Trommelbremse

Trommelbremsen sind Reibungsbremsen, bei denen Bremsbeläge auf eine zylindrische Fläche, den Bremsring der Bremstrommel, wirken.

Die Bremsbeläge können auf Bremsbacken oder Bremsbändern aufgebracht sein, der Bremsring kann innen und/oder außen auf der Trommel sitzen.

Häufig dienen Trommelbremsen dem Herabsetzen der Geschwindigkeit von Fahrzeugen und sind dann als Radbremsen konstruiert, an Kraftfahrzeugen können sie auch Getriebebremsen sein.

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Die bekannteste Bauart ist die Innenbacken-Trommelbremse. Bei ihrer Betätigung werden die – meist zwei – Bremsbacken gegen den innen an der Bremstrommel sitzenden Bremsring gedrückt. In vielen Kraftfahrzeugen wurden Trommelbremsen von Scheibenbremsen abgelöst. Bei leistungsschwächeren Pkw werden sie noch an der Hinterachse eingesetzt; bei schweren Nutzfahrzeugen sowie Anhängern ist die Trommelbremse immer noch Stand der Technik. Wegen der geringeren Korrosionsanfälligkeit finden sie zudem vermehrt bei Elektrofahrzeugen mit Rekuperationsbremse Verwendung, da bei diesen die mechanische Bremse nicht mehr so häufig in Anspruch genommen wird.

In der sich drehenden Bremstrommel werden von innen die beiden auf der Bremsträgerplatte (Bremsankerplatte, Bremsschild) beweglich gelagerten Bremsbacken angepresst. Das geschieht mechanisch über eine Nockenwelle (Bremsschlüssel), einen Spreizkeil, einen Hebel oder hydraulisch über einen Radbremszylinder.

Geschichte

Trommelbremsen nach Walter Russell Mortimer, Patentzeichnungen von 1882
Die Entwicklung der Trommelbremse wurde von der Außenbandbremse beeinflusst. Ein erstes Patent auf eine Innenbacken-Trommelbremse für Fahrräder erhielt Walter Russell Mortimer im Jahr 1881.

Bei einem Automobil wurden Trommelbremsen erstmals 1900 an den Hinterrädern des Mercedes 35 PS eingesetzt, einer Konstruktion von Wilhelm Maybach. Die Bremsklötze waren wassergekühlt.

„Maybach ließ sich offenbar weder die Trommelbremsen noch die Wasserkühlung patentieren, so daß sich die Trommelbremsen in kürzester Zeit im Automobilbau durchsetzten.“

– Olaf von Fersen

Louis Renault beantragte im Jahre 1902 Patente auf verschiedene Arten von Innenbackenbremsen und übernahm schließlich die Simplex-Bremse in die Serienproduktion. Beim Motorrad wurde die Innenbackenbremse erst in den 1920er Jahren zum Stand der Technik.

Vorteile

• Durch die innere Verstärkung sind nur relativ geringe Betätigungskräfte erforderlich. Das Maß für die innere Verstärkung ist der Bremsenkennwert C*. Er liegt je nach Ausführung zwischen dem Zwei- und Fünffachen[8] des Reibwertes µ. Dadurch kann bei leichten Fahrzeugen auf einen Bremskraftverstärker verzichtet werden.
• Die Bremsbacken sind durch die geschlossene Bauform vor gröberen Partikeln geschützt. Daher werden auch in aktuellen Geländewagen und Baustellen-Lkw noch überwiegend Trommelbremsen verwendet. Es gibt auch offene Ausführungsformen.
• Durch den nach innen gerichteten Spalt zwischen Ankerplatte und Bremstrommel setzt sich weniger Abrieb (Bremsstaub) auf der Felge ab.
• Die Bremsbeläge von Trommelbremsen sind länger haltbar als die von Scheibenbremsen. Einige Wartungshandbücher sehen in einem größeren Wartungsintervall nur das Kontrollieren und Abnehmen der Bremstrommel zur Entfernung von Abrieb und Rost vor, im doppelten Intervall die Erneuerung der Bremsbacken und Kleinteile.

Nachteile

• Der entscheidende Nachteil verglichen mit der außen übersetzten Scheibenbremse ist, dass die große innere Übersetzung der Trommelbremse Störfaktoren wie Reibwertunterschiede mit übersetzt und dadurch enorm verstärkt. Auf solche Einflüsse reagiert die Trommelbremse daher sehr empfindlich. Der Übergang zur Duplexbremse vergrößerte diese innere Übersetzung noch weiter, ebenso vergrößerten sich Reibwertschwankungen durch Verwendung von Belägen mit größeren Reibwerten. So gesehen führte die Weiterentwicklung der Trommelbremse in eine Sackgasse. Die Folge war im Alltagsbetrieb ein immer problematischeres Schiefziehen oder Ausbrechen des Fahrzeugs beim Bremsen, vor allem bei Verwendung von Trommelbremsen an der Vorderachse.
• Die Wärmeabfuhr bei hoch belasteten Bremsen ist vergleichsweise schlecht. Bei Erwärmung kommt es zur konischen Aufweitung der Bremstrommeln, was der Bremswirkung abträglich sein kann. Fading wird auch durch temperaturabhängige Kennwertschwankungen begünstigt.
• Bei gleicher Bremsleistung ist – bei Lkw – eine Trommelbremse schwerer als eine entsprechende Scheibenbremse.
• Die geometrischen Anforderungen der Trommelbremse werden in der Praxis nicht ganz erreicht (kreisrunde Form der Trommel), was sich negativ auf die Bremswirkung ausübt
• Bei Trommelbremsen ist der Bremsbelagwechsel gegenüber der Scheibenbremse aufwändiger. Allerdings ist dieser bei der Trommelbremse auch wesentlich seltener erforderlich.