Välja bromsar?
Ford lågprismodeller, bl.a. modellen Tudor hade mekaniska bromsar till och med modellåret 1939. Hydrauliska bromsarna började monteras hos Ford den 4 september 1938 på de modeller som fick modellnamnet 1939 Ford Model 91A och 922A. Bromsarna tillverkades av Bendix, som från 1939 tillverkade alla bromsar till Ford. De var av typen simplex och kallades för Lockheed Brakes då de hade sitt ursprung i ett patent från Malcolm Lockheed.
En Ford Tudor Deluxe 1934 har en tjänstevikt på 2625 lb vilket är 1191 kg. I våra svenska originaldokument står det att Tudor har en tjänstevikt på 1360 kg. En Lincoln 1939 hade – beroende på modell – en massa på 4300 lb alt 5740 lb vilket är 1950 kg respektive 2603 kg. Lincoln var alltså dubbelt så tung som en Ford Tudor och hade även en bättre konstruktion av bromsarna. Lincoln hade större bromsyta, kraftigare bromstrummor och de krävde mindre pedaltryck än Ford Lockheed simplex.
Det finns alltså flera anledningar till att byta ut de mekaniska bromsarna på en Ford 1934. I högre trafiktempo och med högre motoreffekt än originalets 85 hk så krävs det bra bromsar. Vill man – som i vårt fall – behålla traditionella tekniska Ford-lösningar så blev valet av bromsar de som användes på Lincoln 1939-1948. De kallas Bendix Self-energizing-brakes, alternativt kallas de även Duo-Servo. Det var då självklart att även installera ett 2-kretssystem. Detta är också ett krav från SFRO.
Lite mer om bromsarna finns i Byggtråden aktivitet 17 – Bromsar – Lincoln Bendix.
Trumbromsar
I den engelskspråkiga versionen av Wikipedia finns en bra bild som visar funktionen för några olika typer av trumbromsar. De svarta fälten utanför de olika typerna av bromsar visar backarnas bromsverkan och förslitning. Den som ritat bilderna har tyvärr missat att bromsbanden på främre- och bakre bromsbackarna i vissa fall är olika långa.
Mekaniska servobromsar
När bromspedalen trycks ner pressas bromsbackarna utåt av hydraulkolven på bromsskölden och får kontakt med bromstrumman. På Ford -34 användes dragstänger i stället för hydraulik.
Trummans rörelseenergi omvandlas under bromsningen till värme. När bromspedalen släpps upp dras bromsbackarna tillbaka av fjädrar. Det innebär att backarna är rörliga. Det som skiljer mellan de olika typerna av trumbromsar är om de har en eller två hydraulcylindrar och var bromsbackarna har sin pivopunkt (rotationscentrum).
Uni-servo och Duo-servo har en flytande upphängning av backarna. Uni-servo är lagrade i övre delen av den bakre bromsbacken. Duo-servo har sin pivopunkt för båda backarna i övre delen av bromsskölden kring ankarskruven (svart punkt på bilden ovan). I både Uni- och Duo-servo bromsarna hjälper den främre bromsbacken, genom medrotation, till att trycka den bakre bromsbacken hårdare mot trumman och man får då en klart förbättrad bromsverkan.
Anmärkning: I dag har skivbromsar konkurrerat ut trumbromsar av typen Duo-servo. Skivbromsar är en enkel och robust konstruktion och de har betydligt mindre massa än trumbromsar, vilket ger låg ofjädrad vikt, bra fjädringsegenskaper och bra väghållning. Exponeringen av skivan i fartvinden ger bra kylning. Det är enkelt att utföra service på skivbromsar.
Bromsverkan och ansättningskraft
Om man rangordnar de olika typerna av trumbromsars bromsverkan, relativt hur hårt man måste trycka på pedalen (ansättningskraften) för samma retardation, så ser rangordningen ut så här:
- Duo-servo (self-energizing brakes).
Bromsfaktor C = 5.0 - Duplex och Duo-duplex bromsar.
Bromsfaktor C = 3.0 - Simplexbromsar.
Bromsfaktor C = 2.0
Skivbromsar (C = 0,76) skulle hamna lägst ner på listan då de, relativt de uppräknade bromsarna, kräver mycket hög ansättningskraft. Det fixar bromskonstruktörerna vanligtvis med hjälp av ett bromsservo.
- Uni-servo (släpfordon med påskjutsbroms).
Bromsfaktor C = 5.0 (framåt)
Uni-servo används på släpfordon. Manövreringen av bromsarna sker med hjälp av en påskjutsbroms. För att möjliggöra backning, är bromsningen bakåt – genom konstruktionen – reducerad till ca 20%.
Ford, Mercury och Lincoln
De bromsarna som användes på Lincoln var Duo-Servo och på Ford och Mercury användes Simplex typen till och med 1948.
Bromsarna av Bendix typ Duo-servo fanns på Lincoln under 1939 – 1942 och 1946 – 1948.
Bromsarna av Lockheed typ Simplex fanns på Ford och Mercury under 1939 – 1942 och 1946 – 1948.
Under åren 1949 -1953 hade även Ford och Mercury Duo-Servo bromsar från Bendix.
OBS – På grund av andra världskriget ingen produktion av bilar under 1943 -1945!
Bromsbandens längd
En återkommande fråga i Ford-kretsar brukar vara hur de olika långa bromsbanden ska monteras på bilarna?
Lincoln 1939 – 1942 och 1946 – 1948 (Duo-Servo)
Bromsbackarna med de korta bromsbanden ska vara på främre bromsbackarna.
Ford och Mercury under 1939 – 1942 och 1946 – 1948 (Simplex)
Bromsbackarna med det de korta bromsbanden ska vara på bakre bromsbackarna.
Ford och Mercury under 1949 – 1953 (Duo-Servo)
Bromsbackarna med det de korta bromsbanden ska vara på främre bromsbackarna.
Normalt så brukar många tveksamheter om detaljer på Ford tidiga bilar få sin förklaring genom att bläddra i Ford gröna reservdelskatalog. Men, bilden som finns där på bromsarna är bara ”förvillande”. Här sitter det korta bromsbandet fram och det långa bak på Simplex bromsarna. Eller?
Inte heller reservdelskatalogen för Lincoln ger någon vägledning om längden på bromsbanden. På bilden ser det ut som om bromsbanden har samma nummer och är av samma längd på båda bromsbackarna.
Hydrauliskt bromssystem
Kravbilden
I vårt fall handlar det om att byta ett mekaniskt bromssystem till ett hydrauliskt system med 2-kretsar och av typen Duo-Servo. Den ena bromskretsen går till framhjulen och den andra kretsen till bakhjulen.
Här finns en kort animerad film, som visar hur Duo-Servo bromsarna fungerar. Den självjusterande funktionen, som vrider tandhjulet längst ner på bromskölden saknas på Lincoln bromsarna som vi använder.
https://www.youtube.com/watch?v=bnc3VnQ8kUY#t=78.776542
Bromsarna är Ford-old-school och passar på bilen. Alltså, inga skivbromsar och inget servo.
Bromsarna är kopior av Lincoln (1939-48) Bendix ”Self-energizing brakes”, levererade från MT Products. Måtten på bromsarna är 12 x 2 tum, både fram och bak. För att reducera bromsverkan till bakhjulen är arean på bromskolvarna bak, 21 % mindre, än arean på bromskolvarna som används för framhjulen. Diametern på de främre kolvarna är 1 1/8 tum och på de bakre 1 tum. För ytterligare justering av bromsverkan på bakhjulen, finns en justerbar reduceringsventil.
All delar i bromssystemet har tum-mått. Undantaget är skruvarna som håller gummiklamren. De är fastsatta med M6 skruvar. Orsaken är att de blindmuttrar som vi använt på några ställen för att hålla fast gummiklamren bara fanns i mm-storlekar. Annars skulle vi valt skruvförband i dimensionen ¼ tum UNF.
Tillverkade en justering med låsmutter till bromspedalen. Den gör att pedalens tryckstång inte kommer ur läge och gör att det går att kontrollera spelet mellan tryckstången och kolven i huvudcylindern.
Vad behövs?
Det behövs både verktyg och material och delar för att bygga ett konventionellt 2-krets bromssystem från grunden. Jag använde bland annat:
Verktyg
Koningsverktyg
Rör-avskärare/-kapare
En liten rörbockningstång
Ett verktyg för att få rören raka. Kan den kallas rakapparat?
Material
Bromsrör av koppar
Gummiklammer
Rörnipplar
Delar
Huvudcylinder
Slangar från hjulen till ramen
Backventiler, två stycken
Bromsreducering, justerbar (till bakhjulen)
T-skarvar, tre stycken (fram, bak och en till bromsljuskontakten
Backventilerna används då huvudcylindern från CCP är lägre placerad än hjulcylindrarna.
Jag gjorde så här
Byggde systemet med kopparrör i dimensionen 3/16 tum (4,7625 mm) från Biltema och anslutningarna på röret gjordes som SAE 45° double-flare. Det innebär att nippeln som sätts på röret har utvändiga gängor och benämns A1-3 – 3/8 x 24 UNF male (inv flare nut).
Beroende på tillverkare, finns nipplarna i en mängd olika utförande av längd och greppvidd. De kort nipplarna som jag genomgående har använt har längden 14 mm. Jag har konsekvent använt samma typ av rostfria nipplar med samma greppvidd 3/8 tum (9,525 mm) i hela installationen. Dessa är:
- Speedway Motors nut/set med 5 nipplar. (91031820).
Greppvidd 3/8 tum. - Norrlands Customs Nippel bromsrör 3/16 (120-105B) Tillverkare är Edelmann och produktnumret är 121003.
Greppvidd 3/8 tum.
Andra utförande på 3/8-24 nipplarna är Biltemas som har greppvidden 10 mm. De som Jocar kan leverera har greppvidden 7/16 vilket är ca 11,11 mm.
Alla nipplarna som nämnts har samma funktion men har olika greppvidd. Vilken typ av nippel som väljs är en smaksak. Jag tycker dock att det finns ett värde i att kunna använda samma verktyg på alla nipplar på alla ställen i bromssystemet.
En mycket bra webbsida från USA med allt som man behöver veta om bromskomponenter finns här: http://store.fedhillusa.com/
Förargligt misstag
Köpte också en sats med nipplar i olika dimensioner från Biltema. Men, det var ett misstag. I lådan finns både nipplar i mm och tum dimensioner. Några nästan användbara nipplar i lådan är de korta som ligger i facket 3/8 24 UNF – 10 x 14,4. Artikel nummer 7014014. Men de har tyvärr inte greppvidden 3/8? De har greppvidden 10 mm!
Några detaljer
Alla klammer placeras på ca 20 cm avstånd enligt krav från SFRO.
För att inte få stumma skarvar mellan komponenterna i bromssystemet och även, för att vid behov, kunna ta bort och byta delar, så finns det på vissa ställen i rördragningen s.k. grisknorrar.
Enligt tips från Motor Speedway så har jag placerat bromsljuskontakten mellan huvudcylindern och backventilen.
För att hålla gummiklämmorna använder vi på några ställen blindmuttrar i M6.
Här är några detaljlösningar med T-styckena fram och bak.
Som framgår av bilderna så används både blindmuttrar, borrade hål i ”box-plåtarna” och påsvetsade fästen för att hålla fast alla gummiklamren och övriga komponenter.
Driftsätta bromsarna
Bromsvätskor
Bromsvätskan som vi kommer att använda i systemet och även i kopplingen är DOT 3. Det skulle säkert även fungera med DOT 4. Men det står tydligt instansat på locket till huvudcylindern att den är avsedd för DOT 3. Den märkningen finns även på huvudcylindern till kopplingen. Det innebär att packningarna är avpassade för just den typen av olja och faktiskt sväller något, för att få bra tätningar.
Bromsluftare
För luftning av systemet användes en enkel bromsluftare. Den kopplas till kompressorn och suger med hjälp av undertryck fram bromsvätskan i systemet. Den ansluts till luftningsnipplarna på hjulcylindrarna. Fungerar förvånansvärt bra. Man kan utföra luftningen själv utan medhjälpare som trampar på bromspedalen.
Med den här metoden sköljs också alla rör, slangar och ventiler rena innan bromssystemet tas i bruk. Bromsvätskan, som i förpackningen nästan är färglös, transporterats genom systemet och samlas upp i luftningsburken. Vätskan i luftningsburken blev ljusbrun av smuts och partiklar och ska absolut inte fyllas tillbaka i systemet! Fyll på med ny olja!
Justering av bromsarna
Varför justera?
Det man vill åstadkomma när man justerar bromsarna är att arbetsområdet (slaglängden) för hjulcylindrarna, som pressar ut bromsbackarna, ska vara så kort som möjligt, dock utan att bromsbackarna bromsar hjulet. Med rätt justering så tar också bromspedalen långt upp och bromsningen kan utföras snabbare.
Med lång slaglängd, på alla fyra hjulen, finns risk för att huvudcylindern bottnar innan hjulen bromsas. Även handbromsen, som verkar på bakhjulen fungerar tidigare med rätt justerade bromsbackar.
Enligt Ford
Läser man de gamla anvisningarna från Ford, som finns för Bendix-bromsarna från 30- och 40-talet så beskriver de hur man med hjälp av bladmått ska mäta avståndet mellan bromsbackarna och bromstrumman. Men Lincoln-Bendix bromsarna som vi använder, har inga hål i bromsskölden för att få in ett bladmått? Det som går att justera är ankarskruven, i höjdled och justerskruven med tandhjulet som expanderar bromsbackarna och som är åtkomlig genom ett hål i bromsskölden.
Justeringen
Tog bort hjulen, så att bromstrummorna är lätta att ta av och sätta tillbaka. Det blir även lättare att justera tandhjulet med bromstrumman borttagen. Med trumman borttagen, kan man sätta i en skruvmejsel under fjädern och lätt justera tandhjulet med fingrarna.
- Alla bromstrummorna på plats och fungerande bromshydraulik.
- Lossade muttern på ankarskruven, så mycket att ankarskruven lätt kan röra sig uppåt och nedåt i det avlånga hålet i bromsskölden.
- Trampade några gånger på bromspedalen så att bromsbackarna centreras i trumman.
- Vred på stjärnhjulet så att backarna flyttas utåt och precis nuddar bromstrumman. Snug-fit kallar amerikanarna detta mått.
- Upprepar moment 3 och 4 några gånger.
- Drog fast ankarskruven (100-150 Nm) och kontrollerar att trumman går runt med möjligen ett lätt ”skrapljud” från backarna.
Med backarna utspända till ”skrapljud” och trumman rörlig med handkraft kan man känna och höra hur bromsbackarna följer med trummans vridning och stoppar mot ankarskruven.
Kuriosa: Duo-servo kallades bromsarna av Volvo i slutet på 1950-talet då de fanns på den då nya bilmodellen Amazon. Senare fick också P210, PV445 och PV544 och även P1200 dessa bromsar. Bromsarna kallas i en del engelsk litteratur för self-energizing brakes. De var den här typen av bromsar som Lincoln utrustades med 1939.
