Jak se říká, není umění přidat plyn a dosáhnout vysokou rychlost. Umění je vědět včas zabrzdit. Abychom to zvládli s patřičnou efektivitou, musely brzdy projít dlouhým vývojem.
Kapitoly článku:
Víte, kdy vznikly první brzdy? Otázka je to sice zajímavá a moc rádi bychom vám na ni odpověděli, potíž je akorát v tom, že ani my ne. Přestože se o spoustě vynálezech dá říci, kdo je jejich autorem, případně kdo konkrétně si je nechal prozíravě patentovat jako první, brzdy jako takové, tedy ty ve své prapůvodní podobě, k nim nepatří.
Lze předpokládat, že jejich vznik souvisí s vynálezem kola, dřevěnými vozy a kočáry, respektive snahou o jejich důslednější kontrolu a ovladatelnost. Snad našlápneme vedle, když napíšeme, že úplně první brzdy byly statické, dnes bychom řekli parkovací a rozhodně si je nepředstavujte jako kus sofistikované mechaniky. K zastavení vozu úplně stačil šutr nebo kus dřeva, který se jednoduše vložil před kolo jako klín.
Pak dost možná někoho napadlo – a nejspíše tomu tak bylo i kvůli zvýšení svého pohodlí, které je poměrně důležitým hnacím motorem pokroku – že by se nějaká ta zarážka dala upevnit ke konstrukci vozu tak, aby blokovala loukotě kola. Nemusíte seskakovat z kozlíku, jen zatáhnete za příslušnou páku anebo tam zkrátka zase jen vložíte odpovídající západku, klín, podle toho, co vaše doba vynalezla.
Komplexnější a „modernější“ brzdové systémy schopné nejen blokovat dopravní prostředky na místě, ale také umožňující kontrolovaně zpomalovat jejich rychlost, se nejspíše objevily s nástupem rozměrnějších a těžších kočárů, které byly tažené větším počtem koní. Kdy přesně k tomu došlo, můžeme opět pouze hádat z věštecké koule, máme ale za to, že právě více živých kilowattů a vyšší hmotnost vozkům ukázala, jak nebezpečná to může být kombinace.
Začalo to špalkem
Spousta z nich samozřejmě tušilo, že pokud kočár nebo vůz nedokážou zpomalit koně samotné, musí to zvládnout nějaké zařízení umožňující přibrzdit či zastavit roztočená kola. Jenže jak? Nikdo přeci dobrovolně nestrčí ruku mezi roztočené loukotě. A když už jsme u toho, tak tam rozhodně nevrazí ani kus dřeva, to by ta spotřeba kol byla poněkud neúměrně vysoká, nemluvě o tom, jak by dopadl náklad či pasažéři.
Co kdyby se ale ten špalek přiblížil kovové obruči po obvodu? Ideálně pomocí nějaké páky. A kdybychom to dřevo vytvarovali do bloku, aby se obruče dotýkalo větší plochou, bylo by to možná ještě lepší…
Můžeme pouze spekulovat, co běhalo hlavou lidem, kteří se nad tímto problémem poprvé skutečně zamysleli, každopádně času na to měli docela dost. První důkazy o výrobě kol se datují do mladší doby kamenné, tedy 8000 až 5000 let před naším letopočtem, zatímco loukoťová kola známe přibližně z let 2200 až 1150 před naším letopočtem.
Zmiňované kovové obruče jsou na světě už nejméně tři a půl tisíce let. Jejich výrobě se věnovali staří Keltové, a právě tato část se o hodně později stala důležitým prvkem prvních brzdových systému využívajících třecí segmenty. Zprvu to byly špalky, které vytvářely brzdný účinek na povrchu rotujícího dílu tím, že mu odebíraly kinetickou energii a měnily ji na teplo. Mimochodem, také proto se tomuto mechanickému zařízení říká špalíková brzda a v modernější podobě se u železnice používá dodnes.
Pojďme ale ještě zpátky do poněkud mlhavé historie. Od objevu kola a jeho postupného zdokonalování se toho po několik dlouhých století s brzdami mnoho nedělo. Změna nastala až s nástupem páry a prvních strojů poháněných tepelnou energií přehřáté vody. Ať už šlo o stacionární parní motory, první lokomotivy či parní vozidla, jejich zpomalení zajišťovaly špalíkové brzdy anebo o něco později i pásové brzdy.
Jak fungují, není těžké pochopit. Představte si kožený pás obepínající buben, který je dodatečně přimontovaný k brzděnému kolu. Stačí pás zatížit a tření efektivně vykoná svou práci. Problém byl akorát v tom, že brzdná síla byla do značné míry závislá na klimatických podmínkách či kvalitě materiálu bubnu i samotného pásu.
Stačilo, aby se na jeho povrchu objevila rez a brzda ztratila svou účinnost, a navíc začala škubat. Nechte do takové soustavy napršet nebo ji vystavte vlhkému prostředí a brzda ztratí potřebný součinitel tření. To samé pak způsobovala mastnota či jiné nečistoty.
Zásluhy má i pneumatika
Rozvíjející se technika proto potřebovala lepší brzdy a v případě automobilismu vývoj značně nakopl vynález pneumatiky. Poprvé si ji nechal patentovat skotský vynálezce Robert William Thomson ve Francii už v roce 1846 a o rok později i ve Spojených státech. Pro rozšíření jeho vynálezu ale nebyla vhodná doba, takže tento nápad téměř upadl do zapomnění až do roku 1890, kdy jeho práci připomněla v souvislosti s oživením této myšlenky tehdejší média.
John Boyd Dunlop totiž v roce 1888 slavil úspěch vylepšenou tříkolkou svého syna. Na ráfky natáhl gumovou hadici, kterou se mu podařilo uzavřít a pomocí pumpičky na fotbalový míč i nafouknout. Výrobce jízdních kol z Belfastu Robert Edlin doporučil Dunlopovi nechat si tento nápad patentovat, což se mu skutečně povedlo. První nicméně nebyl, jak o rok později vyšťoural dobový tisk.
Co bylo dál, možná už víte, a pokud ne, jde o jiný příběh, každopádně pneumatika začala vytlačovat ze scény špalíkovou brzdu, tou dobou už využívající i pryžový špalek. Ten sice můžete přitlačit k vnějšímu plášti pneumatiky, dokonce se opotřebovával méně než dřevo, jenže pneumatika nese takové zacházení poněkud nelibě.
Prvnímu, nebo přesněji jednomu z prvních lidí, koho napadlo brzdy zmodernizovat, byl Gottlieb Daimler v roce 1899. Právě jeho nápad už v roce 1901 využívá Wilhelm Maybach při vývoji a výrobě Mercedesu 35 PS anebo, chcete-li, 35 HP. Pokud nám je známo, bylo to první auto s bubnovými brzdami. Byly namontovány na zadní nápravě, akorát se těm dnešním moc nepodobaly. Daimler totiž využil ocelové lano namotané kolem brzdových bubnů, které se stahovalo a vyvíjelo patřičné tření pomocí ručně ovládané páky.
Tato technika byla nicméně o něco starší. Pod číslem 3279 si už v roce 1881 nechává patentovat bubnové brzdy na jízdní kolo W. R. Mortimer a nelze samozřejmě vyloučit, že mu Daimler obrazně řečeno nekoukal přes rameno.
Tím vývoj samozřejmě nekončí. Objevují se další a další nápady a už v roce 1902 si nechává vystavit patent na vlastní bubnové brzdy Louis Renault. Na rozdíl od konstrukčně pokud odlišného německého řešení byla francouzská brzda velmi podobná té dodnes používané. Sice byla plně mechanická, ale systém pák a pružin uvnitř bubnu byl ovládán lankem.