Das 1x1 der Trommelbremsen: Unterschied zwischen den Versionen

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==Wie funktioniert eine Trommelbremse?==
==Wie funktioniert eine Trommelbremse?==
Eine Trommelbremse hat zwei Bremsbeläge, die sich gegenüberliegen. Sie werden durch einen Mechanismus aktiviert, der sie auf einer oder auf beiden Seiten auseinanderdrückt. Dieser Auswärtsdruck gegen die Innenseite der Trommel erzeugt Reibung. Die Trommel ist Teil des Nabenkörpers oder wird an die Nabe angeschraubt und verlangsamt durch die Reibung das Laufrad. Die Bremsbeläge sind auf einem Bremsträger montiert, der mit der Achse und durch eine [[Drehmomentstütze]] mit dem Rahmen oder der Gabel verbunden ist, um Drehmoment aufzunehmen. Wenn man die Bremse löslässt, holt eine Feder die Bremsbeläge wieder einwärts weg von der Bremstrommel.


A drum brake has two brake shoes opposite one another, actuated by a mechanism which pushes them apart at one or both ends. Their pressing outward against the inside of the drum produces friction. The drum is part of the hub shell, or is attached to it, and slows the wheel. The brake shoes are mounted on a backing plate which is attached to the hub axle and to a reaction arm connected to the frame or fork to resist torque. When the brake is released, springs pull the brake shoes inward, away from the brake drum.
Die meisten Trommelbremsen aus dem Automobilbereich werden durch Hydraulikkolben angesteuert. Eine Fahrradtrommelbremse hat jedoch eine Seilzugansteuerung, die eine Nocke bewegt durch die die Bremsbeläge auswärts gedrückt werden. Unten stehendes Bild zeigt eine teilzerlegte [[Sturmey-Archer]] Trommelbremse. Das Trommelgehäuse sieht man oben und unten sieht man die Bremsbeläge auf der Bremsplatte.


Most automotive drum brakes are operated by hydraulic pistons, but bicycle drum brakes use a cable with a linkage to a cam that pushes the brake shoes outward. The photo below shows a Sturmey-Archer drum brake partially disassembled. The hub shell with the drum is at the top and the brake shoes on their backing plate are at the bottom.
[[Datei:Drum-brake-IMG 7789.JPG|center|Das Innenleben einer Trommelbremse]]


==Das Innenleben einer Trommelbremse==
Das nächste Foto verdeutlicht die Position des Gelenks (<span style="color:blue">blauer Pfeil</span>), dessen Federring den Wechsel der Bremsbeläge ermöglicht. Unter den Belägen versteckt sich bis zu den Enden (<span style="color:green">grüner Pfeil</span>) eine Feder. Diese zieht die Bremsbeläge zurück, wenn man den Bremsgriff loslässt.


[[Datei:Drum-brake-IMG 7792sm.JPG|center|Verortung von Gelenk und Federn]]


The photo below highlights the location of a pivot (blue arrow) which has a snap ring allowing removal and replacement of the brake shoes. A spring is hidden under the brake shoes, except for its ends, highlighted by the green arrows. The spring retracts the brake shoes when the brake is released.
Im nächsten Bild sieht man, wie ein Hebel die Nocke (<span style="color:red">roter Pfeil</span>) rotiert und die Bremsbeläge spreizt. Wenn die Bremse im Einsatz ist, wird die Zughülle an der C-förmigen Aufnahme (dort wo der Daumen der Hand ist) gehalten und der Innenzug wird ans Ende des Hebels geschraubt. Das Loch am Ende der Drehmomentstütze ist für ein Klemmband, das die Drehmomentsütze gegen [[Rahmen]] oder [[Gabel]] sichert.


Location of pivot and spring
Die Form der Nocke beeinflusst den Einsatz der Bremse. Wenn die gestreckte Nocke dieser Bremse (typisch für Trommelbremsen) gedreht wird, um stärker zu Bremsen, erhöht sich die Hebelübersetzung. Der Handhebel muss weiter gezogen werden, aber die Bremskraft steigt nicht so schnell an wie erwartet. Zusätzlich steigt die Hebelübersetzung durch den Bremsbelagverschleiß. Eine Nocke mit sprialförmiger Kante auf jeder Seite würde in eine lineare Wirkungsweise münden, so wie es bei anderen Bremsentypen üblich ist. Jedoch erhöht sich die Reibung, so dass die Feder nicht die Bremsbeläge, Zug und den Hebel zurückbewegen kann.


The next picture shows how a lever rotates the cam (red arrow) and spreads the brake shoes. When the brake is in use, the cable housing attaches at the C-shaped fitting which my thumb is holding, and the inner wire of the cable is clamped to the end of the lever. The hole at the end of the reaction arm is for a clamp band that secures the reaction arm to the frame or fork.
[[Datei:Drum-brake-IMG 7793sm.JPG|center|Ansteuern der Trommelbremse]]


The shape of the cam affects the operation of the brake. As the elongated cam of this brake (typical of bicycle drum brakes) turns to apply the brake harder, the mechanical advantage increases. The hand lever must be pulled farther, and the force therefore does not increase as quickly as might be expected. Also as the brake shoes wear, the mechanical advantage increases. A cam with a spiral-shaped surface on each side would result in a linear relationship, more like that of other brakes, but also increased friction, so the cam might not retract the shoes, cable or hand lever.
Der mechanischen Einfachheit halber haben Fahrradbremsen einen Simplex Mechanismus. Jedes Ende eines Bremsbelags ist mit einem Gelenk verbunden. Die Beläge bewegen sich kaum auswärts und hat geringen Verschleiß. Der führende Bremsbelag ist derjenige, bei dem sich die Bremstrommel in Richtung des Gelenks bewegt. Umgekehrtes gilt für den folgenden Belag. Die Rotation der Trommel sorgt dafür, dass sich der führende Bremsbelag "eingräbt" und somit stärker gegen die Trommel drückt und Last von der Nocke nimmt. Der folgende Bremsbelag nimmt Last vom Gelenk und erhöht die last auf die Nocke. Anfänglich verschleißt der führende Bremsbelag stärker. Jedoch sorgt die Nocke für gleichen Versatz beider Bremsbeläge (mehr oder weniger wegen der kleinen Unterschiede im Radius des Bewegungsspiels der Nocke). Aus diesem Grund gleichen sich Kräfte und Verschleiß der beiden Bremsbeläge an, sobald die Bremse eingefahren ist.


Operation of drum brake
Welcher Bremsbelag der führende ist, hängt von der Rollrichtung des Fahrrads ab. In den meisten Fällen wird eine Fahrradbremse benutzt, wenn das Fahrrad vorwärts rollt, jedoch auch, wenn man das Rückwärtsrollen des Fahrrads bergauf zeigend verhindern will.


Bicycle brakes use a simplex mechanism for the sake of mechanical simplicity. One end of each brake shoe is attached to a pivot, hardly moves outward, and wears little. The leading shoe is the one where the brake drum is rotating toward the pivot; vice versa for the trailing shoe. The rotation of the drum tends to make the leading shoe "dig in," pressing harder against the drum, and removing some load from the cam, while the corresponding effect on the trailing shoe tends to reduce its load on the pivot and put additional load on the cam. At first, the leading shoe wears faster, but the cam produces equal displacement of both shoes (give or take the small difference in radius at which the cam acts). For this reason, the force on the two shoes, and the wear, equalize themselves once the brake has worn in.
Folgende Illustration verdeutlicht die Nockenansteuerung als auch zwei Typen von hydraulischer Ansteuerung, die zu gleichmäßiger Kraftverteilung statt gleichem Versatz an den Bremsbelägen führen. Der Duplex-Typ hat effektiv zwei führende Bremsbeläge. Wenn das Fahrzeug rückwärts statt vorwärts rollt ist der Duplex Typ weniger effektiv als der Simplex-Typ. Kannst Du erkennen, warum das so ist?


Which shoe is the leading one depends on whether the wheel is rolling forward or backward. A bicycle brake is used mostly when rolling forward, though also to prevent the bicycle from rolling backward when stopped facing uphill.
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[[Datei:Tipologia_tamburo.png|center|Trommelbremsentypen]]
The illustration below represents cam actuation as well as two types of hydraulic actuation, which produces equal force rather than equal displacement at the brake shoes. The duplex type has, in effect, two leading shoes. The duplex type, unlike the simplex, is much less effective when the vehicle is traveling backward than when it is traveling forward. Can you see why?
Trommelbremsentypen. Die schwarzen Halbmonde außerhalb der Trommel stellen grafisch den Druck des Bremsbelags gegen die Trommel dar.<br>
 
Illustration [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ CC by SA 4.0] vom Wikipedia Contributor [https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:A7N8X A7N8X], modifiziert.
Drum brake types. The black crescents outside the drum
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are graphs of the pressure of the brake shoes against the drum.
Illustration CC by SA 4.0 by Wikipedia contributor A7N8X, modified.
 
Drum brake types
 


==Nabenbremse vs. Felgenbremse==
==Nabenbremse vs. Felgenbremse==
===Vorteile der Nabenbremse===
===Vorteile der Nabenbremse===
*   Hub brakes don't have to arch over the tire, and so no design compromises are needed with wide tires.
* [[Nabenbremse]]n überwölben nicht den [[Reifen]]. Daher muss man keine Kompromisse mit der Reifenbreite und -höhe eingehen.
*   Hub brakes are little affected by wet conditions.
* Nabenbremsen werden nicht durch feuchte Wetterbedingungen beeinflusst.
*   They don't get clogged with mud and snow.
* Sie werden nicht durch Matsch oder Schnee zugesetzt.
*   They don't wear rims -- especially an issue in sand and mud, or with carbon-fiber composite rims.
* Es gibt keinen felgenverschleiß, was insbesondere bei Sand und Matsch oder [[Carbon]] Verbundstrukturfelgen ein Problem ist.
*   They aren't affected by rim damage or out-of-true.
* Beschädigte Felgen oder außermittige Laufräder beeinflussen nicht ihre Funktion.
*   They don't risk brake shoes' damaging the tire or diving under the rim and locking the wheel.
* Die Gefahr von Reifenschäden oder Abtauchen der Bremsbeläge unter die Felge und Laufradblockade existiert nicht.
*   They don't leave black dust (wear particles) on aluminum-alloy rims, to get all over your hands when you remove or replace a wheel.
* Sie hinterlassen keinen schwarzen Bremsstaub (Verschleißpartikel) auf [[Aluminium]]felgen, die man überall an die Finger bekommt, wenn man das Laufrad wechselt.
*   They work especially well with small wheels.
* Sie funktionieren besonders bei kleinen Laufrädern ausgezeichnet.
*   They dissipate heat without overheating the tire -- of special importance when used as a downhill drag brake on a tandem or cargo bike. (Few drum brakes, though, are designed for this use.)
* Die Hitzeableitung funktioniert, ohne dass der Reifen überhitzt werden kann. Das ist insbesondere bergab bei [[Schleppbremse]]n von tandems oder [[Lastenrad|Lastenrädern]] wichtig. Allerdings gibt es nur wenige Trommelbremsen, die für diesen Zweck geeignet sind.
*   They allow modifications which don't work with rim brakes, for example, reflective tape on the sides of the rim; zip ties as tire chains wrapped around the rim and tire.
* Man kann das Laufrad modifizieren, mit Dingen, die bei Felgenbremsen unmöglich wären. So kann man reflektierendes Klebeband an der Felgen anbringen oder Kabelbinder um Reifen und Felge als Schneekettenersatz anbringen.
*   Some frames have no provision to mount rim brakes, and so hub brakes are the only option
* Bei manchen Rahmen kann man keine Felgenbremsen anbringen (fehlende [[Cantisockel]]). Dort sind Nabenbremsen die einzige Option.


===Nachteile der Nabenbremse===
===Nachteile der Nabenbremse===
 
* Eine Nabenbremse wird wesentlich heißer als eine Felge bei einer [[Felgenbremse]]. Man riskiert Verletzungen, wenn man sie berührt. Die Hitze kann naheliegendes Gewebe oder Kunststoffe beschädigen.
*   A hub brake can get much hotter than a rim with a rim brake, risking injury if touched, and damage to nearby fabric or plastic items.
* Die aufgestaute Hitze in Trommelbremsen, die integraler Bestandteil einer Nabe sind, kann die Schmierung der Nabe verdampfen lassen (ähnlich wie bei einer [[Rücktrittbremse]]).
*   Heat buildup in drum brakes that are integral with the hub can vaporize the lubricant in the hub (as with coaster brakes).
* Die Bremswirkung einer Nabenbremse hängt vom Durchmesser der Trommel oder Scheibe ab. Ein kleiner Durchmesser ist im Allgemeinen schwächer und hat schlechtere Wärmeableitungsfähigkeiten.
*   The effectiveness of a hub brake depends on the diameter of the drum or disc. A small-diameter brake is generally weaker and has poorer heat dissipation.
* Das Drehmoment bei heftigem Einsatz am Vorderrad führt zum Einfluss der Bremse auf das Lenkverhalten, außer die Gabel ist außergewöhnlich steif. Die Bremse kann die [[Gabelscheide]] verbiegen, außer sie ist besonders stabil gebaut.
*   The torque from heavy use of a front hub brake results in "brake steer" unless the front fork is especially stiff, and can bend a fork blade unless it is especially strong.
* Nabenbremsen sind im Allgemeinen schwerer als Felgenbremsen.
*   Hub brakes are generally heavier than rim brakes.


==Trommelbremse vs. Scheibenbremse==
==Trommelbremse vs. Scheibenbremse==
===Vorteile der Trommelbremse===
===Vorteile der Trommelbremse===
 
* Trommelbremse benötigen weniger Wartung als [[Scheibenbremse]]n.
*   Drum brakes require less frequent maintenance than disc brakes.
* Eine Trommelbremse hat keinen außenliegenden Rotor, der verwunden oder verbogen werden kann, und dessen scharfer Rand bei einem Unfall zu Verletzungen führen kann.
*   A drum brake has no external rotor which risks getting warped or bent, and whose sharp edges can cause injury in a crash.
* Eine Vorderradtrommelbremse kann niemals das Vorderrad aus der Gabel ziehen.
*   A front drum brake does not tend to pull the wheel out of the fork.
* Trommelbremsen lassen sich leichter modulieren als Scheibenbremsen.
*   Drum brakes are generally easier to modulate than disc brakes.


===Nachteile der Trommelbremse===
===Nachteile der Trommelbremse===
* Die meisten Trommelbremsen für Fahrräder sind in die Nabe integriert. Wenn die Trommel verschlissen ist, muss die Nabe und damit im Allgemeinen das ganze Laufrad getauscht werden. Eine Bremsscheibe lässt sich leicht tauschen.
* Eine Vorderradtrommelbremse ist zumeist weniger als eine Scheibenbremse in der Lage, das Fahrrad schnell anzuhalten.
* Eine Trommelbremse kann wegen des Selbstverstärkungseffekts der führenden Bremsbelags manchmal blockieren und sich nicht lösen, wenn das Fahrrad steht. Ein kurzes Rückwärtsrollen löst in dem Fall die Bremse.
* Die Schmierung kann die Bremsbeläge einer Trommelbremse verschmutzen, wenn die Laufradlager sich innerhalb der Trommelbremse befinden. Das ist insbesondere der Fall, wenn die Bremse heiß wird und die Nabe eine Ölschmierung hat. Das trägt zum oben genannten Blockieren bei.
* Laufradlager innerhalb der Bremstrommel (wie bei den meisten Trommelbremsen) führt zur Gefahr von verbogenen oder brechenden Achsen.
* Die meisten Trommelbremsen haben schlechte Hitzeableitungseigenschaften, so dass sie anfällig sind für [[Bremsschwund]]. Daher sind sie nicht geeignet zur Geschwindigkeitskontrolle bei langen Abfahrten.
* Eine Trommelbremse erschwert den Aus- und Einbau eines Laufrads. Die meisten Trommelbremsen haben keine [[Schnellspanner|Schnellspannachse]]. Die Drehmomentstütze und der Zug müssen gelöst und wieder befestigt werden. Manche Trommelbremsen haben Schnellspannmechanismen für dafür.<br>Eine Scheibenbremse benötigt nach dem Tausch des Laufrads nur eine Neujustierung des Bremssattels.
* Scheibenbremsensättel und -scheiben können untereinander ausgetauscht werden. Trommelbremsenaufbauten sind immer proprietär.
* Die meisten Trommelbremsen haben die [[Speiche]]nlöcher auf der Außenseite der Trommel. Der große Außendurchmesser zum Einspeichen erfordert spezielle Aufmerksamkeit beim [[Laufradbau]]. Insbesondere benötigt man weniger Kreuzungen bei kleinen Laufraddurchmessern.


*    Most bicycle drum brakes are an integral part of the hub. If the drum is worn out, the hub, and so, generally, the wheel, must be replaced. A disc-brake rotor is easily replaced.
Alles in Allem sind bessere Trommelbremsen eine gute Wahl für Fahrräder, die im flachen Gelände und bei schlechtem Weter gefahren werden - das sind typischerweise städtische Bedingungen. Das gilt umso mehr für das Hinterrad als das Vorderrad.
*    A front drum brake is less likely than a disc brake to be effective enough for a quick stop.
*    A drum brake can sometimes "stick" and not release when the bicycle stops, due to self-energizing of the leading shoe. Rolling slightly backward releases the brake.
*    The lubricant can contaminate the brake shoes of a drum brake if the wheel bearing is inboard of the brake drum. This is more common if the brake gets hot, and with oil lubrication. This can contribute to the brake's "sticking" .
*    A wheel bearing inboard of the brake drum (with most drum brakes) also makes the axle more prone to bending and breakage.
*    Most drum brakes have poor heat dissipation, making them prone to brake fade, and so are not suitable for speed control on long downhill runs.
*    A drum brake makes the wheel harder to remove and replace. Most drum brakes do not allow a quick-release axle. The reaction arm and cable must be disconnected and reconnected. Some drum brakes do have quick-release attachments for these. A disc brake usually requires only adjustment of caliper clearance after replacing the wheel.
*    Disc brake calipers and rotors are easily interchanged. Drum-brake shoe assemblies are proprietary.
*    Most drum brakes have the spoke holes at the outside of the drum, and the large spoking diameter requires special attention when building a wheel, in particular, a low cross number if a small-diameter rim is used.
 
All in all, the better drum brakes can be a good choice on bicycles which are ridden in flatlands and wet weather -- typically, urban conditions, and more so on the rear wheel than the front.


==Sicherheitsaspekte der Trommelbremse==
==Sicherheitsaspekte der Trommelbremse==
Die einseitige Montage produziert einseitige Belastung der [[Gabel]], die potenziell zu Probleme im Fahrverhalten führen können. Die Belastung der Gabel ist erheblich, weil die Drehmomentstütze das Drehmoment des Bremsvorgangs auf einem relativ kurzen Hebel von der Nabe auf die Gabel überträgt. Jedoch kann die Trommelbremse nicht das Vorderrad aus den Ausfallenden der Gabel ziehen (wie es eine Scheibenbremse könnte), weil die Bremsplatte und die Trommel beide an der Achse montiert sind. Kräfte der Bremsbeläge und der Trommel sind gleich und wirken in gegenläufiger Richtung an der Achse. Jedoch können die Kräfte groß genug sein, um die Gabel zu biegen und es kann zum ungewollten Steuern durch die Bremse kommen. Im schlimmsten Fall kann die Gabelscheide verbogen werden.


One-sided mounting results in an unbalanced load on the front fork, potentially leading to handling issues. The load on the fork is heavy because the reaction arm takes up the torque from braking at a relatively short distance from the hub. However, a drum brake does not tend to pull the front hub out of the fork like a disc brake, because the backing plate and drum are both connected to the axle, Forces from the brake shoes and drum are equal and opposite at the axle and cancel each other out, so the reaction arm resists only torque. As mentioned, with a strong front drum brake, though, the torque may be enough to flex the fork, causing "brake steer" or even bending a fork blade.
Es sollte selbstverständlich sein, dass der Zug zu jeglicher Vorderradnabenbremse bei einer [[Federgabel]] grundsätzlich in einer Zughülle verlaufen muss. Jedoch sollte auch das gleiche bei einer starren Gabel gelten, weil das Flexen der Gabel während des Bremsvorgangs den offen verlaufenden Zug spannen kann und das zu einem Blockieren der Brems führt.


It goes without saying that the cable to any front hub brake on a suspension fork must be run in housing, but the cable to a front hub brake with a rigid fork must also be run in housing, because flexing of the fork during braking can tighten an open cable and lock the brake.
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''Hier hat jemand die [[Züge#Die_vier_Gebote_der_Zugverlegung|Hinweise zur Zugführung]] nicht beachtet.<br>
'''Bitte niemals einen offen liegenden Zug zur Vorderradbremse verlegen!'''<br>
Der Zug zur hinteren Bremse ist auch etwas lang geraten. Das bringt aber niemanden um.''
[[Datei:Drumcable1.jpg|center|Offen liegender Trommelbremszug. Bitte nicht machen!]]
</center>


Someone didn't read our advice on cable routing.
Ältere Bremsbeläge waren mit Asbest versetzt, das Lungenkrebs verursachen kann. Man sollte es vermeiden, Staub dieser Beläge einzuatmen.
DO NOT RUN AN OPEN CABLE TO A FRONT HUB BRAKE!
The rear cable is a bit long too, but that isn't a killer.


Open drum-brake cable. Do not do this!
Und wie schon früher erwähnt haben typische Trommelbremsen keine gute Hitzeableitung und tendieren zum Bremsschwund oder zum Verdampfen der Schmierung der Nabenlager, wenn sie zur Geschwindigkeitskontrolle bei langen Abfahrten eingesetzt werden.
 
Older brake-shoe linings generally contain asbestos, which causes lung cancer. Avoid breathing the dust from these linings.
 
And, as mentioned, typical drum brakes do not dissipate heat well enough to avoid brake fade or vaporizing the grease in the hub bearings, if used for speed control on long downhills.


==Montage und Wartung==
==Montage und Wartung==
A drum brake that is integral with the hub must of course be built into a wheel. The spokes must be crossed on the brake side of the hub to withstand the torque from the hub. A low cross number may be needed to avoid an excessive rim entry angle with a large-diameter of the drum and small wheel.
Eine Trommelbremse, die integraler Bestandteil einer Nabe ist, muss natürlich in ein [[Laufrad]] eingespeicht werden.Die [[Speiche]]n müssen auf der Bremsenseite der Nabe gekreuzt werden, um dem Drehmoment der Nabe widerstehen zu können. Dabei müssen niedrige Kreuzungszahlen gewählt werden, um zu exzessive Winkel der Speichen an der [[Felge]] zu vermeiden, wenn man eine Trommel mit großem Durchmesser und eine kleine Felge hat.
 
Most drum brakes use the same brake levers as caliper brakes. Some may work better with longer-travel levers, but also note the pulley trick described below.
 
The cable, as already mentioned, must run in housing to a front drum brake, but an open cable may run to a rear drum brake.


Apply the brake when tightening down the locknut that secures the brake-shoe backing plate. If an open cable runs to the brake, you will need to use another cable (in housing) for this step, as the left axle nut must still be loose. This step centers the brake shoes so they contact the drum evenly and equally.
Die meisten Trommelbremsen können mit Bremshebeln für [[Zangenbremse]]n benutzt werden. Manche Modelle benötigen jedoch Bremshebel mit langem Zugeinholweg. Hier kann der unten beschriebene Trick mit er [[Umlenkrolle]] hilfreich sein.


Tighten the axle nuts and reaction arm in steps, so they don't cause each other to bind before reaching their final positions. The reaction arm must be securely bolted to a part of the fork or frame capable of resisting the torque. Attachment should be with a clip that cinches tightly and prevents the reaction arm from rotating even a little bit if the brake is applied when the bicycle is facing uphill or rolling backward. Repeated back-and-forth motion of the reaction arm will loosen the axle nuts. Some bicycles have a "Pac Man" fitting on the left chainstay, so the reaction arm can simply be slid into and out of position; and also, there may be a quick release for the cable.
Der Zug - wie schon erwähnt - muss zum Vorderrad komplett in der [[Zughülle]] verlegt werden. Zur Hinterradbremse kann der Zug auch offen verlegt werden.


Cable quick release for a drum brake
Betätige den Bremshebel, wenn Du die [[Kontermutter]], die die Bremsbeläge gegen die Bremsplatte sichert, festziehst. Bei einem offen verlaufendem Zug, benötigst Du einen Zug im Gehäuse, da die linke Achsenmutter immer noch lose ist. Dieser Schritt zentriert die Bremsbeläge, so dass sie gleichmäßig die Trommel berühren können.


cable quick release for a drum brake
Ziehe Achsenmuttern und Drehmomentstütze in kleinen Schritten fest, damit sie sich nicht gegenseitig festziehen, bevor sie ihre endgültige Position erreicht haben. Die Drehmomentstütze muss sicher an einen Teil der Gabel oder des Rahmens befestigt werden, der den Drehmomenten der Bremse widerstehen kann. Die Befestigung erfolgt mit einem Band, das sich sicher und rutschfest befestigen lassen muss, damit die Drehmomentstütze sich nicht einmal ein minimales Stück verdrehen kann, wenn die Bremse bergauf oder rückwärtsrollend betätigt wird. Regelmäßige Vor- und Zurückbewegung wird die Achsenmutter lösen. Manche Fahrräder haben eine "Pac Man"-förmige Aufnahme an der linken Kettenstrebe, in die die Drehmomenstütze einfach eingeführt werden kann. Zusätzlich kann es einen Schnellspannmechanismus für den Zug geben.


In the photo below, an old Sturmey-Archer steel pulley doubles the cable travel and mechanical advantage with an (also old) Atom drum brake and serves as a cable quick release. The same trick is possible with the larger pulley of a Problem Solvers Travel Agent, avoiding the use of its smaller pulley, which would more quickly cause metal fatigue to the cable.
<center>
 
''Zugschnellspannmechanismus für eine Trommelbremse''
Pulley as cable-travel doubler and quick release
[[Datei:Arai-qr.jpg|center|Zugschnellspannmechanismus für eine Trommelbremse]]
 
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Pulley as cable QR
 
A drum-brake hub requires the same bearing maintenance as other hubs, and occasional cable adjustment as the brake shoes wear. If cable adjustment does not restore brake performance, the brake should be disassembled to check the shoes for wear and contamination. Often, the problem is that they have glazed, and a light sanding will cure the problem, but beware of asbestos with older brake linings.


Im Bild unten  verdoppelt eine alte [[Sturmey-Archer]] Umlenkrolle den Zugeinholweg und die Hebelübersetzung bei einer (ebenfalls alten) Atom Trommelbremse und bildet zeitgleich einen Schnellspannmechanismus. Der gleiche Trick ist mit der größeren Umlenkrolle eines Problem Solver [[Travel Agent]] möglich, der den schnellen Metallbruch durch kleine Umlenkrollen verhindert.
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''Umlenkrolle als Zugwegverlängerung und Schnellspannmechanismus''
[[Datei:Pulley-brake-qr.jpg|center|Umlenkrolle als Zugwegverlängerung und Schnellspannmechanismus]]
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Eine Trommelbremsennabe benötigt die gleiche Lagerwartungsarbeit wie andere Naben und gelegentliches justieren der Züge, um den Bremsbelagverschleiß auszugleichen. Wenn Zugjustierung die Bremsleistung nicht wiederherstellen kann, sollte die Bremse demontiert werden, um die Beläge auf Verschleiß und Verschmutzung zu prüfen. Oft sind die Beläge einfach verglast und leichtes schleifen mit Sandpapier heilt das Problem. Jedoch solltest Du daran denken, dass alte Beläge mit Asbest (Gesundheitsgefahr!) versetzt sind.


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* [[Züge]]
* [[Züge]]
* [[Das 1x1 der Shimano Rollerbrake]]
* [[Das 1x1 der Shimano Rollerbrake]]
*Wikipedia on drum brakes
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Trommelbremse Wikipedia über Trommelbremsen]
*Wikipedia on bicycle drum brakes
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrradbremse#Trommelbremse Wikipedia über Fahrradtrommelbremsen]
*Bike-manual.com on drum brakes
* [http://www.bike-manual.com/brands/diamant/om/hybrid/bk_internal.html Bike-manual.com über Trommelbremsen (englisch)]
*Precision Tandems page about the Arai drag brake for tandems
* [https://www.precisiontandems.com/arai.htm Precision Tandems Seite über die Arai Schleppbremse für Tandems (englisch)]
*Technical paper about cam-operated simplex drum brakes
* [https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/1233/90651.0001.001.pdf Technische Dokumentation über nockenangesteuerte Simplex Trommelbremsen (PDF/englisch)]


==Quelle==
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Aktuelle Version vom 19. November 2019, 10:48 Uhr

Dieser Artikel behandelt ausschließlich Trommelbremsen. Für Vorschläge zu besseren oder schlechteren Bremsen für unterschiedliche Arten von Fahrrädern (Kinder, Alltag, Reise, Tandems, Mountainbikes, Rennräder, usw.) sollte man mit dem Übersichtsartikel Die richtige Bremse für mein Fahrrad beginnen. Weitere interessante Artikel sind die Bemerkungen zu Bremshebeln von Direktzugbremsen und der Artikel über Bremszüge.

Eine Sturmey-Archer Trommelbremse
Eine Sturmey-Archer Trommelbremse


Was ist eine Trommelbremse?

Eine Trommelbremse ist eine mit der Hand angesteuerte Nabenbremse, bei denen die Bremsbeläge von Innen gegen eine zylindrische Trommel drücken.. Trommelbremsen waren eine zeit lang die am weitest verbreiteten Bremsentypen für Motorfahrzeuge und wurden inzwischen von Scheibenbremsen abgelöst. Trommelbremsen sind bei Lastenrädern in Ländern mit feuchtem Wetter sehr beliebt. Weniger beliebt sind sie bei Alltags- oder Rennrädern, bei denen Felgenbremsen vorherrschen und Scheibenbremsen auf dem Vormarsch sind.

Eine Trommelbremse kann sowohl ein integraler Bestandteil der nabe sein oder si wird an der linken Seite der nabe ähnouch wie ein Schraubkranz (rechts) aufgeschraubt. Da das Drehmoment der Bremse gegenläufig zu dem eines Schraubkranzes ist, ist das Gewinde genauso ein Rechtsgewinde wie das beim Schraubkranz.

Eine vordere Trommelbremse lässt sich mit einem Nabendynamo verbinden so wie sich eine Hintere Trommelbremse mit einer Nabenschaltung verbinden lässt. Spezielle sehr große Trommelbremsenmodelle wurden als Schleppbremsen für Tandems benutzt, da sie gute Hitzeleitfähikeiten bei langen Abfahrten bieten.

Die Shimano Rollerbrake ist eine spezielle Art der Trommelbremse und wird in einem separaten Artikel behandelt.

Wie funktioniert eine Trommelbremse?

Eine Trommelbremse hat zwei Bremsbeläge, die sich gegenüberliegen. Sie werden durch einen Mechanismus aktiviert, der sie auf einer oder auf beiden Seiten auseinanderdrückt. Dieser Auswärtsdruck gegen die Innenseite der Trommel erzeugt Reibung. Die Trommel ist Teil des Nabenkörpers oder wird an die Nabe angeschraubt und verlangsamt durch die Reibung das Laufrad. Die Bremsbeläge sind auf einem Bremsträger montiert, der mit der Achse und durch eine Drehmomentstütze mit dem Rahmen oder der Gabel verbunden ist, um Drehmoment aufzunehmen. Wenn man die Bremse löslässt, holt eine Feder die Bremsbeläge wieder einwärts weg von der Bremstrommel.

Die meisten Trommelbremsen aus dem Automobilbereich werden durch Hydraulikkolben angesteuert. Eine Fahrradtrommelbremse hat jedoch eine Seilzugansteuerung, die eine Nocke bewegt durch die die Bremsbeläge auswärts gedrückt werden. Unten stehendes Bild zeigt eine teilzerlegte Sturmey-Archer Trommelbremse. Das Trommelgehäuse sieht man oben und unten sieht man die Bremsbeläge auf der Bremsplatte.

Das Innenleben einer Trommelbremse

Das nächste Foto verdeutlicht die Position des Gelenks (blauer Pfeil), dessen Federring den Wechsel der Bremsbeläge ermöglicht. Unter den Belägen versteckt sich bis zu den Enden (grüner Pfeil) eine Feder. Diese zieht die Bremsbeläge zurück, wenn man den Bremsgriff loslässt.

Verortung von Gelenk und Federn

Im nächsten Bild sieht man, wie ein Hebel die Nocke (roter Pfeil) rotiert und die Bremsbeläge spreizt. Wenn die Bremse im Einsatz ist, wird die Zughülle an der C-förmigen Aufnahme (dort wo der Daumen der Hand ist) gehalten und der Innenzug wird ans Ende des Hebels geschraubt. Das Loch am Ende der Drehmomentstütze ist für ein Klemmband, das die Drehmomentsütze gegen Rahmen oder Gabel sichert.

Die Form der Nocke beeinflusst den Einsatz der Bremse. Wenn die gestreckte Nocke dieser Bremse (typisch für Trommelbremsen) gedreht wird, um stärker zu Bremsen, erhöht sich die Hebelübersetzung. Der Handhebel muss weiter gezogen werden, aber die Bremskraft steigt nicht so schnell an wie erwartet. Zusätzlich steigt die Hebelübersetzung durch den Bremsbelagverschleiß. Eine Nocke mit sprialförmiger Kante auf jeder Seite würde in eine lineare Wirkungsweise münden, so wie es bei anderen Bremsentypen üblich ist. Jedoch erhöht sich die Reibung, so dass die Feder nicht die Bremsbeläge, Zug und den Hebel zurückbewegen kann.

Ansteuern der Trommelbremse

Der mechanischen Einfachheit halber haben Fahrradbremsen einen Simplex Mechanismus. Jedes Ende eines Bremsbelags ist mit einem Gelenk verbunden. Die Beläge bewegen sich kaum auswärts und hat geringen Verschleiß. Der führende Bremsbelag ist derjenige, bei dem sich die Bremstrommel in Richtung des Gelenks bewegt. Umgekehrtes gilt für den folgenden Belag. Die Rotation der Trommel sorgt dafür, dass sich der führende Bremsbelag "eingräbt" und somit stärker gegen die Trommel drückt und Last von der Nocke nimmt. Der folgende Bremsbelag nimmt Last vom Gelenk und erhöht die last auf die Nocke. Anfänglich verschleißt der führende Bremsbelag stärker. Jedoch sorgt die Nocke für gleichen Versatz beider Bremsbeläge (mehr oder weniger wegen der kleinen Unterschiede im Radius des Bewegungsspiels der Nocke). Aus diesem Grund gleichen sich Kräfte und Verschleiß der beiden Bremsbeläge an, sobald die Bremse eingefahren ist.

Welcher Bremsbelag der führende ist, hängt von der Rollrichtung des Fahrrads ab. In den meisten Fällen wird eine Fahrradbremse benutzt, wenn das Fahrrad vorwärts rollt, jedoch auch, wenn man das Rückwärtsrollen des Fahrrads bergauf zeigend verhindern will.

Folgende Illustration verdeutlicht die Nockenansteuerung als auch zwei Typen von hydraulischer Ansteuerung, die zu gleichmäßiger Kraftverteilung statt gleichem Versatz an den Bremsbelägen führen. Der Duplex-Typ hat effektiv zwei führende Bremsbeläge. Wenn das Fahrzeug rückwärts statt vorwärts rollt ist der Duplex Typ weniger effektiv als der Simplex-Typ. Kannst Du erkennen, warum das so ist?

Trommelbremsentypen

Trommelbremsentypen. Die schwarzen Halbmonde außerhalb der Trommel stellen grafisch den Druck des Bremsbelags gegen die Trommel dar.
Illustration CC by SA 4.0 vom Wikipedia Contributor A7N8X, modifiziert.

Nabenbremse vs. Felgenbremse

Vorteile der Nabenbremse

  • Nabenbremsen überwölben nicht den Reifen. Daher muss man keine Kompromisse mit der Reifenbreite und -höhe eingehen.
  • Nabenbremsen werden nicht durch feuchte Wetterbedingungen beeinflusst.
  • Sie werden nicht durch Matsch oder Schnee zugesetzt.
  • Es gibt keinen felgenverschleiß, was insbesondere bei Sand und Matsch oder Carbon Verbundstrukturfelgen ein Problem ist.
  • Beschädigte Felgen oder außermittige Laufräder beeinflussen nicht ihre Funktion.
  • Die Gefahr von Reifenschäden oder Abtauchen der Bremsbeläge unter die Felge und Laufradblockade existiert nicht.
  • Sie hinterlassen keinen schwarzen Bremsstaub (Verschleißpartikel) auf Aluminiumfelgen, die man überall an die Finger bekommt, wenn man das Laufrad wechselt.
  • Sie funktionieren besonders bei kleinen Laufrädern ausgezeichnet.
  • Die Hitzeableitung funktioniert, ohne dass der Reifen überhitzt werden kann. Das ist insbesondere bergab bei Schleppbremsen von tandems oder Lastenrädern wichtig. Allerdings gibt es nur wenige Trommelbremsen, die für diesen Zweck geeignet sind.
  • Man kann das Laufrad modifizieren, mit Dingen, die bei Felgenbremsen unmöglich wären. So kann man reflektierendes Klebeband an der Felgen anbringen oder Kabelbinder um Reifen und Felge als Schneekettenersatz anbringen.
  • Bei manchen Rahmen kann man keine Felgenbremsen anbringen (fehlende Cantisockel). Dort sind Nabenbremsen die einzige Option.

Nachteile der Nabenbremse

  • Eine Nabenbremse wird wesentlich heißer als eine Felge bei einer Felgenbremse. Man riskiert Verletzungen, wenn man sie berührt. Die Hitze kann naheliegendes Gewebe oder Kunststoffe beschädigen.
  • Die aufgestaute Hitze in Trommelbremsen, die integraler Bestandteil einer Nabe sind, kann die Schmierung der Nabe verdampfen lassen (ähnlich wie bei einer Rücktrittbremse).
  • Die Bremswirkung einer Nabenbremse hängt vom Durchmesser der Trommel oder Scheibe ab. Ein kleiner Durchmesser ist im Allgemeinen schwächer und hat schlechtere Wärmeableitungsfähigkeiten.
  • Das Drehmoment bei heftigem Einsatz am Vorderrad führt zum Einfluss der Bremse auf das Lenkverhalten, außer die Gabel ist außergewöhnlich steif. Die Bremse kann die Gabelscheide verbiegen, außer sie ist besonders stabil gebaut.
  • Nabenbremsen sind im Allgemeinen schwerer als Felgenbremsen.

Trommelbremse vs. Scheibenbremse

Vorteile der Trommelbremse

  • Trommelbremse benötigen weniger Wartung als Scheibenbremsen.
  • Eine Trommelbremse hat keinen außenliegenden Rotor, der verwunden oder verbogen werden kann, und dessen scharfer Rand bei einem Unfall zu Verletzungen führen kann.
  • Eine Vorderradtrommelbremse kann niemals das Vorderrad aus der Gabel ziehen.
  • Trommelbremsen lassen sich leichter modulieren als Scheibenbremsen.

Nachteile der Trommelbremse

  • Die meisten Trommelbremsen für Fahrräder sind in die Nabe integriert. Wenn die Trommel verschlissen ist, muss die Nabe und damit im Allgemeinen das ganze Laufrad getauscht werden. Eine Bremsscheibe lässt sich leicht tauschen.
  • Eine Vorderradtrommelbremse ist zumeist weniger als eine Scheibenbremse in der Lage, das Fahrrad schnell anzuhalten.
  • Eine Trommelbremse kann wegen des Selbstverstärkungseffekts der führenden Bremsbelags manchmal blockieren und sich nicht lösen, wenn das Fahrrad steht. Ein kurzes Rückwärtsrollen löst in dem Fall die Bremse.
  • Die Schmierung kann die Bremsbeläge einer Trommelbremse verschmutzen, wenn die Laufradlager sich innerhalb der Trommelbremse befinden. Das ist insbesondere der Fall, wenn die Bremse heiß wird und die Nabe eine Ölschmierung hat. Das trägt zum oben genannten Blockieren bei.
  • Laufradlager innerhalb der Bremstrommel (wie bei den meisten Trommelbremsen) führt zur Gefahr von verbogenen oder brechenden Achsen.
  • Die meisten Trommelbremsen haben schlechte Hitzeableitungseigenschaften, so dass sie anfällig sind für Bremsschwund. Daher sind sie nicht geeignet zur Geschwindigkeitskontrolle bei langen Abfahrten.
  • Eine Trommelbremse erschwert den Aus- und Einbau eines Laufrads. Die meisten Trommelbremsen haben keine Schnellspannachse. Die Drehmomentstütze und der Zug müssen gelöst und wieder befestigt werden. Manche Trommelbremsen haben Schnellspannmechanismen für dafür.
    Eine Scheibenbremse benötigt nach dem Tausch des Laufrads nur eine Neujustierung des Bremssattels.
  • Scheibenbremsensättel und -scheiben können untereinander ausgetauscht werden. Trommelbremsenaufbauten sind immer proprietär.
  • Die meisten Trommelbremsen haben die Speichenlöcher auf der Außenseite der Trommel. Der große Außendurchmesser zum Einspeichen erfordert spezielle Aufmerksamkeit beim Laufradbau. Insbesondere benötigt man weniger Kreuzungen bei kleinen Laufraddurchmessern.

Alles in Allem sind bessere Trommelbremsen eine gute Wahl für Fahrräder, die im flachen Gelände und bei schlechtem Weter gefahren werden - das sind typischerweise städtische Bedingungen. Das gilt umso mehr für das Hinterrad als das Vorderrad.

Sicherheitsaspekte der Trommelbremse

Die einseitige Montage produziert einseitige Belastung der Gabel, die potenziell zu Probleme im Fahrverhalten führen können. Die Belastung der Gabel ist erheblich, weil die Drehmomentstütze das Drehmoment des Bremsvorgangs auf einem relativ kurzen Hebel von der Nabe auf die Gabel überträgt. Jedoch kann die Trommelbremse nicht das Vorderrad aus den Ausfallenden der Gabel ziehen (wie es eine Scheibenbremse könnte), weil die Bremsplatte und die Trommel beide an der Achse montiert sind. Kräfte der Bremsbeläge und der Trommel sind gleich und wirken in gegenläufiger Richtung an der Achse. Jedoch können die Kräfte groß genug sein, um die Gabel zu biegen und es kann zum ungewollten Steuern durch die Bremse kommen. Im schlimmsten Fall kann die Gabelscheide verbogen werden.

Es sollte selbstverständlich sein, dass der Zug zu jeglicher Vorderradnabenbremse bei einer Federgabel grundsätzlich in einer Zughülle verlaufen muss. Jedoch sollte auch das gleiche bei einer starren Gabel gelten, weil das Flexen der Gabel während des Bremsvorgangs den offen verlaufenden Zug spannen kann und das zu einem Blockieren der Brems führt.

Hier hat jemand die Hinweise zur Zugführung nicht beachtet.
 Bitte niemals einen offen liegenden Zug zur Vorderradbremse verlegen!
Der Zug zur hinteren Bremse ist auch etwas lang geraten. Das bringt aber niemanden um.

Offen liegender Trommelbremszug. Bitte nicht machen!

Ältere Bremsbeläge waren mit Asbest versetzt, das Lungenkrebs verursachen kann. Man sollte es vermeiden, Staub dieser Beläge einzuatmen.

Und wie schon früher erwähnt haben typische Trommelbremsen keine gute Hitzeableitung und tendieren zum Bremsschwund oder zum Verdampfen der Schmierung der Nabenlager, wenn sie zur Geschwindigkeitskontrolle bei langen Abfahrten eingesetzt werden.

Montage und Wartung

Eine Trommelbremse, die integraler Bestandteil einer Nabe ist, muss natürlich in ein Laufrad eingespeicht werden.Die Speichen müssen auf der Bremsenseite der Nabe gekreuzt werden, um dem Drehmoment der Nabe widerstehen zu können. Dabei müssen niedrige Kreuzungszahlen gewählt werden, um zu exzessive Winkel der Speichen an der Felge zu vermeiden, wenn man eine Trommel mit großem Durchmesser und eine kleine Felge hat.

Die meisten Trommelbremsen können mit Bremshebeln für Zangenbremsen benutzt werden. Manche Modelle benötigen jedoch Bremshebel mit langem Zugeinholweg. Hier kann der unten beschriebene Trick mit er Umlenkrolle hilfreich sein.

Der Zug - wie schon erwähnt - muss zum Vorderrad komplett in der Zughülle verlegt werden. Zur Hinterradbremse kann der Zug auch offen verlegt werden.

Betätige den Bremshebel, wenn Du die Kontermutter, die die Bremsbeläge gegen die Bremsplatte sichert, festziehst. Bei einem offen verlaufendem Zug, benötigst Du einen Zug im Gehäuse, da die linke Achsenmutter immer noch lose ist. Dieser Schritt zentriert die Bremsbeläge, so dass sie gleichmäßig die Trommel berühren können.

Ziehe Achsenmuttern und Drehmomentstütze in kleinen Schritten fest, damit sie sich nicht gegenseitig festziehen, bevor sie ihre endgültige Position erreicht haben. Die Drehmomentstütze muss sicher an einen Teil der Gabel oder des Rahmens befestigt werden, der den Drehmomenten der Bremse widerstehen kann. Die Befestigung erfolgt mit einem Band, das sich sicher und rutschfest befestigen lassen muss, damit die Drehmomentstütze sich nicht einmal ein minimales Stück verdrehen kann, wenn die Bremse bergauf oder rückwärtsrollend betätigt wird. Regelmäßige Vor- und Zurückbewegung wird die Achsenmutter lösen. Manche Fahrräder haben eine "Pac Man"-förmige Aufnahme an der linken Kettenstrebe, in die die Drehmomenstütze einfach eingeführt werden kann. Zusätzlich kann es einen Schnellspannmechanismus für den Zug geben.

Zugschnellspannmechanismus für eine Trommelbremse

Zugschnellspannmechanismus für eine Trommelbremse

Im Bild unten verdoppelt eine alte Sturmey-Archer Umlenkrolle den Zugeinholweg und die Hebelübersetzung bei einer (ebenfalls alten) Atom Trommelbremse und bildet zeitgleich einen Schnellspannmechanismus. Der gleiche Trick ist mit der größeren Umlenkrolle eines Problem Solver Travel Agent möglich, der den schnellen Metallbruch durch kleine Umlenkrollen verhindert.

Umlenkrolle als Zugwegverlängerung und Schnellspannmechanismus

Umlenkrolle als Zugwegverlängerung und Schnellspannmechanismus

Eine Trommelbremsennabe benötigt die gleiche Lagerwartungsarbeit wie andere Naben und gelegentliches justieren der Züge, um den Bremsbelagverschleiß auszugleichen. Wenn Zugjustierung die Bremsleistung nicht wiederherstellen kann, sollte die Bremse demontiert werden, um die Beläge auf Verschleiß und Verschmutzung zu prüfen. Oft sind die Beläge einfach verglast und leichtes schleifen mit Sandpapier heilt das Problem. Jedoch solltest Du daran denken, dass alte Beläge mit Asbest (Gesundheitsgefahr!) versetzt sind.

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Siehe auch

Quelle

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Bicycle Drum Brakes von der Website Sheldon Browns. Originalautor des Artikels ist John Allen.

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