frână cu tambur

Vedere în frâna cu tambur deschisă (tamburul de frână scos) al unui Škoda Fabia I
1 cilindru de frână a roții
2 suport inferior (rulment contra)
3 saboți de frână (stânga și dreapta)
4 garnitură de frână
5 butuc de roată cu cinci filete interne pentru șuruburile roții
6 reglare pană
7
arcuri de retragere (sus și jos) 8 placă de arc cu arc și șurub de fixare
9 capace de praf ale cilindrului frânei roții

Frânele cu tambur sunt frâne de frecare în care garniturile de frână acționează pe o suprafață cilindrică (tamburul). Când frâna este acționată, căptușeala frânei este de obicei presată din interior împotriva tamburului rotativ. La autovehicule , frânele cu tambur au fost înlocuite cu frâne cu disc . La mașinile mai puțin puternice, acestea sunt încă utilizate pe puntea spate; Frâna cu tambur este încă de ultimă generație pentru vehiculele comerciale grele și remorci.

În tamburul de frână rotativ, cele două saboți de frână, care sunt montate mobil pe placa de ancorare a frânei, sunt presate din interior . Acest lucru se face mecanic printr-un arbore cu came , o pană în expansiune sau un cilindru de frână a roții .

poveste

Frâne de tambur după Walter Russell Mortimer, desene brevetate din 1882

Dezvoltarea frânei cu tambur a fost influențată de frâna cu bandă exterioară . Walter Russell Mortimer a primit primul său brevet pentru o frână cu tambur pentru biciclete în 1881. Frânele cu tambur au fost utilizate pentru prima dată într- un automobil în 1900 pe roțile din spate ale unui Mercedes de 35 CP , proiectat de Wilhelm Maybach . Plăcuțele de frână au fost răcite cu apă.

„Se pare că Maybach nu a patentat nici frânele cu tambur și nici răcirea cu apă, astfel încât frânele cu tambur s-au stabilit în industria auto într-un timp foarte scurt.”

- Olaf von Fersen

În 1902, Louis Renault a solicitat brevete pentru diferite tipuri de frâne interne pentru pantofi și în cele din urmă a adoptat frâna Simplex în producția de serie. La motocicletă , frâna interioară a pantofului a fost doar în anii 1920, cu tehnica anterioară.

avantaje

  • Datorită armăturii interne, sunt necesare doar forțe de acționare relativ reduse. Măsura pentru armarea internă este parametrul de frână C *. În funcție de proiectare, este între două și cinci ori coeficientul de frecare µ. Aceasta înseamnă că se poate renunța la un servofren de frână la vehiculele ușoare .
  • Designul închis protejează saboții de frână de particulele grosiere. Acesta este motivul pentru care frânele cu tambur sunt încă utilizate în mod predominant în vehiculele off-road actuale și camioanele de pe șantier .
  • Spațiul direcționat spre interior între placa de ancorare și tamburul de frână înseamnă că mai puțin abraziune (praf de frână) se așează pe jantă.
  • Frânele cu tambur durează mai mult decât frânele cu disc. Unele manuale de întreținere prevăd doar verificarea și scoaterea tamburului de frână pentru a îndepărta abraziunea și rugina într-un interval mai lung de întreținere și reînnoirea saboților de frână și a pieselor mici la intervale duble.

dezavantaj

  • La frânele cu tambur, schimbarea garniturilor de frână este mai complexă decât la frânele cu disc .
  • Frânele cu tambur sunt mai sensibile la fluctuațiile coeficientului de frecare comparativ cu frânele cu disc. În autoturismele cu frâne cu tambur pe puntea față, care erau comune până în anii 1970, acest lucru ducea adesea la tragerea vehiculului lateral sau la izbucnirea la frânare.
  • Cu aceeași performanță de frânare - în camioane - o frână cu tambur este mai grea decât o frână cu disc corespunzătoare.
  • Disiparea căldurii de la frânele puternic încărcate este relativ slabă.
  • Fluctuațiile caracteristice ale valorii ( decolorare ) apar cu sarcini termice ridicate .

Tipuri

Plăcuțe de frână Simplex fără came expandabile
Frână duplex
Frână duo-duplex ( Aermacchi )
Frână cu tambur pe vehiculele feroviare, aici pe M 260.0 din 1938

Frână Simplex

Frâna simplex este cel mai simplu și cel mai utilizat tip de frână cu tambur. Acesta poate fi găsit în orice, de la biciclete la camioane grele. Are un sabot de frână de rulare și un sabot de frână de rulare. Aceasta înseamnă că efectul de frânare este același atât în ​​deplasarea înainte, cât și în cea inversă. Saboții de frână sunt împrăștiați de un cilindru central al roții, în timp ce saboții de frână sunt montați în jurul unui pivot de cealaltă parte. În cazul camioanelor și remorcilor grele, acționarea se face printr-o S-cam. Versiunea mică a frânei simplex poate fi găsită ca frână de parcare în multe mașini . Parametrul de frână C * este 2.0.

Există 3 variante cu structuri diferite.

cilindru
Saboții de frână sunt acționați printr-un cilindru (cilindru de frână de roată). Aceasta este controlată hidraulic și generează forțe la fel de mari în ambele direcții. Această acționare este utilizată în principal în mașini și autoutilitare ușoare.
Înșelătorie
Saboții de frână sunt acționați printr-o cameră S. Acesta se așează pe arborele cu came al frânei, care este rotit de un dispozitiv de reglare a jocului. Camera, care este controlată din exterior cu un cilindru de frână cu aer comprimat, și fixarea fixă ​​au ca rezultat aproximativ aceeași uzură a căptușelii de pe fălcile superioare și inferioare. Este utilizat în vehiculele comerciale .
cilindru extern
În variantă, o supapă este controlată de un aer comprimat extern sau de un cilindru hidraulic. Acest piston, mișcat de cilindru, răspândește cele două saboți de frână. Acest tip este utilizat în principal la vehiculele utilitare ușoare până la medii cu frâne cu aer comprimat.

În orice caz, următoarele se aplică frânei simplex: Datorită direcției de rotație a tamburului de frână, forța de prindere a sabotului de frână este mărită de forța de frecare.

Frână duplex

→ Articol principal: Frână duplex

Cu frâna duplex, fiecare sabot de frână are propriul dispozitiv de acționare pe o parte. Ca urmare, ambele fălci se deschid și, prin urmare, se auto-întăresc. Parametrul de frână C * este de 3,0 când mergeți înainte și este semnificativ mai mic atunci când conduceți înapoi. Avantajul față de frâna simplex este un efect de frânare cu aproximativ 50% mai mare, cu aceeași forță de acționare. Dezavantajul lor este costurile mai mari de fabricație și întreținere și faptul că efectul de frânare este semnificativ mai mic la mersul înapoi. Înainte de introducerea generală a frânelor pe disc , frânele duplex erau utilizate în principal pe puntea față a autoturismelor grele și a vehiculelor utilitare ușoare, precum și pe motociclete .

Frână duo-duplex

Spre deosebire de frâna duplex, frâna duo-duplex are doi cilindri cu roți cu acțiune dublă în loc de doi cilindri cu roți cu acțiune simplă. Deși acest lucru are ca rezultat o presiune de contact mai mare a saboților de frână, se renunță la autoamplificarea prin rotație. Are același efect atunci când conduceți înainte și înapoi. Acest design elaborat a fost greu folosit din anii 1960. Parametrul de frână C * este 3,0 pentru deplasarea înainte și înapoi.

Servo frână

Frâna servo are cel mai mare câștig intern. La fel ca frâna simplex, are un cilindru de roată, în timp ce saboții de frână plutesc în punctul de pivot inferior. Forța de susținere a maxilarului primar (alergând în sus) este transferată pe maxilarul secundar (alergând în jos) printr-un șurub de presiune și auto-întărirea este produsă în ambele saboți de frână într-o direcție de deplasare. Nu există auto-întărire la mersul înapoi.

Acest lucru are ca rezultat o diferență foarte mare în efectul de frânare între conducerea înainte și înapoi. Datorită armăturii interne ridicate a frânei servo, aceasta necesită cele mai mici forțe de acționare, dar este dificil de dozat și foarte sensibil la fluctuațiile coeficientului de frecare al garniturilor de frână. Parametrul de frână C * este de 5,0 când mergeți înainte și este semnificativ mai mic atunci când conduceți înapoi.

Servo frână Duo

Servo frâna duo este inițial identică cu servo frâna. Dezavantajul efectului de frânare insuficient la mersul înapoi este compensat de faptul că știftul de presiune poate fi sprijinit pe un rulment în funcție de direcția de mișcare. Acest lucru duce la două saboți de frână de rulare (auto-energizați) în ambele direcții.

Se folosește în camioanele ușoare și medii și ca frână de parcare (cupă) la autoturismele cu patru discuri de frână (flanșate la suportul roții împreună cu frâna cu disc pe puntea spate). Parametrul de frână C * este 5,0 pentru deplasarea înainte și înapoi. Aceasta este cea mai înaltă auto-întărire posibilă.

Frână cu tambur cu 3 pantofi

La mijlocul anilor 1960, Alfa Romeo avea frâne cu tambur cu trei pantofi care se apropiau în modelele 101 (Giulia Spider, Sprint, Sprint Speciale) și 105 (seria Giulia 1st) pe puntea față.

Fiecare dintre cele trei saboți de frână este acționată de propriul cilindru de frână.

Frână de sabot externă

Frână de sabot externă

Frânele cu tambur sunt disponibile și în regim invers: saboții de frână alunecă pe tambur din exterior. Aceste frâne cu tambur pot fi găsite în zilele noastre în ingineria mecanică, în special în tehnologia transportoarelor pentru frânarea mașinilor transportoare, de ex. B. în minerit, ascensoare și inginerie marină, și sunt de obicei atașate la arborele de intrare sau de ieșire al cutiilor de viteze . Acest tip de frână cu tambur era de asemenea obișnuit în automobile în anii 1920, ca frână pe cutia de viteze sau pe arborele cardan și, astfel, a frânat indirect puntea spate prin tracțiunea axului, fără a fi nevoie de frâne speciale pe roți. Acest sistem a fost folosit și ca frână de parcare pentru o lungă perioadă de timp. De asemenea, au fost adesea folosite în construcția de vagoane în anii 1930. Aici existau formele de aplicare a frânelor exterioare de încălțăminte ( vagoane standard DR ) și a frânelor interne de încălțăminte ( ČSD M 260.001 ). Viteza maximă a vehiculelor echipate cu aceste frâne a fost permisă doar pentru 90 km / h, astfel încât zona de aplicare a acestora a fost limitată la utilizarea pe liniile de ramură sau în traficul suburban .

Frână cardanică

Frână cardanică a BMW R 47

Producătorul de motociclete BMW a folosit așa-numita frână cardanică pe modelul sportiv BMW R 37 din 1924 . De atunci, toate noile modele BMW au primit această frână, folosită ultima dată pe BMW R 11 și BMW R 16 , care au fost construite din 1930 până în 1934. Din 1931, BMW a schimbat frânele din spate pe frâne cu tambur cu BMW R 2 .

literatură

  • Bert Breuer, Karlheinz H. Bill: Manual de frânare: elemente de bază, componente, sisteme, dinamica conducerii. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-8348-0064-0 .
  • MAN Nutzfahrzeuge Group: Bazele tehnologiei vehiculelor utilitare. Cunoștințe de bază despre camioane și autobuze; Instruire de marketing. Kirschbaum Verlag, Bonn 2004, ISBN 3-7812-1640-3 .

Link-uri web

Commons : tambur  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio
Wikționar: tambur  - explicații privind semnificațiile, originea cuvintelor, sinonime, traduceri

Dovezi individuale

  1. ^ Tony Hadland, Hans-Erhard Lessing: Bicycle Design. O istorie ilustrată. MIT Press, Cambridge / Londra 2014, ISBN 978-0-262-02675-8 , pp. 285 și urm.
  2. ↑ brevet britanic nr. 3279, 26 iulie 1881; Brevetul francez nr. 134967 eliberat la 20 ianuarie 1882; Brevetul SUA nr. 258793, din 30 mai 1882 ( online la Google Patents).
  3. ↑ Olaf von Fersen (ed.): Un secol de tehnologie auto. Autoturisme. VDI Verlag, 1986, ISBN 3-18-400620-4 , p. 398.
  4. ↑ a b Olaf von Fersen (Ed.): Un secol de tehnologie auto. Autoturisme. VDI Verlag, 1986, ISBN 3-18-400620-4 , p. 400.
  5. ^ Peter Witt: Motociclete. Prima ediție. Verlag Technik, Berlin 1989, ISBN 3-341-00657-5 , p. 45.
  6. ^ Peter Steinfurth, Michael Herbold: Zeitschrift Oldtimer-Markt 7/1995, p. 19.
  7. ↑ Heinz Kurz: vagoanele de tip Reichsbahn. EK-Verlag, Freiburg 1988, ISBN 3-88255-803-2 , p. 300.
  8. ↑ Versiunea de curse BMW R 37. În: istoria BMW. BMW AG, 1924, accesat la 20 iulie 2021 (document în Arhiva BMW Group): „[...] Frână cardană în loc de frână cu fulie”.
  9. ↑ BMW R 16, Seria 5. În: Istoria BMW. BMW AG, accesat la 20 iulie 2021 (document în arhiva BMW Group): "Perioada de construcție până în 1934 [...] lărgirea frânei cardanice"
  10. ↑ BMW R 2, Seria 1. În: Istoria BMW. BMW AG, accesat la 20 iulie 2021 (document în Arhiva BMW Group): „O inovație a fost frâna cu tambur din roata din spate, care a înlocuit frâna cardană obișnuită anterior”.