Mechanische Bremsen an einem gerade Achse mit mechanischer Bremse funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Sie wenden Reibung an, um die Drehung der Fahrzeugräder zu stoppen oder zu verlangsamen. Dieses wegen seiner Einfachheit und Wirtschaftlichkeit beliebte Bremssystem eignet sich besonders für langsam fahrende Kleinfahrzeuge.
Komponenten mechanischer Bremsen an einer geraden Achse
Bremstrommel oder -scheibe:
Trommelbremsen: Bei diesem System dreht sich eine am Rad befestigte Trommel mit. Bremsbacken in der Trommel werden nach außen gedrückt, um Kontakt mit der Innenfläche der Trommel herzustellen, wodurch Reibung entsteht.
Scheibenbremsen: Bei diesem System dreht sich eine am Rad befestigte Scheibe (Rotor). Bremsbeläge auf beiden Seiten der Scheibe werden zusammengedrückt und klemmen sich an der Scheibe fest, um Reibung zu erzeugen.
Bremsbacken oder Bremsbeläge:
Bremsbacken (bei Trommelbremsen) oder Bremsbeläge (bei Scheibenbremsen) sind die Komponenten, die Reibung an der Trommel oder Scheibe erzeugen. Sie bestehen typischerweise aus einem Material mit hoher Reibung, um das Fahrzeug effektiv zu verlangsamen oder anzuhalten.
Mechanische Verbindung:
Es besteht aus einer Reihe von Hebeln, Kabeln und Stangen, die die Kraft vom Bremspedal auf die Bremsbacken oder -beläge übertragen.
Rückholfedern:
Diese Federn sorgen dafür, dass sich die Bremsbacken oder -beläge beim Loslassen des Bremspedals von der Trommel oder Scheibe zurückziehen, wodurch eine anhaltende Reibung verhindert wird und die Räder sich wieder frei drehen können.
Arbeitsprinzip
Aktivierung des Bremspedals:
Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, aktiviert es ein mechanisches Gestängesystem. Dieses System nutzt Hebel und Kabel, um die Kraft vom Pedal auf die Bremskomponenten an den Rädern zu übertragen.
Kraftübertragung:
Die mechanische Verbindung verstärkt die Kraft, die der Fahrer mit seinem Fuß auf das Bremspedal ausübt. Diese verstärkte Kraft wird dann über Kabel oder Stangen auf die Bremsbacken oder -beläge übertragen.
Reibungserzeugung:
Bei einem Trommelbremssystem werden die Bremsbacken durch das Gestänge nach außen gedrückt, um Kontakt mit der Innenfläche der Bremstrommel herzustellen. Bei einem Scheibenbremssystem werden die Bremsbeläge gegen die Seiten der sich drehenden Scheibe gedrückt.
Der Kontakt zwischen den Bremsbacken/Bremsbelägen und der Trommel/Scheibe erzeugt Reibung, die die kinetische Energie des sich drehenden Rades in Wärme umwandelt und so die Drehung des Rades verlangsamt oder stoppt.
Anhalten des Rades:
Die Reibung zwischen den Bremsbacken/Bremsbelägen und der Trommel/Scheibe bremst das Rad und damit das Fahrzeug effektiv ab. Je größer die auf das Bremspedal ausgeübte Kraft ist, desto mehr Reibung wird erzeugt, was zu einer stärkeren Bremswirkung führt.
Lösen der Bremsen:
Wenn der Fahrer das Bremspedal loslässt, ziehen die Rückholfedern die Bremsbacken oder -beläge von der Trommel oder Scheibe weg. Dadurch wird die Reibung gestoppt und die Räder können sich wieder frei drehen, wodurch die Bewegung des Fahrzeugs wieder aufgenommen wird.
Vorteile mechanischer Bremsen
Einfachheit und Zuverlässigkeit: Die rein mechanische Beschaffenheit dieser Bremsen macht sie einfach und zuverlässig. Es sind weder Hydraulikflüssigkeiten noch komplexe elektronische Systeme erforderlich, wodurch das Risiko von Ausfällen verringert und die Wartung vereinfacht wird.
Kosteneffizienz: Mechanische Bremssysteme sind im Allgemeinen kostengünstiger in der Herstellung und Wartung als hydraulische oder elektronische Bremssysteme. Ihr unkompliziertes Design führt zu geringeren Herstellungskosten und einfacheren, kostengünstigeren Reparaturen.
Energieeffizienz: Mechanische Bremsen verbrauchen für ihre Funktion keine externe Energie und sind daher energieeffizient. Sie funktionieren rein mechanisch, ohne dass elektrische Energie oder hydraulischer Druck erforderlich sind.
Einschränkungen mechanischer Bremsen
Eingeschränkte Leistung bei Hochgeschwindigkeits- oder Schwerlastanwendungen: Während mechanische Bremsen bei Niedergeschwindigkeits- und Leichtlastanwendungen effektiv sind, bieten mechanische Bremsen möglicherweise keine ausreichende Bremskraft für Hochgeschwindigkeits- oder Schwerlastfahrzeuge. Diese Einschränkung ergibt sich aus ihrer Unfähigkeit, unter solchen Bedingungen die hohe Reibung zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, die für ein wirksames Bremsen erforderlich ist.
Wärmeableitung: Bei längerem oder starkem Bremsen können mechanische Bremsen erhebliche Wärme erzeugen. Wenn diese Hitze nicht richtig gehandhabt wird, kann sie zum Ausbleichen der Bremse führen und die Wirksamkeit des Bremssystems verringern. Fortschrittliche Bremssysteme verfügen häufig über Mechanismen zur besseren Wärmeableitung, um so die Leistung bei starker Beanspruchung aufrechtzuerhalten.
Anwendungen
Mechanische Bremsen eignen sich gut für:
Fahrräder, kleine Karren und einige Motorräder.
Landmaschinen und bestimmte Industriegeräte, die mit niedrigen Geschwindigkeiten betrieben werden.
Klassische und Oldtimer, bei denen die Originalmechanik aus Gründen der Authentizität erhalten bleibt.