Hoe werken coaster-remmen van fietsen?

"Trap gewoon achteruit. De fiets heeft coaster-remmen." Deze informatie lijkt niet direct tot haar te komen.

"Achteruit trappen. Echt?"

"Probeer het maar. Mensen fietsen al meer dan 100 jaar zonder problemen met coaster-remmen. De rem op deze fiets is een Bendix Coaster-rem die populair was in de jaren zestig."

De veertig of vijftig jaar oude fiets die ze gaat gebruiken is een Columbia, een model dat erg populair is in het programma. De rem is een Bendix Model 70. Bendix begon in 1924 met de productie van coaster-remmen, nadat het bedrijf besloot te diversifiëren van autoponderdelen naar fietscomponenten. Het bedrijf produceerde fietsonderdelen tot de sluiting van de fietsdivisie in de jaren tachtig. Gedurende de jaren vijftig en zestig waren Bendix coaster-remmen zeer gebruikelijk op Schwinn, Columbia en vele andere grote fietsmerken.

De coaster-rem werd uitgevonden in de jaren 1890 en is sindsdien een favoriete optie voor fietsen. New Departure was een zeer populair model op fietsen uit het begin van de 20e eeuw. Rond diezelfde tijd ontwierpen en maakten de gebroeders Wright hun eigen coaster-remmen (McCullough 2016).

Voor- en nadelen van coaster-remmen

De populariteit van de coaster-rem, zelfs 100 jaar na de uitvinding, is te danken aan de eenvoud en het gebruiksgemak (Brown 2018).

De voordelen:

• Onderhoud: Coaster-remmen vereisen over het algemeen minder onderhoud dan welk ander type rem dan ook; sommige gaan 50 jaar zonder dat er nieuw vet nodig is.
• Bescherming: Er zijn geen handhendels of kabels die zijn blootgesteld aan de weersomstandigheden.
• Toegankelijkheid: Voor ouderen of mensen met een beperkte handkracht is achteruit trappen om te stoppen geen probleem.
• Esthetiek: Zonder uitstekende kabels hebben fietsen met coaster-remmen een strak uiterlijk.
• Weersbestendigheid: Terwijl de prestaties van velg- of schijfremmen achteruitgaan als ze nat worden, werken coaster-remmen altijd hetzelfde, ongeacht het weer. Regen is geen probleem omdat het simpelweg van de achternaaf afspat. Alle mechanische delen zijn handig afgesloten in de naaf met voldoende vet om weersinvloeden buiten te houden.
• Versnellingen: Coaster-remmen zijn altijd compatibel geweest met versnellingen. Zelfs de vroegste modellen hadden een optie voor 2 versnellingen. Tegenwoordig biedt Shimano een coaster-remnaaf met 8 versnellingen en een brede overbrengingsverhouding.

De nadelen:

• Pedaalstand: De pedalen kunnen niet worden aangepast terwijl men over het frame van de fiets staat. Het is altijd verstandig om de pedalen horizontaal te zetten voor een goede start, maar dat is niet mogelijk omdat het achteruit draaien de rem activeert.
• Dosering: Coaster-remmen zijn moeilijk te doseren voor een soepele stop. Het is mogelijk, maar niet eenvoudig.
• Blokkeren: De rem kan geneigd zijn de wielen te blokkeren, waardoor de band gaat glijden. Voor kinderen is dit juist een voordeel, omdat ze graag zijwaartse slippen maken.
• Installatie: Coaster-remmen zijn niet compatibel met achterderailleurs of kettingenspanners, wat het terugplaatsen van het achterwiel na het plakken van een band lastig maakt voor beginnende monteurs. De ketting kan na installatie te los of te strak zitten.
• Hitte: Op lange afdalingen in bergachtige gebieden kunnen coaster-remmen oververhit raken en in effectiviteit afnemen (fade), hoewel ze prima werken voor lokale heuvels omdat ze snel afkoelen.
• Veiligheid: Coaster-remmen zouden een reserve voorrem moeten hebben in het zeldzame geval van een defect. Veel voorremmen op goedkopere fietsen zijn echter waardeloos en geven rijders een vals gevoel van veiligheid.

Voor veel fietsers wegen de voordelen van coaster-remmen zwaarder dan de nadelen. Je zult ze niet vinden op elitefietsen, maar dat is geen probleem voor de vele zorgeloze mensen die op hun cruiser-fiets rondrijden en zachtjes achteruit trappen om tot stilstand te komen.

Hoe coaster-remmen werken

Ik raakte enkele jaren geleden geïnteresseerd in coaster-remmen toen een Columbia-fiets werd gedoneerd aan het C and O National Historic Park Canal Bicycle Loan Program in Great Falls, Maryland. De fiets werd populair, maar na ongeveer een jaar kwam een rijder terug en zei dat de remmen niet goed werkten.

Om dit te onderzoeken maakte ik een proefrit en trapte ik achteruit. De remmen grepen niet aan en de fiets liep vrij door. Ik maakte gebruik van de alternatieve "Fred Flintstone-methode" door mijn voeten over de grond te slepen om te stoppen. Ik vroeg me af of sommige interne onderdelen beschadigd waren en besloot de rem uit elkaar te halen.

Na het inspecteren van de onderdelen die uit de naaf kwamen, was ik verrast om te zien dat de onderdelen van deze Bendix 70 coaster-rem na veertig of vijftig jaar vrijwel geen tekenen van slijtage vertoonden. Echter, het vet was veranderd in een gestolideerde, teerachtige substantie. De onderdelen moesten worden gereinigd, gesmeerd en opnieuw worden gemonteerd.

Afbeelding 1. Bendix 70 coaster-remarm uit de jaren 50 of 60 (Foto: Doug Barnes)

Hoe zorgen al deze onderdelen ervoor dat de fiets kan stoppen, uitrollen en vooruit rijden? Coaster-remnaven bevatten veel interne onderdelen, waardoor ze een kenmerkend uiterlijk hebben. Vergeleken met naven met kogellagers zien coaster-remmen er breder uit (rechterzijde van Afbeelding 2).

Afbeelding 2. Gezicht van een lege en een gemonteerde coaster-remnaaf (Foto: Doug Barnes)

De lege naaf onthult een lip aan de binnenzijde, gericht naar de tandwielzijde (de aandrijfzijde) van de naaf (linkerkant van afbeelding 2). Dit is de kant van de fiets waar de ketting zit. Bij dit Bendix 70-model is deze subtiele lip zeer belangrijk voor het vooruit bewegen van de fiets. Wanneer een rijder trapt, brengt de ketting een kracht over op het achtertandwiel. Terwijl het tandwiel draait, klemt een kegelvormig onderdeel, de aandrijfschroef (drive screw), tegen de binnenlip van de behuizing en vergrendelt deze. Dit oefent een voorwaartse rotatiekracht uit op de naaf en dus op het achterwiel, waardoor de fiets vooruit rijdt.

Wanneer we kijken naar de onderdelen die uit de naaf kwamen (Afbeelding 3), zien we een aandrijfzijde met een grote schroef. Deze schroef is bevestigd aan het tandwiel en draait met de klok mee of tegen de klok in, afhankelijk van de traprichting. Over de schroef past de koppeling (clutch). Deze koppeling heeft een overeenkomstige schroefdraad, waardoor hij naar links of rechts beweegt wanneer de rijder vooruit of achteruit trapt.

Afbeelding 3. Interne onderdelen van een Bendix 70 coaster-remnaaf (Foto: Doug Barnes)

Zoals eerder aangegeven, vergrendelt het vooruit trappen de koppeling op de lip van het wiel, waardoor de fiets vooruit rijdt. Wanneer er niet wordt getrapt, ontkoppelt de koppeling van de lip, waardoor de fiets vrij kan uitrollen (coasten).

Door achteruit te trappen, beweegt de koppeling zich naar de zijde van de remarm. De koppeling duwt de aandrijfsijdige expander richting de vaste expander. Samen persen en spreiden beide expanders de remschoenen naar buiten, richting de binnenkant van de naafbehuizing. De schoenen wrijven tegen de naafbehuizing aan met een druk die varieert afhankelijk van hoe hard de rijder achteruit trapt. Dit oefent een tegenwerkende kracht uit op de naaf, waardoor de fiets vertraagt en uiteindelijk stopt.

De sleutel tot het begrijpen van de werking is de aandrijfschroef. Zoals gedemonstreerd aan de rechterkant van afbeelding 4, beweegt de koppeling naar links bij voorwaarts trappen en naar rechts bij achterwaarts trappen. Achterwaarts trappen duwt de aandrijfsijdige expander in de remschoenen tussen de vaste en de aandrijfzijde expanders, waardoor de schoenen uitdijen en tegen de binnenkant van de naaf drukken.

Afbeelding 4. De aandrijfschroef en de coaster-remkoppeling (Foto: Doug Barnes)

Kijken we naar de volledige assemblage (Afbeelding 5):

• Vooruit trappen: De schroef aan het tandwiel draait en klemt de koppeling tegen de lip van de rand. Dit vergrendelt de naaf en het wiel aan het tandwiel, waardoor de fiets vooruit beweegt.
• Achteruit trappen: De aandrijfsijdige expander wordt naar links geduwd en spreidt de remschoenen. De schoenen wrijven tegen de binnenkant van de naaf, wat resulteert in wrijving en hitte. Deze wrijving zorgt ervoor dat het achterwiel vertraagt of stopt. Vanwege deze hitte is het raadzaam om hittebestendig vet te gebruiken op de remschoenen; in de rest van de naaf volstaat gewoon vet.
• Neutrale positie: Wanneer er niet vooruit of achteruit wordt getrapt, is de koppeling met geen van beide delen verbonden. De fiets rolt vrij uit, wat de naam "coaster brake" rechtvaardigt.

Afbeelding 5. Interne onderdelen van de volledige assemblage van de Bendix 70 coaster-rem (Foto: Doug Barnes)

Klaar voor de weg

De oude Bendix 70-rem is opnieuw gesmeerd en ziet er, zelfs na 50 jaar, uit alsof hij nog vele kilometers kan maken. De coaster-remnaaf is nog steeds de rem van keuze voor veel hedendaagse cruiser-fietsen. Met nieuw vet werkt de Columbia nu weer perfect. De fiets is teruggeplaatst in de vloot, zodat anderen kunnen genieten van de rit op een sterke en duurzame old school fiets.

Bronverwijzingen

• Barnes, Douglas. 1915. How Coaster Brakes Work. YouTube Video.
• Bendix Corporation. 1967. “Bendix Coaster Brakes: Service, Parts and Price list.” Bendix Bulletin EM 2052. Tom Findley’s Website. Geraadpleegd in 2018.
• Brown, Sheldon. 2018 “Bicycle Coaster Brakes” Sheldon Brown’s Technical Bicycle Information Website. SheldonBrown.com. Geraadpleegd in 2018.
• McCullough, David. 2016. The Wright Brothers. New York: Simon and Shuster.