneift man sich häufiges Putzen der Trommel, weil das bedingt den Ausbau des Federbeins.)

 

[TitanWolf]

Hallo Wolfgang,

Anderstherum: Mit Flugrost in der Trommel erhöht sich der Reibwert. Auf kleine Handkraft erfolgt überaschend eine überwältigende Wirkung, kurz vor selbsthemmend, auf glatter Strasse blockiert das Rad.

gut, dann hatte ich die physikalische Wirkung richtig eingeschätzt, jedoch Deine Äußerung falsch verstanden.

Das ist natürlich nicht so ideal, nachvollziehbar. Hilft es dann nicht bereits, im Stillstand vor dem Losfahren die Bremse (leicht) zu ziehen und das jeweilige Rad durch Schieben ein paarmal zu drehen?

(Mit geschlossenen Radkästen verkneift man sich häufiges Putzen der Trommel, weil das bedingt den Ausbau des Federbeins.)

Hmm, das wäre #1 der Umbaumaßnahmen an einem VM, welche ich durchführen würde, so ich denn eines besäße: Von außen mit einer Schraube fixierte Vorderräder. Schraube lösen, Rad nach außen abziehen, Trommel auswischen (Küchenpapier oder besser Baumwollfetzen), Rad aufstecken, Schraube anziehen..

Alles andere ist doch eine leibhaftige Katastrophe..

Viele Grüße
Wolf

 

[Gear7Lover]

Die Trommel bekommst Du auch mit Steckachse nicht mal von der Bremse runter. Vergiss'es.
Eine

Katastrophe

wird es erst dadurch, dass die Bremsen hinten geschlossen sind. Ansonsten müsstest Du Räder erst abnehmen wenn die Beläge unterlegt/erneuert werden müssen.
Meine nächsten Trommelbremsen (Bestandteil der McVelomobilize-Federbeine) werden hinten hoffen sein. Kühlung, Selbstreinigung.
Hydraulik wohl erst, wenn sie in der Bremse stattfindet und dadurch der anfällige Exzenternocken wegfällt.

 

[Fanfan]

Fällt bei der Konstruktion nicht die Selbstverstärkung (und damit ein großer Teil der Bremswirkung) durch Auflaufen weg?

Am rechten Rad passiert das, am linken ist die Selbstverstärkung doppelt drin - oder man baut gespiegelte Bremsen. Selbstverstärkung an sich ist ja OK, solange der Verstärkungsfaktor klein bleibt, aber das beißt sich mit dem hier:

Da scheint mir zielführender, wenn man von den S&A-Bremsen die Verschleißteile nimmt (also v.a. Bremsbeläge), und den Rest verbessert bzw. neu konstruiert – also die überarbeitete Trommel von Ginkgo, und Grundplatte mit Ansteuerung neu macht. So bleiben alle Teile kompatibel.

Die vorhandenen S&A-Bremsschuhe haben eine große Selbstverstärkung.
Wenn man bei der Idee von @geist4711 den Teil des Bremsschuhs jenseits vom Kolben entfernen würde, würde die Selbstverstärkung sinken, oder? Absägen und ein neues Loch für die Rückholfeder bohren kann man ohne Maschinenpark. Aber mit der niedrigen Selbstverstärkung dürfte man wieder vor dem Problem stehen, dass @McElburg im oben verlinkten Thread durch den integrierten Bremskraftverstärker lösen wollte.

 

[Gear7Lover]

Das ist kein Bremskraftverstärker, keine externe Energiequelle.

Bitte verabschiedet Euch doch mal von der hartnäckig sitzenden Annahme, dass Selbstverstärkung notwendig wäre. Selbst schwere Motorräder werden mit einer Hand gebremst, und zwar sehr gut dosierbar. Ohne Selbstverstärkung, ohne Bremskraftverstärker.

Beispielrechnung: Wenn man bedenkt, dass man 2 Hände und 2 Bremsen zur Verfügung hat, den Trommeldurchmesser/Raddurchmesser und Anzahl Bremsen berücksichtigt, dann wären 2 Stück 90er Trommeln in 20" wie beim 26"-Mountainbike eine 260mm Bremsscheibe vorne, bei gleichem Anpressdruck (genauer -kraft) der Beläge.

Klar beim gewöhnlichen gekoppelten VM-Tillerbremshebel kann man nicht wirklich mit beiden Händen richtig ziehen, aber das ist ja auch eine Fehlkonstruktion.
Velomo-Trikes haben auch Tiller und trotzdem 2 gescheit bedienbare Bremshebel. Geht also doch.

 

[geist4711]

Am rechten Rad passiert das, am linken ist die Selbstverstärkung doppelt drin - oder man baut gespiegelte Bremsen. Selbstverstärkung an sich ist ja OK, solange der Verstärkungsfaktor klein bleibt, aber das beißt sich mit dem hier:

Die vorhandenen S&A-Bremsschuhe haben eine große Selbstverstärkung.
Wenn man bei der Idee von @geist4711 den Teil des Bremsschuhs jenseits vom Kolben entfernen würde, würde die Selbstverstärkung sinken, oder? Absägen und ein neues Loch für die Rückholfeder bohren kann man ohne Maschinenpark. Aber mit der niedrigen Selbstverstärkung dürfte man wieder vor dem Problem stehen, dass @McElburg im oben verlinkten Thread durch den integrierten Bremskraftverstärker lösen wollte.

denkbar wäre auch, den drehpunkt-halterung der beläge ganz weg zu lassen und mit 2 kolben je bremsplatte zu arbeiten. allerdings hätte man dann das problem das die bremsplatten nichtmehr fixiert sind und sich verschieben/verkeilen könnten. man müsste eine neue aufhängung machen, wo auch immer die platz finden soll, zb in den 70er trommeln geht es ja eh schon sehr eng zu.....

bei meinen gedanken hatte ich übrigens ein leichtes verkeilen(ihr nennt das selbstverstärkung) durch die gleichgerichtete ausrichtung der bremsbeläge(was ihren halte und drehpunkt angeht) mit absicht so gedacht, das es nicht dazu kommen kann, da die bremse dann für mein gefühl wesentlich schlechter kontrollierbar würde. dabei hatte ich auch kalkuliert das man mit hydraulik auf jeden fall genug druck aufbauen können wird um weiterhin eine kraftvolle bremsung haben zu können.

was mir noch im kopf rumschwirrt, wie bekomme ich den brems-stempel dicht das die bremse nicht hydraulikflüssigkeit in die trommel gibt und dadurch die bremse 'schmiert'?
gummiblase?
dichringe, wenn dann wasfürwelche?
passteile die so gut passen das sie selbstdichtend sind? evtl zu teuer und wird mit der zeit doch undicht?

edit: ich habe den eindruck das die derzeitigen SA-trommeln einfach nur preisoptimiert, also so billig wie möglich sind, was material und fertigung angeht, egal ob man was verbessern könnte.
wo sind da die ganzen 'nobel-hersteller' die in anderen bereichen wie gabeln mit titan, carbon und sonstwas um sich werfen und exorbitant teuere produkte verkaufen?
mir würde da schon ein hersteller genügen der enfach nur die ansteuerung hydraulisch IN der trommel macht

 

[Fanfan]

Das ist kein Bremskraftverstärker, keine externe Energiequelle.

Harald hat ihn "ventilgesteuerter Bremskraftverstärker" genannt, aber Du kannst ihn gerne umtaufen. Ein einfacher Stufenkolben war's jedenfalls nicht.

bei meinen gedanken hatte ich übrigens ein leichtes verkeilen(ihr nennt das selbstverstärkung) durch die gleichgerichtete ausrichtung der bremsbeläge(was ihren halte und drehpunkt angeht) mit absicht so gedacht,

Bevor es zu unübersichtlich wird, schau dir mal eine Duplexbremse an und schreibe, ob Du die dort bewirkte Verstärkung ausnutzen oder vermeiden willst.

was mir noch im kopf rumschwirrt, wie bekomme ich den brems-stempel dicht das die bremse nicht hydraulikflüssigkeit in die trommel gibt und dadurch die bremse 'schmiert'?
gummiblase?
dichringe, wenn dann wasfürwelche?

In hydraulisch betätigten Bremsen sind eigentlich immer Dichtringe drin, sowohl bei Fahrrädern als auch bei KFZ. Warum sollte man das ändern?

wo sind da die ganzen 'nobel-hersteller' die in anderen bereichen wie gabeln mit titan, carbon und sonstwas um sich werfen und exorbitant teuere produkte verkaufen?

Bei Scheibenbremsen.