Verzogene 90mm SA-Trommelbremsnaben

[PeterH]

Diese Phänomen ist bei KFZ-Bremsscheiben als "Tellern" bekannt. Die offene Seite der Trommel wird sich bei Wärmebelastung immer auf einen größeren Durchmesser ausdehnen als die geschlossene Seite. Auch ganz ohne Speichen. KFZ-Bremstrommeln haben an der offenen Seite meistens mehr Material, bzw einen Umlaufenden Steg zur Verstärkung. Hat die Fahrradbremstrommel zwar auch, daran ziehen aber die Speichen.

Das würde dann aber eine kegelige Bremsoberfläche ergeben, nicht die ballige Form, die Martin hier beschrieben hat, oder?

Weiß jemand, wie die Stahlringe mit der Nabenhülse verbunden sind, Schrumpfpresspassung?

 

[Patrick]

Die offene Seite der Trommel wird sich bei Wärmebelastung immer auf einen größeren Durchmesser ausdehnen als die geschlossene Seite.

nur daß die Trommeln von Martin wirklich auch innen einen größeren Durchmesser haben. Scheinbar haben sie sich in der Mitte nach innen gewölbt, weil es schon schwierig war, die neuen Bremsbeläge in die Trommel zu schieben.

^^sorry, doppelt

@PeterH die Bremsringe (aus Guß?) werden scheinbar mit dem Aluminium umgossen.

Gruß,
Patrick

 

[independent mechanic]

Weiß jemand, wie die Stahlringe mit der Nabenhülse verbunden sind, Schrumpfpresspassung?

Ich vermute mal stark daß die Stahlringe eingegossen werden. Selbst Schrumpfpassungen Alu/Stahl sind hier kritisch.

 

[independent mechanic]

nur daß die Trommeln von Martin wirklich auch innen einen größeren Durchmesser haben.

Das bestätigt eher meine Vermutung. Stärkere Ausdehnung an der "freien" Seite, bedingt wahrscheinlichbei Abkühlung eine größere Schrumpfung. Ich gehe davon aus, daß die Trommeln überhitzt waren.

 

[Sutrai]

Ich gehe davon aus, daß die Trommeln überhitzt waren.

Ich hatte die Räder zwar von Gingko extra zum Testen bekommen, weil ich davor bei Brevets oder bei der Fahrt zu meiner Familie (Albabfahrten) regelmäßig ans Limit kam. Aber seitdem ich die Räder eingebaut hatte, kam ich gar nicht mehr dazu (gebrochener Fuß, Hausbau, Dienstreisen,...). In meinem Alltag habe ich die Problematik langer steiler Abfahrten nicht. Da wird mal von 70 auf 0 runtergebremst, das war's dann aber auch schon. Heiß abgestellt mit Feststellbremse habe ich sie auch nicht. Diese Laufräder wurden noch nicht einmal richtig hart rangenommen!

 

[Sutrai]

Hallo Uwe,

http://www.greenspeed.com.au/DrumBrakeTruing.html

herzlichen Dank für den Link, den kannte ich noch nicht. Ich hab das allerdings (vor einem Jahr?) selbst einmal gemacht und hatte dann für kurze Zeit grandiose Bremsen mit ganz gleichmäßiger und hoher Bremsleistung. Leider war das nicht von Dauer und ich wollte auch nicht alle zwei Wochen beide Federbeine ausbauen, um die Trommeln wieder nachzuschleifen.

Auf dem Greenspeed-Link wird von "brake shoes" gesprochen, wo ich von Bremsbacken sprechen würde. Für mich waren die Bremsschuhe immer die kleinen Metall-Verhüterlis auf den Bremsbacken, da wo der Nocken angreift. Liege ich damit falsch? Wie heißen die Dinger denn dann?
Um das Schleifpapier unterzubringen, musste ich diese "Metall-Verhüterlis" rausnehmen, dann war genügend Platz. Mit einem Kabelbinder um den Hebel und den Gegenhalter habe ich das Schleifpapier angelegt. Nach einigem Drehen konnte ich so den Kabelbinder immer wieder eine Raste weiter festziehen. Den Hebel von Hand anzuziehen ist keine gute Idee. Sobald der "Hubbel" da ist, blockiert das Rad und haut es einem aus der Hand.

Viele Grüße,
Martin

 

[independent mechanic]

Ich hatte die Räder zwar von Gingko extra zum Testen bekommen.....

Sind das die Abgedrehten?

 

[Sutrai]

Sind das die Abgedrehten?

Nein, sind nicht abgedreht. Die nächsten werden es sein.

 

[Urs]

Hi Martin,

aber warum in Teufels Namen wird die Trommel KLEINER

ist es nicht schlichtweg möglich, dass die neuen Beläge etwas dicker, die beiden Backen zusammen also einen etwas größeren Radius haben?
Du hast neue Beläge incl. Träger gekauft (.... oder nur die Beläge erneuert und selbst verklebt)?

 

[Urs]

und warum baucht sie nach innen aus?

hmmmm, noch 'ne Theorie:
Es kommt durch das ungleichmäßige Abkühlen: Du bremst beide Reibpartner heiß, Trommeln wie Backen. Nach Lösen der Bremse kann die Trommel *außen* deutlich schneller abkühlen, 1. über Strahlung, 2. via Konvektion.
*Innen* - also an der Bremsfläche der Trommel - fehlt die Konvektion komplett und beim "Versuch" abszutrahlen wird von den Belägen nebst Trägern zurückgestrahlt :-( D.h. die Trommel zieht sich bei Abkühlung von außen her zu, während innen noch richtig Ausdehnung angesagt ist. Also wohin in der Not? Ab nach innen!
Und weil dieser Effekt in Belagmitte deutlich stärker ist als an Rand 1, wo der Speichenflasch ist oder an Rand 2, wo noch mehr Fleisch ist, kommt es zu Bauchwuchs.

spekuliert

Urs

... heute mit maximalem Verständnis für das gestreßte Fe-Molekül

 

[Lutz/Co]

Hallo allerseits

Ich hab nun mal die Trommeln ausgepackt und durchgeschaut. Dieses Schadensbild habe ich auch noch nicht gesehen.

Wenn die Laufräder auf den richtigen Seiten montiert waren, also von innen gespeichte Speichen..(????) werden beim Bremsen auf Zug belastet... sind geradee bei diesen Speichen in der Trommel sichtbare blanke Stellen vorhanden. Das ist eigentlich unlogisch, denn diese Stellen sollten eigentlich vertieft sein, wenn das Alu durch Hitze Festigkeit verloren hätte .
Ich muss das Laufrad auf alle Fälle ausspeichen und die Trommel auf der Drehbank mit der Messuhr vermessen, um das Ganze mal in Zahlen zu fassen. Dass heisst, die Unrundheit und die Bauchigkeit. Danach werde ich sie aufsägen , um zu schauen, ob die Verbindung zwischen Stahl und Alu gestört ist. Kann aber ein paar Tage dauern, da wie immer Hochsaison bei uns ist ;-)
Auf alle Fälle hat ein Laufrad innen einen Lagerschaden mit ca. 0,5 mm Spiel im inneren Lager.
Ich hatte jetz fast gehoft, das andere Lager häte das auch, aber dem war nicht so.

Zum LRS muss noch gesagt werden, dass es ein Versuchslaufradsatz war, den wir Martin zum Testen gegeben haben, weil wir in dieser Zeit von einfach Kreuzung auf Zweifachkreuzung umgestellt haben.
Ein Laufrad ist also einfach gekreuzt und eins zweifach. Aussen sind beide einfach gekreuzt. Die Spannung ist nahezu identisch. Beim zweifach gekreuzten Laufrad haben wir Messingscheibchen unter die Speichen gelegt, um den Speichensitz zu optimieren. Alle Unterschiede führten trotzdem zum gleichen Schadensbild. Was mich vermuten lässt, dass die Speichenmuster nicht der Auslöser für den Schaden ist.

War gerade nochmal in der Werkstatt...
Beide Trommeln sind zwischen 0,4 und 0,5 mm im Innendurchmesser kleiner als eine neue Trommeln. An den Ränder im Einstich zwischen dem Tahlzylinder und dem Trommelkörper aus Alu ist deutlich ein schmaler Spalt mit ausgeprägter Korrosion innen zu sehen. Ich vermute fast, dass dieser Spalt weiter innen breiter wird und sich der Stahlzylinder sich von dem Grundkörper gelöst hat. Damit haben Bremsstauf und Feuchtigkeit sicher zu den Erhöhungen und Verzug des Stahljylinder geführt, der ja selbst mechanisch instabil ist und seine Steifigkeit nur durch den Grundkörper erhält.

jetzt aber erst mal ein gutes nächtle
Lutz

 

[Sutrai]

Auf alle Fälle hat ein Laufrad innen einen Lagerschaden mit ca. 0,5 mm Spiel im inneren Lager.

Hallo Lutz,
das war dann sicher das rechte Laufrad. Das müsste dann auch das Laufrad sein, wo die Trommel durch das "Einfahren" der neuen Bremsbeläge vor zwei Wochen blau angelaufen ist.
Die Lager am rechten Rad hat Patrick schon letztes Jahr mal getauscht. Das Spiel war damals schon grauslig und mit neuem Lager unverändert. Kann es sein, dass es nicht am Lager liegt, sondern an der Achse?

Viele Grüße,
Martin

 

[Lutz/Co]

Hallo Martin

Wenn es ander Achse liegt solltest Du deutliche Einlaufspuren in der Achse sehen . Ich glaube es aber eher nicht. Ist doch das laufrad idealerweise mit dem Federbein und den Distanzstücken über die Achsschrauben fest verspannt.

Blau angelaufen ist schon echt ne Hausnummer . Dies scheinen aber diverse Hotspots durch die Unebenheiten in der Trommel zu sein.

bis morgen Uuuuuuuaaaaahhhhh
Lutz

 

[Lutz/Co]

Hallo Allerseits

Ich habe jetzt die Trommeln zersägt und mir mal ein Bild gemacht. Wie ich vermutet hatte, ist extreme Korrosion zwischen Stah l und Alu aufgetreten. Die Trommeln sahen so schon von außen sehr korrodiert aus. Es war umlaufend ein sichtbarer Spalt zwischen Stahlring und Alugrundkörper vorhanden. Durch diesen Spalt konnte m.M. nach durch die Temperaturdifferenzen Feuchtigkeit eingesaugt werden und dort sein Unwesen treiben. Die Beulen ( der Innendurchmesser der naben war 0,5mm kleiner als bei neuen Naben) haben sich gebildet, weil die Speichen den Nabengrundkörper nach innen zogen und die Feuchtigkeit und Korrosion sich an diesen Stellen vermehrt sammeln konnte. Unter den Beulen war richtige Korrosionsschichten aufgebaut, die den Stahlgrundkörper nach innen gedrückt haben.


Ich habe solch ein Schadensbild auch noch nicht gesehen. Deswegen möchte ich jetzt nicht von einer fehlerhaften Charge sprechen. Schliesslich gehören zu einer Charge deutlich mehr als zwei Naben. Es kann m.M. nach nur ein Zusammenspiel verschiedener ungünstiger Umstände zu diesem Schadensbild führen. Starker Salzgehalt im Spritzwasser , heissgebremste Trommeln und durch Feuchtigkeit im Radkasten schnell abkühlende Bremsen könnten sicher dazu geführt haben. Zumindest waren sie beteiligt.

Dies ist auch nur eine Hypothese. Endgültige Klarheit wird wohl schwierig zu erlangen sein. Da bloß diese beiden Naben betroffen sind, könnte auch die Topologie der Strecken und oder Bremsverhalten des Fahrers eine der Mitursachen sein.
Aber wie gesagt , nur Hypothesen...nicht das mir Martin noch aufs Dach steigt....

Anbei noch ein paar Fotos vom Schnitt und wie es zwischen Alu und Stahl so in direkter Nachbarschaft manchmal zugeht....


viele Gruesse
Lutz

 

[Patrick]

Damit geht der erste Preis für's Rätselraten wohl an @Rossy64 , der genau diese Ursache vermutet hatte guter Mann

 

[berbr]

@Rossy64 , der genau diese Ursache vermutet hatte

Wo hat er das denn geäußert ?

Könnte sich zwischen Stahl und Alu eine Oxidschicht gebildet haben ?
Wenn ja, dann würde diese deutlich mehr Platz als das Grundmaterial benötigen und könnte die Verformung erklären.

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Da bloß diese beiden Naben betroffen sind, könnte auch die Topologie der Strecken und oder Bremsverhalten des Fahrers eine der Mitursachen sein.

Ich vermute das Aluminium hatte noch keine ausreichende Eloxalschicht gebildet, als die Bremsen mit wahrscheinlich salzhaltigem Wasser in Kontakt kamen.
Mir ging es ähnlich mit meinen ersten Scheibenbremsen, welche ich im Januar gekauft und gleich bei Schneetreiben eingesetzt habe. Die Abstände zwischen Bremsklötzen und Scheiben wurden immer kleiner, da hinter den Bremsklötzen das Aluminium "dicker" wurde. Nach 2 Monaten waren die Bremsen fest und ließen sich nicht mehr lockerer stellen.

2. Beispiel :
Als Kinder hatten wir diese billigen Alu-Seitenständer am UP. Wenn man die im Winter gekauft und gleich benutzt hat, bekamen die einen netten weissen Flaum und gingen nach 1 oder 2 Jahren kaputt.
Kaufte man die im Sommer, bekamen sie eine dunkelgraue bis schwarze Eloxalschutzschicht und hielten ewig.

Gruß
Bernd

 

[Patrick]

Wo hat er das denn geäußert ?

Genau weiß ich es nicht mehr, entweder bei mir in der Werkstatt, nachdem @Sutrai wieder weg war, oder später in der Kneipe - in real life!

 

[Lutz/Co]

Hallo Bernd

Die Naben waren nicht eloxiert, sondern originale silberne.
Die normale schützende Aluminiumoxidschicht bildet sich dagegen innerhalb von Sekunden auf blankem bearbeiteten Aluminium.
Dies kann sicher nicht der Grund gewesen sein.

viele Gruesse
Lutz

 

[berbr]

Die normale schützende Aluminiumoxidschicht bildet sich dagegen innerhalb von Sekunden auf blankem bearbeiteten Aluminium.

Das ist wohl richtig, allerdings ist sie dann sehr dünn und kann nur einen schwachen Schutz bieten.
Eine dickere gut schützende Eloxalschicht benötigt je nach Legierung wesentlich länger, wenn man keine Chemikalien oder sonstigen Eloxiermethoden anwendet.

Gruß
Bernd

 

[Patrick]

@Lutz/Co habt Ihr mal geschaut nach den Fabrikationsdaten, die innen mit eingegossen sind? Wenn beide aus einer Charge stammen (was ich vermute), liegt nahe, daß diese fehlerhaft war. Wenn nicht, waren es eher Umstände im Betrieb, die den Schaden verursacht haben.