Navigieren

Technik
Erlebtes, Repariertes

Meine Töffs
Erfahrungen



Wie wird die Uebersetzung zum Hinterrad berechnet
Die richtige Uebersetzung

Viele Motorräder sind serienmässig derart lang übersetzt, dass ein Fahrbetrieb nach den Vorstellungen des Fahrers kaum mehr möglich ist. Die oberen Gänge sind nur noch zum Rollen auf der Bahn zu ge-brauchen.

Der Sportfreak erwartet von seinem Superbike, dass es auch in der obersten Gangstufe die Nenndrehzahl erreicht, obwohl die Höchst-geschwindigkeit nur mehr theoretische Bedeutung hat. Der Chopper- und Tourenfahrer leidet unter vermindertem Durchzug solch ellen-langer Uebersetzungen. Besonders betroffen sind die kleinen und mittleren Maschinen, sie haben zu wenig Dampf in den oberen Gängen und sind dann im vierten, fünften oder sechsten Gang entsprechend lahm!

Die grosskolbigen Ein- und Zweizylindermotoren entwickeln trotz Ausgleichswellen in bestimmten Drehzahlbereichen unangenehme Vibra-tionen. Liegt nun ein solcher Schütttelbereich ausgerechnet bei einer vielgefahrenen Geschwindigkeit (Limite) vor, so können durch geschickte Uebersetzungswahl die lästigen Vibrationen in andere Geschwindigkeiten verbannt werden. Natürlich kann ein derart ge-plagter Fahrer in einen höheren oder tieferen Gang schalten, oder einfach gasgeben...

Wer seiner Maschine eine andere Sekundärübersetzung verpassen will, sollte ein wenig rechnen und vielleicht gar einen PC zur Verfügung haben. Wer sich nicht selbst traut, kann das/die Kettenrad/-räder beim nächsten Reifenwechsel von seinem Mechaniker einbauen lassen.

Die in deutschen Zeitschriften veröffentlichten Gangdiagramme gelten nur für die entsprechenden deutschen Modelle. Auch die, bei den meisten Motorrädern verwendeten, mechanischen Wecker (sprich Tacho, Drehzahlmesser) sind ungenau.

Folgende Utensilien sollten vorhanden sein:
- Motorrad-Handbuch mit Angabe der
- Uebersetzungen:
- Primärtrieb
- Sekundärtrieb
- jede Gangstufe
- Nenn- und Höchstdrehzahl
- Taschenrechner oder PC
- Technisches Formelbuch
- nicht elastische Schnur oder 1'000 mm Messschieber
- 2'000 mm Massstab oder Metermass

Machen wir uns an die Arbeit!
Es ist von Vorteil wenn man sich bei der entsprechenden Vertretung seines Motorrads erkundigt, welche Kettenräder lieferbar sind. Vor allem mit dem PC und einem Tabellenkalkulationsprogramm sind alle Varianten sehr schnell durchgerechnet. Damit wir unsere "mathematischen" Berechnungen durchführen können muss der Hinterradumfang bestimmt werden. Maschine aufbocken, Schnur um den Reifen legen, genau abschneiden und messen. Oder Raddurch-messer mit dem Messschieber bestimmen und Umfang berechnen nach der bekannten Formel: U = d x Pi.

Unser Beispiel-Töff sei eine Yamaha SRX6

Radumfang mit Metzeler Reifen 120/80 18 Zoll = 2'035 mm

Höchstdrehzahl 7'000 1/min

Nenndrehzahl 6'500 1/min

Primärtrieb

Zahnräder

Z1/Z2

31/74 Zähne

1. Gang

Zahnräder

Z3/Z4

13/30 Zähne

2. Gang

Zahnräder

Z3/Z4

17/27 Zähne

3. Gang

Zahnräder

Z3/Z4

20/24 Zähne

4. Gang

Zahnräder

Z3/Z4

22/21 Zähne

5. Gang

Zahnräder

Z3/Z4

26/21 Zähne

Sekundärtrieb

Kettenräder

Z5/Z6

15/36 oder 14/36 Zähne

Um zu einer bestimmten Kurbelwellendrehzahl die entsprechende Fahr-geschwindigkeit in einem bestimmten Gang zu erhalten konsultieren wir zuerst das Formelbuch.

Die Kraftübertragung eines Motorrads mit querliegender Kurbelwelle (Kardanmaschinen sind hier nicht betrachtet)stellt eine dreistufige Mehrfachübersetzung dar:
Primärtrieb --> Getriebe --> Sekundärtrieb, oder anders ausgedrückt:

Kurbelwelle/Getriebeeingang --> Zahnrad3/Zahnrad4 --> Getriebeausgang/Hinterrad.

Allgemeine Formel für eine Mehrfachübersetzung:

n1 x Z1 x Z3 x Z5 = n6 x Z2 x Z4 x Z6
[F1] n6 = (n1 x Z1 x Z3 x Z5)/(Z2 x Z4 x Z6)

Es bedeuten:
n1: Kurbelwellendrehzahl
n6: Hinterraddrehzahl
Z1: Zahnrad auf der Kurbelwelle (Treiber)
Z2: Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle (Getrieben)
Z3: Zahnrad des eingelegten Ganges (Treiber)
Z4: Zahnrad des eingelegten Ganges (Getrieben)
Z5: Kettenrad auf der Getriebeausgangswelle (Treiber)
Z6: Kettenrad am Hinterrad

Versuchen wir ein Beispiel:
Es sei der erste Gang eingelegt, n1 = 1'000 1/min, Z5 = 15

n6 = (1'000 x 31 x 13 x 15)/(74 x 30 x 36) = 75.64 1/min

Dies ist nun allerdings erst die Drehzahl des Hinterrads bei 1'000 1/min der Kurbelwelle und eingelegtem 1. Gang. Geschwindigkeit ist in einer bestimmten Zeiteinheit zurückgelegter Weg. Unser Töffrad wickelt seinen Umfang von 2'035 mm bei 1'000 1/min der Kurbelwelle und eingegtem 1. Gang in einer Minute 74.64 mal auf dem Asphalt ab. Millimeter pro Minute sind aber für Fahrzeuge keine gebräuchliche Geschwindigkeitseinheit, wir sind uns an Kilometer pro Stunde gewöhnt. Millimeter müssen zu Kilometer und Minuten zu Stunden umgerechnet werden.

Es ergibt sich die Formel

[F2] v = (U x n6 x 60)/1'000'000

Es ist
- v Geschwindigkeit in km/h
- U Umfang in mm
- n6 Drehzahl in 1/min des Hinterrads
- 60 Faktor Minuten --> Stunden
- 1'000'000 Faktor Millimeter --> Kilometer

v = (2'035 x 75.64 x 60)/1'000'000 = 9.24 km/h

Wenn beide Formeln, F1 und F2, kombiniert werden muss die Hinterraddrehzahl nicht gesondert berechnet werden, als Ergebnis erhalten wir gleich das gewünschte Resultat.

[F3] v = (n1 x Z1 x Z3 x Z5 x U x 60)/(Z2 x Z4 x Z6 x 1'000'000)

 

Berechnen wir nun die theoretischen Höchstgeschwindigkeiten mit Z5 = 14 und Z5 = 15:
Z5 = 14 (Kettenritzel mit 14 Zähnen)

1. Gang

v = (6'500 x 31 x 13 x 14 x 2'035 x 60)/(74 x 30 x 36 1'000'000)

= 56.05 km/h

2. Gang

v = (6'500 x 31 x 17 x 14 x 2'035 x 60)/(74 x 27 x 36 1'000'000)

= 81.42 km/h

3. Gang

v = (6'500 x 31 x 20 x 14 x 2'035 x 60)/(74 x 24 x 36 1'000'000)

= 107.75 km/h

4. Gang

v = (6'500 x 31 x 22 x 14 x 2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000)

= 135.54 km/h

5. Gang

v = (6'500 x 31 x 26 x 14 x 2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000)

= 160.23 km/h

Z5 = 15 (Kettenritzel mit 15 Zähnen)

1. Gang

v = (6'500 x 31 x 13 x 15 x 2'035 x 60)/(74 x 30 x 36 1'000'000)

= 60.05 km/h

2. Gang

v = (6'500 x 31 x 17 x 15 x 2'035 x 60)/(74 x 27 x 36 1'000'000)

= 87.24 km/h

3. Gang

v = (6'500 x 31 x 20 x 15 x 2'035 x 60)/(74 x 24 x 36 1'000'000)

= 115.45 km/h

4. Gang

v = (6'500 x 31 x 22 x 15 x 2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000)

= 145.22 km/h

5. Gang

v = (6'500 x 31 x 26 x 15 x 2'035 x 60)/(74 x 21 x 36 1'000'000)

= 171.67 km/h

Daraus können wir folgende Schlüsse ziehen:
Da ein Motorrad mit 42 PS kaum eine Spitze von 170 km/h erreicht, eignet sich das 15 Zähne Ritzel nur für einen solofahrenden Mägerli-muck. Wer öfter in den Bergen oder mit Sozius fährt, ist mit dem 14 Zähne Ritzel besser bedient.

Wer wissen will welche Kurbelwellendrehzahl bei einer bestimmten Geschwindigkeit (Limiten) anliegt löst F3 nach n1 auf.

[F4] n1 = (v x Z2 x Z4 x Z6 x 1'000'000)/(Z1 x Z3 x Z5 x U x 60)

Betrachten wir die SRX6 bei der Innerortslimite von 50 km/h:
Im 5. Gang und 14er Ritzel ergibt sich eine Kurbelwellendrehzahl von n1 = 2'030.23 1/min, mit dem 15er Ritzel sinkt die Drehzahl auf unfahrbare n1 = 1'894.88 1/min.

Mit dem 15er Ritzel muss also innerorts mit dem Vierten, wenn nicht gar mit dem dritten Gang gefahren werden.

Ich nehme an, dass etliche von Euch dem Hobby PC frönen (wenigstens zur Winterzeit). Im Tabellenprogramm müsst ihr nur noch die Tabelle aufbauen und die gegebenen Formeln richtig einsetzen. Zwei- und Dreidimensionale Grafiken stellen die Resultate noch anschaulicher dar. Mit einer Siebengang-Maschine muss es doch eine Freude sein, endlich das Rührwerk zu überblicken.

 Hinterrad VFR

Infobox

1/min: Einheit für Anzahl Umdrehungen in einer Minute, früher auch Touren oder Tourenzahl genannt

Getriebe: Einrichtung zum Reduzieren und Anpassen der Kurbelwellendrehzahl an die jeweiligen Fahrverhältnisse. Zum Beispiel rotiert das Hinterrad der SRX6 bei 160 km/h mit 1'360 Umdrehungen pro Minute, die Kurbel-welle jedoch mit über 6'000 Umdrehungen pro Minute.

Uebersetzung: Verhältnis der Drehzahlen zweier oder mehrerer Wellen die durch Uebertragungselemente wie Zahnräder, Zahnriemen oder Ketten miteinander verbunden sind. Zum Beispiel rotiert beim Viertaktmotor die Nockenwelle mit halber Kurbelwellendrehzahl. Sind die beiden Wellen mit einer sogenannten Nockenwellenkette verbunden, so trägt das Kettenrad auf der Nockenwelle die doppelte Anzahl Zähne als sein Gegenpart auf der Kurbelwelle.

Lange Uebersetzung: Relativ niedrige Kurbelwellendrehzahl zur momentanen Fahrge-schwindigkeit. Bei PW's wird häufig der 5. Gang lang übersetzt um auf der Autobahn mit niedriger Kurbelwellendrehzahl zu rollen, die Höchstgeschwindigkeit liegt auf dem gleichen Niveau wie mit dem 4. Gang.

Kurze Uebersetzung: Relativ hohe Kurbelwellendrehzahl zur momentanen Fahrgeschwindig-keit. Ein zu kurz übersetzter oberster Gang führt zum Ueberdrehen des Motors bei Höchstgeschwindigkeit.

Primärtrieb: Kraftübertragung von der Kurbelwelle zum Getriebe. Uebertragungselemente können Zahnräder, Zahnketten, Rollenketten oder Zahnriemen sein.

Sekundärtrieb: Kraftübertragung vom Getriebe zum Hinterrad. Uebertragungselemente sind Rollenkette, Kardanwelle oder Zahnriemen.

Ritzel: Kleines Zahn- oder Kettenrad

Zoll: Englisches Längenmass, 1" = 25.4 mm, Felgen- und Ketteabmessungen werden heute noch in Zoll vermasst.

Seitenanfang



Werkstattheft von Kaspar Monstein, Elektromech.-Stift
Revision eines alten BMW 4-Takt-Zylinderkopfes

Nach den Sommerferien stand in der XLW (Lehrwerkstatt) auf einem der Werkbänke ein kurioses Stück Altmetall. Ein alter BMW 4-Takt-Zylinderkopf von stattlichem Alter. Nun, da ich mit dem Übungsstück fertig war, erkundigte ich mich bei Herr Pfeffer was ich nun für ein Stück beginnen könne.

Nach kurzem Nachdenken, schritten Herr Pfeffer und ich auf den Werkbank zu auf dem der Zylinderkopf stand.

"Diesen Zylinderkopf könntest du reparieren."

defekt

Nachdem ich ihn in die Hand genommen und angeschaut hatte, wusste ich was kaputt war. Der Auslasstutzen war morsch und brüchig, ein kleines Teil ist abgebrochen. Herr Pfeffer erklärte mir nun grob wie man den Schaden beheben könnte. Zuerst den morschen Stutzen abfräsen, dann die Auslassöffnung vergrössern, dam it eine neue Gewindebüchse hinein passte. Es schien mir eine sehr rasch zu bewätigende Aufgabe zu sein. Doch schon bald tauchten die ersten Tücken und Hindernisse auf. Der Zylinderkopf war ein bisschen gross für den Schraubstock der Fräsmaschine.

Nach einigem Nachdenken kammen wir darauf, dass wir den Zylinderkopf mit einigen Unterlagen und ein paar Briden auf den Tisch spannen könnten. Diese Möglichkeit sollte sich alsbald als gut herausstellen. Ohne grosse Probleme konnte ich den alten Stutzen wegfräsen. Nachdem die Fräsarbeiten getan waren, musste ich den Ausdrehapparat anstelle des Fräsers montieren.

Nun begann der mühsamste Teil der Arbeit. Bis ich den Ausdrehapparat soweit ausgerichtet hatte, damit auch ein einigermassen rundes Loch entstand, musste ich mit einigen Verrenkungen mehrere Stellschrauben des Ausdrehapparates und der Fräsmaschine einstellen.

Als dann die Öffnung dennoch rund wurde, war ich mit den Arbeiten an der Fräsmaschine eigentlich fertig. Es musste nur noch das Gewinde geschnitten werden. Im Werkzeugzimmer besorgte ich alles nötige, um das Gewinde zu schneiden. In der XLW machte ich mich sofort ans Gewindeschneiden.

Da nun der Zylinderkopf im grossen und ganzen fertig war, konnte ich die Fräsmaschine gegen einen Drehbank tauschen, um dort mit den Arbeiten an der Gewindebüchse zu beginnen. Zuerst suchte ich in der Restenkiste ein passendes Rundstahlstück heraus. Danach drehte ich anhand einer kleinen, selbstgemachten Zeichnung die Auslassgewindebüchse.

Eigentlich wollte ich die beiden Aussengewinde mit der Filière schneiden, doch Herr Pfeffer meinte, es sei eine gute Übung, wenn ich sie mit dem Drehbank herstelle. Ich vertiefte mich also in die Gewindetabellen des Drehbankes und des VSM-Buches und stellte den Drehbank ein zum Gewindeschneiden.

Nachdem die Gewindebüchse und der Zylinderkopf fertig waren, ging es ans zusammensetzen der beiden Teile. Den Zylinderkopf mussten wir jedoch zuerst erwärmen, da wir aus Sicherheitsgründen die Gewindebüchse, damit sie auch wirklich hält, etwas grösser als nornal angefertigt hatten. Als der Zylinderkopf die richtige Temperatur hatte, spannten wir ihn wieder auf den Frästisch und schraubten die Büchse ein. Danach liessen wir den Zylinderkopf wieder abkühlen.

Jetzt sass der neue Auslasstutzen wie angegossen an seinem Platz. Zum Schluss reinigte ich ihn noch gründlich mit einer Drahtbürste und Petroleum und brachte ihn Markus Isler zurück, dem er gehört.

Kaspar Monstein

fertig, Zylinderkopf von BMW 250

Seitenanfang



Sounds
Zahnausfall bei Getrieberädern

Zahnradpaar 5. Gang

Jeder Töff entwickelt im Fahrbetrieb eine ausgeprägte Geräuschkulisse. Ansaug-, Auspuff-, Reifen- und mechanische Geräusche komponieren die "wahre Musik". Verbrennungsmotoren signalisieren den Zustand ihrer defekten Organe durch feine oder gröbere Geräuschunterschiede. Sind wir mit demselben Töff eine Weile zusammen, so kennen wir bald seine Launen und seine "Sprache". Im Unterbewusstsein filtert, sortiert und analysiert unser Ohr laufend den Sound - und schlägt bei Misstönen Alarm.

Unternimmst du eine kurze Probefahrt mit einem fremden Töff, so musst du vorsichtig sein mit deinem Urteil. Deine Sinne hatten noch keine Gelegenheit sich an das neue Bike zu gewöhnen, dein Ohr registriert nur die lautesten Geräusche, die feinen Unterschiede kannst du erst nach ein paar hundert Kilometern wahrnehmen.

Jeder Töff ändert im Verlaufe seiner Betriebszeit seine Geräuschkulisse. Mechanische Abnützung und Korrosion führen unmerklich aber stetig zu höherem Geräuschpegel. Einzelne Bauelemente können derart verschleissen, dass sie durch Klopfen, Schlagen, Mahlen oder "Chrosen" Aufmerksamkeit erregen. Nimmst du diese Alarmsignale nicht ernst, kann es ein gewaltiges Loch in dein Portmonnaie reissen!

Abgebildet sind das Zahnradpaar des fünften Ganges und die Oelpumpe einer Ténéré 600 dessen Reiter partout nicht hören wollte. Die abgebrochenen und zerknatschten Zähne verarbeitete die Oelpumpe weiter zu "Kleinholz". Es ist der robusten Natur des Ténéré Motors zu verdanken, dass die Oelpumpe keinen Totalschaden erlitt und der Supergau im Motorinnern ausblieb.

Für die XT 600 und SRX liefert die Firma Lehmann Motos, Sägequartier 153h, 3475 Riedtwil, 063/68 12 73, einsatzgehärtete Radpaare mit geschliffenen Zahnflanken.

Rotor der Oelpumpe

Katastrophaler Zahnausfall

Metallspäne der abgewürgten Zähne gelangten in die Oelpumpe. Ein Wunder, dass diese nicht blockierte und die Oelversorgung des Motors unterbrach. Abgebrochene Zähne hätten auch zwischen andere Zahnradpaare gelangen können. Ein dadurch blockiertes Hinterrad lässt sich nicht mehr kontrollieren und ein Sturz wäre unvermeidlich gewesen.

Oelpumpe mit starken Verschleisspuren

Navigieren

Text und Bilder Robert Pfeffer
CH-8194 Hüntwangen

Seitenanfang