Voor we naar de moderne trommelrem kijken, gaan we eerst terug in de tijd. Hydraulische remsystemen bestaan al sinds het begin van de twintigste eeuw. Een van de belangrijke ontwikkelaars van remmen was Malcom Loughead, die in 1917 een patent voor zijn systeem aanvroeg. Hij veranderde zijn naam later in Lockheed en verleende de Duitser Alfred Teves een licentie om het systeem toe te passen. Die deed dat in 1926 voor het eerst op een automodel van Adler, de Standaard 6. Dat was het begin van het remmenmerk ATE, dat sindsdien bij vele autofabrikanten tot de OE-leveranciers behoorde en nog steeds behoort.  

Sinds 1967 is ATE onderdeel van Continental, een grote fabrikant met 505 fabrieken in 56 landen, 200.000 werknemers en een omzet van 41,4 miljard Euro. “Dat gaat echter veranderen, want Continental gaat de automotive tak – goed voor 49% van de omzet - afstoten”, vertelt technisch trainer Anton de Coster. Reden: Conti ziet er  vanwege de elektrificatie geen toekomst meer in. De bandentak en ContiTech blijven binnen de groep bestaan, zegt De Coster.

Remmende voorsprong

Remmen moet sneller, veiliger en schoner. Om te zien waar de winst te halen is, laat De Coster zien in welke fases een remmanoeuvre bij klassieke systemen kan worden opgedeeld. De eerste fase is de reactietijd. De ogen zien een probleem, de hersenen constateren het probleem en geven een signaal naar de voet. Die reactietijd is doorgaans rond de 0,8 seconden. Bij 100 km/uur (27,7 m/s) leg je in die tijd dus 22 meter af, voor je begint met remmen.

En dan gebeurt er nog steeds niets, want dan moet het rempedaal ingedrukt, de zuiger van de rembekrachtiging moet verplaatst, de rempomp moet remvloeistof naar de remklauwen pompen en die moet de blokken nog naar de schijf verplaatsen. Pas dan wordt er remdruk opgebouwd. Die ‘zweltijd’ duurt ook nog eens 0,3 tot 0,4 seconde. Dan ben je dus nog 11 meter verder voordat de eigenlijke remweg begint. Die bedraagt vervolgens nog eens een meter of 36.

Camera's, radar en lidar 

“De politiek vindt dat de remwegen te lang zijn. Het wordt een constructeur opgedragen om de remweg naar beneden te krijgen”, aldus De Coster. Dat begint met de mens. De reactietijd is te verkorten met assistentiesystemen. Die zijn tegenwoordig bijna standaard in moderne voertuigen. Camera’s, radar en lidar houden de omgeving van de auto in de gaten. De Coster loopt ze langs: “Camera’s zien maximaal 300 m. Dat wordt als voldoende beschouwd. Als een camerasysteem uitvalt, moet het worden overgenomen door de andere componenten, zoals radar.

Radar biedt het beste zicht, ook bij verblindend licht, regen, sneeuw, mist en duisternis. Camera’s hebben dan weer de beste objectherkenning, terwijl lidar goed structuren kan herkennen. Door het combineren van de drie systemen krijg je uiteindelijk het beste resultaat. Voeg daar V2X-communicatie aan toe en de reactietijd kan nog verder omlaag.”

Veranderende remsystemen 

Wanneer elektronische systemen de remmen moeten bedienen, moeten de remsystemen veranderen. Een remsysteem bestond oorspronkelijk uit een rempomp, remleidingen en schijfremmen met remklauwen of trommelrem met remcilinders. Later kwam er een rembekrachtiging tussen het rempedaal en de hoofdremcilinder. In de jaren 80 kwam daar het antiblokkeersysteem (ABS) erbij, een module die ergens tussen de hoofdrempomp en de wielremmen in de leidingen werd geplaatst. Tegenwoordig wordt de ABS-unit vaak in de hoofdremcilinder geïntegreerd.  

“Heel nieuw is dat niet, de Ford Scorpio had dat al in 1986”, aldus De Coster. “Die unit had drie uitgangen, linksvoor, rechtsvoor en achter. Deze units zijn sinds 2004 weer aan een opmars bezig, omdat ze lichter, compacter en sneller zijn. De Continental MK C1 unit is 3 tot 4 kg lichter dan een conventioneel systeem met losse componenten! Dit was een vacuüm-vrij remsysteem, met elektrische bekrachtiging. Het systeem had nog wel een hydraulische ‘fallback’.”

Elektrische remsystemen

Dat heeft dan weer te maken met de elektrificatie, zegt De Coster. “Elektromotoren hebben geen vacuüm, dus moet je wat anders verzinnen. Komend jaar zien we de volgende stap richting volledige brake-by-wire-systemen. Deze systemen hebben geen directe hydraulische verbinding meer tussen het rempedaal en de wielremmen. We gaan nu ook droge achterassen zien, dus remsystemen op de achteras die elektrisch worden bediend. Vanaf 2028 gaan we ook volledig elektrisch bediende voorremmen zien.”

Elektrische remsystemen zijn lichter en reageren sneller, waardoor de zweltijd korter wordt, zegt De Coster. Ook kan het geluidsniveau van de remmen volgens hem op deze manier beter onder controle worden gehouden. “40% van de kostprijs van de ontwikkeling van een remsysteem zit in het onder controle brengen van de geluidspulseringen van de hydraulica. Dat is hiermee gedecimeerd. De remweg vanaf 66 km/uur is hiermee verkort van 25 meter tot 16 meter.”  

Thermische belasting 

De hybridisatie en elektrificatie stelt andere eisen aan een remsysteem. “De thermische belasting is veel lager omdat 90% van de remmingen door het hybridesysteem of de elektromotor worden verricht. Bij het rijden van een testcyclus wordt gemeten welke temperaturen optreden. Bij conventionele remsystemen komen temperaturen tussen de 60 en 80° tussen remblokken en schijf het meeste voor, een enkele keer loopt het op tot 200°. Bij een hybride zijn de temperaturen zelden hoger dan 50°. Het gewone remsysteem wordt vrijwel alleen gebruikt bij lage snelheden, bij hogere snelheden wordt bijna alle energie omgezet in elektriciteit. Het slijtagepatroon is daardoor heel anders. Je moet je afvragen of het nodig is om nog grote oppervlakten en materialen met hoge temperatuurbestendigheid te gebruiken. Daarnaast ligt het risico van corrosie op de loer", zegt De Coster.

Fijnstof 

Een probleem van conventionele remsystemen is dat ze nogal wat fijnstof produceren. Dat geldt met name voor schijfremmen. Schijven en remblokken slijten en de slijtagedeeltjes worden de vrije lucht in geslingerd. In 1995 was 7% van de fijnstofuitstoot van een auto afkomstig van remmen en banden. “Nu is dat 50%, plus nog een paar tienden van procenten van de ruitenwissers”, lacht De Coster. “Dat hoge percentage komt natuurlijk omdat automotoren veel minder fijnstof produceren dan vroeger.” 

Maar ook de fijnstofuitstoot van remmen moet omlaag, want die fijnstofdeeltjes zijn niet gezond. Voor het verbod in 1990 zat er zelfs nog asbest in. Sindsdien wordt er semi-metallic of organisch materiaal gebruikt. Vanaf 2000 voert organisch de boventoon, er mag nu minder dan 0,5% koper in zitten. “Je ziet nu bijvoorbeeld dat auto’s met ATE Ceramic-remmen veel minder vuile velgen hebben. Dat komt omdat er geen metaaldeeltjes meer inzitten. Maar daarmee is niet alle fijnstof uit de lucht. En dat is een probleem, want vanaf euro zeven mag er niet meer dan 7 mg fijn stof per kilometer worden geproduceerd", zegt De Coster.

Terug naar de trommelrem

Je kunt remschijven wel bewerken, coaten of harden, zodat er minder materiaal afslijt, maar het is eenvoudiger om terug te gaan naar de trommelrem. Daarbij blijft het fijnstof in de trommel. Doordat de thermische belasting steeds lager wordt, kan een trommelrem prima voldoen. In de toekomst krijgen voertuigen daarom semi-droge remsystemen met een remtrommel, simplex achter, duplex of duo-servo voor. De Coster: “Deze remmen hebben een hoge levensduur tot 150.000 km, en ze zijn geschikt tot 3500 GVW. De nieuwe Volkswagen ID3 krijgt een simplex rem met een actuator op de achteras. De volgende stap is dat we wielnaafmotoren met trommelrem op alle wielen krijgen. De schijfrem zal een stille dood sterven.”