Trommelbremse nach V-Brake-Prinzip

Nä selbst der worst case neue 90er Beläge nach Regenfahrt sind zwar übellaunig giftig weil viel zu viel Selbstverstärkung, aber die Rückholfeder mag sie wieder lösen, wenn es denn eine Zentrierung gibt an der sich das Konstrukt abstützen kann.
Ich habe es jetzt mal ausprobiert: Rad auf die Bremse, sogar Bremse nass gemacht => wenn man einen Bremshebel andrückt, bremst es deutlich (zumindest beim auflaufenden Bremsbelag), aber es sprang immer wieder von alleine zurück. Blockiert hat es nie.
Die Anschläge müssen aber nachstellbar sein. Wenn der Zug nachgestellt wird müssen die Anschläge mitwandern sonst werden sie unwirksam.
Ich weiß nicht, ob ich das ganz verstanden habe.

Das Problem ist doch (falls es wirklich eines ist), dass sich die Bremsbeläge gemeinsam nach links oder rechts bewegen können, so dass einer der Beläge die Trommel berührt, ohne dass sich der Abstand der Beläge voneinander geändert hat und damit keine Kraft auf die Rückstellfeder ausgeübt wird.

Ohne Zug auf dem Bremszug geht das tatsächlich in geringem Maß; aber wie oben beschrieben reicht es in meinen Versuchen bei weitem nicht aus, damit der auflaufende Belag blockiert.

Wenn die Beläge verschlissen sind und der Bremszug nachgestellt ist, so dass permanent ein leichter Zug auf dem Bremszug ist (weil jetzt die Rückstellfeder permanent unter leichter Spannung steht), können sich die Beläge nicht mehr so leicht nach links und rechts bewegen. Das kann ich natürlich nur im „Trockentest“ ohne montiertes Rad probieren, weil ich keine stark verschlissenen Bremsbeläge da habe. Aber mein Eindruck ist, dass es unter Spannung ein noch geringeres Problem als ohne Spannung ist.

Den ersten Fall – ohne Spannung im Bremszug bzw. der Rückstellfeder – könnte man recht einfach dadurch beheben, dass die Grundplatte dreiecksförmig verlängert wird, so dass sie exakt zwischen den sechseckigen Bremsbelag-Haltern liegt und dadurch verhindert, dass sich diese über die Nullstellung hinaus bewegen können:
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Vielleicht möchtest Du später die Hebelei umdrehen und um die Achse herumführen. Dann steht sie erstens nicht so heraus und zweitens kann man dann eine Zentrierfeder anbringen, falls nötig.
Das verstehe ich nicht – meinst du einen zweiseitigen Hebel? So dass die Hebelgelenke an den gleichen Stellen bleiben, aber die Kraftarme nicht die Verlängerungen der Lastarme sind, sondern hinter der Bremse durch gehen?

Ist auf jeden Fall eine interessante Idee und würde die Konstruktion kompakter machen. (Allerdings dann auch unterschiedlich bei 70- und 90-mm-Bremsen, da unterschiedlich viel Platz ist.) Andererseits sehe ich beim momentanen Prinzip auch kein echtes Problem.
Spräche etwas dagegen, das ganze 90 Grad zu drehen, dass die Hebel senkrecht stehen?
Nach unten vermutlich nicht genügend Platz für die Geometrie. Aber nach oben sollte ja gehen.
Wie gesagt, man kann die Bremse beliebig montieren; man muss nur die Drehmomentstütze entsprechend wählen, damit das Bremsbelag-Gelenk (an der sie angeschraubt ist) an die richtige Stelle kommt.
Beim Alpha-Federbein sind die Drehpunkte ja oben und unten direkt mit am Federbein...
Bei den Alpha-Federbeinen ist das Gelenk nach meiner Erinnerung ein Rohr, das direkt auf dem Federbein befestigt ist. Damit entfällt die Drehmomentstütze sowieso. Wenn das Rohr einfach 8 mm Außendurchmesser hat, dann könnte man meine Grundplatte direkt dort aufstecken und auf die Gewindehülse mit Flansch als Gelenk verzichten.


Ein mögliches Problem bei der momentanen Konstruktion ist noch das Verkippen; sieht man auf folgendem Foto, unter Belastung stehen die Sechskant-Gewindehülsen nicht mehr parallel. Das liegt am großen vertikalen Abstand zu den Bremshebeln, die aber dort sein müssen, weil sie sonst nicht unter der Bremstrommel durchpassen. Aber womöglich ist das auch nicht so schlimm, weil sich die Bremsbeläge beim Andrücken an die Trommel wieder parallel ausrichten. Ansonsten muss ich schauen, dass ich die Hebelgelenke mit weniger Spiel konstruieren kann. (Ich denke, es liegt eher am Spiel als an Torsion im Material.)
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Eine mögliche weitere (und platzsparende) Variante wäre übrens noch diese:
  • der Drehpunkt der beiden Hebel bleibt wie aktuell innerhalb der Bremsbeläge
  • der Kraftarm liegt aber nicht außerhalb, sondern 180 Grad gedreht auf der gegenüberliegenden Seite der Achse
  • dazu müssten die Hebel ggf. einen S-Schlag bekommen, um an der Achse vorbei zu laufen
  • sie müssten auch nicht mehr überkreuzen, sondern würden wie eine Spreizzange funktionieren
Möglicherweise hat diese Variante andere Vor- oder Nachteile.
Bei 90er Bremsen könnte es sein, dass die Angriffspunkte des Zuges sehr nahe bei den Bremsbelägen liegen.

PS: Beim Alpha mit Drehpunkt oben und den Hebeln unten und waagerecht einlaufenden Zug wäre bei Panzerlenkung der Bremszug dadurch minimal kurz...
 
Eine mögliche weitere (und platzsparende) Variante wäre übrens noch diese:
Ich vermute, das ist genau das, was @panicmechanic meinte.

Ist auf jeden Fall interessant:
  • Die wegfallende Überkreuzung ist attraktiv.
  • Da beim Lastarm der Hebel nicht nach außen geführt werden muss, kann man diesen auch innerhalb der Bremse führen (also oberhalb statt unterhalb der Grundplatte). Das bringt ihn deutlich näher an die Bremsbeläge und verringert das Verkippungsproblem.
  • Der Kraftarm braucht dann einen Doppelknick, denn er muss sehr wohl aus dem Inneren heraus geführt werden. Aber das wäre das kleinere Übel.
  • Ein Problem bei Nicht-Alpha-Federbeinen ist dann noch die Drehmomentstütze, denn die muss die Bremshebel dann irgendwie queren.
Bei 90er Bremsen könnte es sein, dass die Angriffspunkte des Zuges sehr nahe bei den Bremsbelägen liegen.
Es müsste gerade noch gehen. Vor allem, wenn man die Hebel mit viel Abstand nach außen führt. Dann geht zwar der Bremszug sehr dicht am Bremsbelag-Gelenk vorbei, aber die Hebel-Enden mit den Befestigungspunkten für Außenhülle und Innenzug haben mehr Luft.

Ansonsten könnte man die Hebelgelenke vielleicht etwas verschieben, so dass der Lastarm etwas länger wird und damit auch der Kraftarm.
 
Ja; wenn man sie so montiert, wie auf den Fotos gezeigt, käme der Bremszug von unten; die Außenhülle endet an der umgebogenen Lasche des Bremshebels, und der Innenzug geht durch die Lasche und wird am anderen Bremshebel festgeschraubt.
Die Idee der Bremse ist gut, aber mit dem Zug von unten könnten Probleme entstehen. Wenn Dreck und Wasser eindringt, sammelt es sich an der tiefsten Stelle des Bowdenzuges. Im Winter kann er dann sogar einfrieren - die Bremse ließe sich aufgrund der großen Hebelkraft zwar noch betätigen, aber die Rückstellkräfte würden nicht ausreichen sie wieder vollständig aufzumachen.
 
Das Problem ist doch (falls es wirklich eines ist), dass sich die Bremsbeläge gemeinsam nach links oder rechts bewegen können, so dass einer der Beläge die Trommel berührt, ohne dass sich der Abstand der Beläge voneinander geändert hat und damit keine Kraft auf die Rückstellfeder ausgeübt wird.
Die fehlende Symmetrie in den Kräften ist wahrscheinlich sowohl Vorteil als auch Nachteil.
Der Nocken drückt ja immer beide Beläge gleich weit. Wenn der auflaufende Belag stärker abgenutzt ist, kommt die Andruckkraft mehr auf den ablaufenden, weil der halt einen Tick früher anliegt. Dadurch sinkt die Bremskraft, bei Spiel im Nockenlager gibt's vielleicht auch seltsame Effekte. Das würde wegfallen, weil die Spreizhebel keinen Bezug zur Mittellage haben und immer beide Beläge gleich stark andrücken.
Allerdings verlagert sich der Verschleiß auch nicht mehr automatisch auf den ablaufenden Belag, wenn der auflaufende etwas abgenutzt ist, er wird also unsymmetrischer. Kann man das kompensieren, indem man nach einiger Zeit die Träger zwischen linkem und rechtem Rad tauscht? Wenn man mit der normalen Nockenbetätigung die Beläge bei nachlassender Bremswirkung regelmäßig neu einschleifen würde, ist die Lebensdauer demgegenüber vielleicht nichtmal stark beeinträchtigt, denn das Einschleifen bringt ja auch nur den Verschleiß am ablaufenden Belag auf das Niveau des auflaufenden.
Ohne Zug auf dem Bremszug geht das tatsächlich in geringem Maß; aber wie oben beschrieben reicht es in meinen Versuchen bei weitem nicht aus, damit der auflaufende Belag blockiert.
Der kritische Test im Betrieb wären bei der aktuellen Orientierung glaube ich Fahrbahnstöße. Die aktuelle Konstruktion ragt ja deutlich einseitig über die Hebeldrehpunkte hinaus, und die Bremsbacken haben auch ihre Masse. Wenn das Rad plötzlich angehoben wird, werden sämtliche Massenträgheiten den unteren Belag in Richtung Trommel bewegen. Mit dem Vorschlag von @panicmechanic und @ChristianW, das mit zweiarmigen Hebeln hinter der Trommel zu machen, wird das sicher auch besser.
 
Die Idee der Bremse ist gut, aber mit dem Zug von unten könnten Probleme entstehen. Wenn Dreck und Wasser eindringt, sammelt es sich an der tiefsten Stelle des Bowdenzuges. Im Winter kann er dann sogar einfrieren - die Bremse ließe sich aufgrund der großen Hebelkraft zwar noch betätigen, aber die Rückstellkräfte würden nicht ausreichen sie wieder vollständig aufzumachen.
Wie oben in den Beiträgen zu sehen ist die Seite, von dem der Zug in die Zange läuft quasi beliebig.
Es geht erst mal um das mechanische Wirkprinzip und das sieht sehr, sehr vielversprechend aus.
 
Ich bedanke mich auch bei @Christoph Moder für die Idee, wieder was zum Nachtüfteln. Bin auch schon in der Garage gewesen und habe eine 70er Bremsplatte geholt. Interessanterweise komme ich in der ersten Abschätzung nur auf ein Hebelverhältnis um die 4:1, jedenfalls im Bereich, in dem neue Beläge die Trommel berühren. Mit 5:1 dürfte eine kräftige Ansteuerung möglich sein, falls die Reibungsverluste mit dieser Hebelei geringer sind.
 
Allerdings verlagert sich der Verschleiß auch nicht mehr automatisch auf den ablaufenden Belag, wenn der auflaufende etwas abgenutzt ist, er wird also unsymmetrischer. Kann man das kompensieren, indem man nach einiger Zeit die Träger zwischen linkem und rechtem Rad tauscht?
Ich meine, die Beläge sind symmetrisch und man kann sie sogar im selben Rad zwischen Auflaufend und Ablaufend tauschen.
Die Laschen mit dem sie auf dem Befestigungsbolzen stecken, laufen ja übereinander und drehen sich beim Tausch entsprechend auf die andere Seite.
Der kritische Test im Betrieb wären bei der aktuellen Orientierung glaube ich Fahrbahnstöße. Die aktuelle Konstruktion ragt ja deutlich einseitig über die Hebeldrehpunkte hinaus, und die Bremsbacken haben auch ihre Masse. Wenn das Rad plötzlich angehoben wird, werden sämtliche Massenträgheiten den unteren Belag in Richtung Trommel bewegen.
Aus dem Bauch heraus würde ich diesem Effekt keine große Bedeutung zumessen. Ein Test wird das sicherlich schnell zeigen.
Beim Alpha-Federbein wäre zumal die Orientierung auch eher senkrecht und ohne Ankerplatte und Drehemomentstütze, so es hier nicht passieren sollte.
 
Ich denke, das lässt sich bei allen Federbeinen senkrecht einbauen...
@Christoph Moder Wie sehr tordieren die Hebel bei voller Bremskraft? Die Nockendruckpunkte liegen ja noch neben der Flucht von der Lagerung hin zur Bowdenzugdruckpunkt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Spontanidee am Rande: Wenn Ihr die Bremsplatte schon quasi neu konstruiert, warum dann nicht als Duplex (d.h. beide Bremsbeläge auflaufend, ergibt ca. 50% mehr Bremswirkung bei gleicher Bremskraft)? Könnte ganz grob so aussehen:
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Gruß Willy
 
Wird schwierig werden, wenn man die Original Bremsbelagträger von Sturmey Archer verwenden will.
Die sind ja so gemacht, dass die eine gemeinsame Drehachse haben.
 
Wenn Ihr die Bremsplatte schon quasi neu konstruiert, warum dann nicht als Duplex (d.h. beide Bremsbeläge auflaufend, ergibt ca. 50% mehr Bremswirkung bei gleicher Bremskraft)?
Weil die Bremskraft völlig ausreicht, bei deiner Lösung hätte man wieder eine große Platte und müsste auch noch ein Gelenk an der Achse machen.
 
@Christoph Moder Wie sehr tordieren die Hebel bei voller Bremskraft? Die Nockendruckpunkte liegen ja noch neben der Flucht von der Lagerung hin zur Bowdenzugdruckpunkt.
Ja, da gibt es schon eine seitliche Bewegung. Aber keine Ahnung, ob das durch die Torsion der Hebel zustande kommt, oder durch Spiel in den Gelenken. Und ob das in der Praxis eine Rolle spielt, kann ich auch nicht einschätzen. Ich muss die Bremse mal einbauen und probefahren, dann weiß ich mehr.
Spontanidee am Rande: Wenn Ihr die Bremsplatte schon quasi neu konstruiert, warum dann nicht als Duplex (d.h. beide Bremsbeläge auflaufend, ergibt ca. 50% mehr Bremswirkung bei gleicher Bremskraft)? Könnte ganz grob so aussehen:
Gute Idee! So, wie du das gezeichnet hast, könnte das auch umsetzbar sein. Aber zumindest eine neue Feder müsste konstruiert werden – und sei es nur eine Spiralfeder im Zugbereich um den Bremszug.

Aber es gibt hier im Forum auch Leute, die vor Duplex-Bremsen warnen, weil sie schlecht zu dosieren seien. Kann ich nicht einschätzen.
Wird schwierig werden, wenn man die Original Bremsbelagträger von Sturmey Archer verwenden will.
Die sind ja so gemacht, dass die eine gemeinsame Drehachse haben.
Vielleicht bekäme man das hin, dass das Gelenk eines Bremsbelags und die Ansteuerung des anderen übereinander liegt.
 
Ich würde hier von Duplex Abstand nehmen weil
1. Die Hebelübersetzung schlechter ist und
2. Vor allem keine wirkungsvolle Bremse gegen rückwärtsrollen am Berg mehr existiert (Erfahrung vom Motorrad mit Duplex vorn)
 
Noch was zum Anschlagpunkt in Ruhestellung und gleichmäßigem Verschleiß: Wenn es eine eine Feder gibt, die beide Arme zusammen zieht und einen Mittelanschlag, damit sie in Ruhe in der Mittelposition bleiben, könntemann vielleicht irgendwo noch eine kleine Feder hinzufügen, die so zieht, dass der langsamer verschleißende Belag zuerst Kontakt hat. Der übernimmt dann die leichteren Geschwindigkeitsanpassungen und der Verschleiß wird angeglichen.
Ab dem Punkt, an dem ein Belag Kontakt hat, erhöht sich durch diese Feder wohl etwas die Handkraft, die zum Bremsen nötig ist.
 
Leider konnte ich die Bremse noch nicht testen. Aber ein paar Zwischenergebnisse:
Genug Platz zum Lenkung einschlagen ist noch vorhanden?
Definitiv. Selbst wenn man die Bremse quer montiert, reicht sie nur bis dort, wo beim DF die Vertiefung im Radkasten ist. Falls das bei anderen Velomobilen nicht so sein sollte, könnte man die Bremse drehen, so dass sie noch weniger tief in den Radkasten einlenkt. Und überhaupt, die Hebel sind zu lang – siehe unten.
Ein mögliches Problem bei der momentanen Konstruktion ist noch das Verkippen; sieht man auf folgendem Foto, unter Belastung stehen die Sechskant-Gewindehülsen nicht mehr parallel.
Das lag schlicht daran, dass die Schrauben an den Hebelgelenken nicht fest genug angezogen waren. Mit Kreuzschlitz ging nicht mehr. Noch einmal mit einer Sechskant-Nuss nachgezogen – jetzt ist das viel stabiler.
Interessanterweise komme ich in der ersten Abschätzung nur auf ein Hebelverhältnis um die 4:1, jedenfalls im Bereich, in dem neue Beläge die Trommel berühren. Mit 5:1 dürfte eine kräftige Ansteuerung möglich sein, falls die Reibungsverluste mit dieser Hebelei geringer sind.
Ja, ich glaube, hier habe ich tatsächlich einen Denkfehler drin. Bei der Original-Bremse gilt:
  • Der Bremshebel (= Kraftarm) ist ca. 52 mm lang.
  • Der Bremsnocken reicht ca. 7 mm weit vom Drehpunkt.
So kam ich auf das Hebelverhältnis von ca. 7:1. Allerdings habe ich bei meinem Entwurf zwei Hebel, nicht nur einen; diese legen den doppelten Weg zurück, weil sie sich eben beide voneinander weg bewegen. Oder anders gesagt: Bei der Original-Bremse habe ich einen Kraftarm von 52 mm, aber einen Lastarm von 2x 7 mm.

=> Du hast vollkommen Recht, dass das Hebelverhältnis eher 4:1 ist. Habe ich daran gemerkt, dass die Rückstellkraft der Feder über die Hebel zu gering ist. Ich muss die Hebel kürzen und noch einmal probieren.
 
So kam ich auf das Hebelverhältnis von ca. 7:1. Allerdings habe ich bei meinem Entwurf zwei Hebel, nicht nur einen; diese legen den doppelten Weg zurück, weil sie sich eben beide voneinander weg bewegen. Oder anders gesagt: Bei der Original-Bremse habe ich einen Kraftarm von 52 mm, aber einen Lastarm von 2x 7 mm.

=> Du hast vollkommen Recht, dass das Hebelverhältnis eher 4:1 ist. Habe ich daran gemerkt, dass die Rückstellkraft der Feder über die Hebel zu gering ist. Ich muss die Hebel kürzen und noch einmal probieren.
Verstehe ich richtig: Dein Entwurf zu stark untersetzt, also zu "kräftig"?
Bedeutet dann, die Hebel für die Zugaufnahme werden deutlich kürzer und die Mechanik damit kompakter?

PS: Durch den Exzenter gibt es ja im hinteren Verstellbereich kräftemäßig eine Progression. Die hat es jetzt nicht oder?
 
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