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Fahrzeugtechnik - Stufentandemzylinder

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Fahrzeugtechnik

Stufentandemzylinder

Beim Stufentandemzylinder ist die Vorderradbremse an der hinteren Kammer angeschlossen und analog dazu die Hinterradbremse an der vorderen Kammer. Dies erlaubt eine Steigerung der Bremskraft an der Hinterachse, wenn der Bremskreis der Vorderachse ausfällt. Wie ein Stufentandemzylinder aufgebaut ist, siehst du in der nächsten Abbildung:

SKIZZE 67

Der Durchmesser des schwimmenden Kolben der vorderen Kammer ist geringer und wird mit Druck beaufschlagt. Vernachlässigt man die Reibung, so liegt zwischen Kolben und Zylinderwand der identische Druck in beiden Kammer vor. 

Der Druck lässt sich als Funktion der Betätigungskraft darstellen: 

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Druck: $ p_{2,ok} = p_1 = \frac{F}{(\frac{\pi}{4} \, \cdot \, D^2_1)} $
  • $ F =$ Betätigungskraft
  • $ D = $ Kolbenfläche
  • Index $ 1 $ = Vorderachsbremskreis
  • Index $ 2 $ = Hinterachsbremskreis
  • Index $ 2,ok $ = Funktionstüchtiger Bremskreis

Fällt der Bremskreis der Vorderradbremse aus, so legt sich der mechanisch betätigte Kolben an den schwimmenden Kolben. Daraus ergibt sich für den Druck im  Hinterachsbremskreis folgende Funktion:

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Druck: $ p_{2,Ausfall} = \frac{F}{(\frac{\pi}{4} \, \cdot \, D^2_2)} $
  • Index $ 2,Ausfall $ = Funktionsuntüchtiger Bremskreis

Unter Berücksichtigung der Ungleichung $ D_2 < D_1 $ gilt bei einer konstanten Betätigungskraft $ F = const $:

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Druckverhältnis: $ p_{2,Ausfall} > p_{2,ok} $

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Aus dieser Ungleichung kannst du ableiten, dass bei konstanter Betätigungskraft ein Ausfall des Vorderachsbremskreises zu einer Steigerung des Bremsdrucks im Hinterachsbremskreises führt.

Jedoch sei an dieser Stelle angemerkt, dass bei einer Vollbremsung die Hinterräder infolge der erhöhten Bremskraft beim Ausfall des Vorderachsbremskreises blockieren können und das Fahrverhalten des Fahrzeugs instabil wird.