Wie funktionieren Bandbremsen?: Unterschied zwischen den Versionen

Wie funktionieren Bandbremsen? (Quelltext anzeigen)

Version vom 16. Juli 2018, 07:27 Uhr

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 Die Rotation der Trommel einer Bandbremse erzeugt einen Zug am Band, das sie umschlingt. Daraus resultiert der sogenannte "Seilreibungseffekt", der die Bremswirkung multipliziert. Diesen Seilreibungseffekt kann man selbst experimentell verfolgen, indem man ein Seil um einen Baum schlingt. Halte beide Enden des Seils jeweils in einer Hand. Nun ziehe an einem Ende kräftig und am anderen Ende nur leicht. Wenn das Seil nur halb um den Baum gewickelt ist, fängt es an zu rutschen, sobald Du die leicht gezogene Seite loslässt. Wenn man das Seil mindestens eineinhalb mal um den Baum wickelt, wird es nicht rutschen, egal wie hart man am Seilende zieht.
-[https://de.wikipedia.org/wiki/Euler-Eytelwein-Formel A Wikipedia article] describes echnical details of the capstan effect, but here's a simpler explanation: where the lightly-tensioned end of the rope pulls away from the tree, it is in line with the side of the tree trunk, and it isn't pressing on the tree at all -- so the tree trunk isn't pulling on the rope there, at all. After a quarter turn, the tension on the rope is pressing it directly inward against the tree trunk, so friction allows the tree trunk to resist the tension from the other end of the rope. That friction, in turn, allows the rope to resist more tension after the next quarter turn, and so forth. So, starting at the lightly-tensioned end, the tension increases as the rope wraps farther and farther around the tree. If the rope is wrapped far enough, a light pull on one end of the rope, or even the weight of the rope itself, generates enough friction to resist a hard pull on the other end.
+[https://de.wikipedia.org/wiki/Euler-Eytelwein-Formel Ein Wikipedia Artikel] erläutert die physikalisch mathematischen Grundlagen. An der Seite auf der das leicht gespannte Seilende vom Baum weggezogen wird, verläuft es tangential zum Baumstamm und drückt nicht gegen den Stamm. So zieht der Baum nicht am Seil. Nach einer viertel Umrundung drückt die Spannung auf dem Seil dieses gegen den Stamm. So kann die Reibung dazu führen, dass der Baumstamm der Zugspannung von der anderen Seite des Seils entgegenwirkt. Nach einer weiteren viertel Umrundung steigt die Reibung so stark an, dass sie noch mehr Zugspannung von dieser Seite des Seils widersteht usw. Daher vom leicht gespannten Seilende aus gesehen steigert sich die Reibung am Baumstamm immer weiter je weiter das Seil um den Baum geschlungen ist. Wenn das Seil weit genug um den Baum geschlungen ist reicht nur ein kleines Gewicht oder nur ganz wenig Zug am leicht gespannten Ende um auf der anderen Seite des Seils sehr starken Zugkräften zu widerstehen.
 In the image above, pulling up on the lever one end of the band (at a1) tightens the band against the drum. The other end of the band is attached (at a2) to the lever on the other side of the pivot, so the capstan effect rotates the lever around the pivot and pulls the band tighter. This makes the brake self-locking: if it is applied strongly enough, the band will hold the lever up and keep the drum from turning until the lever is actively pushed down. This is a differential band brake, similar to our example of wrapping the rope around the tree because both ends of the band are active.