Kupplung aller Motore von Simson

[NorbertE]

Vorab die Bitte, bis zum Abschluss hier nicht zu diskutieren. Das können wir gerne hinterher tun. Der Grund dafür ist einfach: ich kann die zeitliche Abfolge mit Posts und Bildern nicht beeinflussen. Es würde durch "eingeworfene" Fragen/Meinungen zerissen werden.

Zur Sache: Alle Simson-Motore arbeiten mit einer Mehrscheiben-Ölbadkupplung.
Da ich Rh-Motore regeneriere und mich auch immer wieder Anfragen erreichen "Kupplung trennt nicht" oder Ähnliches, will ich das Problem mal versuchen, näher zu bringen. Es ist eigentlich ganz simpel.

Der Kraftfluss findet vom Primärritzel (was auf der KW steckt und von der linken Seite des Motors gesehn links rum dreht) auf den Triebling, der fest vernietet mit dem Kupplungskorb ist, statt. Der wird also rechts rum angetrieben. Durch den Zahnradtrieb (egal, ob grade verzahnt oder schräg) bedingt.
Auf dem Foto ist noch keine KW drin und das Primärritzel nur zur Anschauung hingelegt.
Dieser Kupplungskorb mitsamt dem Zahnkranz hat mit der Welle, wo das draufsteckt, keinerlei kraft- oder formschlüssige Verbindung!! Es dreht dort locker draufrum, ohne die Welle, die ins Getriebe führt, mitzunehmen. Das ist für Kupplungsneulinge der erste wichtige Punkt.

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[NorbertE]

Nun kommt als nächstes Bauteil, der sogenannte "Lamellenträger", der sehr wohl über eine Konuspassung und eine Verzahnung mit der Kupplungswelle krachfest verbunden ist. Beide Bauteile (äusserer Korb und innerer Träger) haben bis dahin noch nichts miteinenader zu tun und können voneinander völlig unabhängig bewegt werden. Ein Kraftfluss von der KW über die Zahnradkombi auf die ins Getriebe gehende Kupplungswelle findet bis dahin noch nicht statt! Überspitzt gesagt: Wenn ich einen kompletten, laufenden Motor in dem Zustand hätte, könnte man trotz rotierendem Aussenkorb den inneren Lamellenträger mit einer Hand festhalten. Probiert das bitte nicht!

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[NorbertE]

Dort rein kommt nun unser "Kupplungspaket". Bestehend aus Stahllamellen und den Pertinax-Reibscheiben. Immer schön abwechselnd und völlig egal, ob 3 , 4 oder 5 Scheiben.Je nach Motortyp, aber das Funktionsprinzip ist immer das Gleiche.

Nun kommt für den Kupplungsneuling wieder was wichtiges: Diese Scheiben (egal, wieviel und egal, ob Stahllamelle oder Kupplungsscheibe) werden durch Federkraft zusammengepresst. Ein "Lösen" oder "Kupplung gezogen" bewirkt man durch den Griffhebel am Lenker, der mittels Bowdenzug diese Federkraft aufhebt. Man drückt damit das "Paket" einfach auseinander oder besser: man nimmt den Federn, die es zusammenpressen, die Kraft. Zum Öl komme ich schon noch.

Damit haben wir aber immer noch keinen Kraftfluss vom Korb aussen nach der Welle innen. Eine wie auch immer geartete Mitnahme des Lamellenträgers durch den von aussen angetriebenen Kupplungskorb ist nicht gegeben.
Doch!...Durch die unterschiedliche Formgestaltung der Kupplungsscheiben und der Lamellen.

Die Stahllamellen (es sind vereinfacht "Scheiben") haben diese Löcher, die genau in die Stifte des Lamellenträgers passen. Sie können auf dem Träger also nicht frei drehn. Sie sind also formschlüssig mit dem Träger und damit der Welle verbunden.
Zwischen diesen "Scheiben" liegt jeweils ein Reibbelag, schlicht "Kupplungsscheibe" genannt, der auch eine Besonderheit aufweist: Die "Nasen", die am Aussenkreis angebracht sind. Ausserdem haben die Kupplungsscheiben (ein Verschleissteil) diese Löcher innen nicht, liegen dort nur drin und haben damit keinen Kraft- oder Formschluss mit dem Träger und der Welle. Dort liegt das eigentliche "Geheimnis" dieser Kupplung und warum sie manchmal nicht funktioniert.

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[NorbertE]

Es muss ja nun irgendwie die Kraft vom von aussen angetriebenen Kupplungskorb nun auf die innenliegende Welle. Die Lamellen sind formschlüssig mit dem Träger und damit der Welle verbunden...hatten wir schon.
Der Kupplungskorb (Jeder, egal welche Ausführung!) hat nun aussen diese "Fenster", "Aussparungen", wo die "Nasen" unserer Kupplungsscheiben reinpassen.
Es gibt die Körbe und die Anzahl der Fenster in unterschiedlichen Ausführungen: Mal aus Blechprägeteil (alte Ausführung Essi), mal als Tiefziehteil mit 6 oder 12 Fenstern (neuere Ausführung Essi und alles weitere)

Anfangs waren es diese Blechprägekörbe mit 6 Fenstern (dementsprechend 6 Nasen an den Kupplungsscheiben). Das hatte sich nicht bewährt und war von der Fertigung auch zu teuer. Da ist man (ca. 1960) umgestiegen auf die Tiefziehkörbe: anfangs mit 6 Fenstern, später mit 12 Fenstern. Dementsprechend gibt/gab es auch die Kupplungsscheiben (6 und 12 Nasen.)

So liegt das Paket von der Seite gesehn drin und wir nähern uns schon langsam dem eigentlichen Problem.

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[NorbertE]

Nur zur Erinnerung: Der Kupplungskorb wird angetrieben und dreht von links gesehn rechts rum. In den "Fenstern" des Korbes sind die Kupplungsscheiben mit den Nasen, die mit dem Inneren (der Welle) nichts zu tun haben aber per Federdruck auf die Lamellen drücken, die wiederum kraftschlüssig mit der Welle über den Träger verbunden sind. Klar soweit? Ich frage deshalb, weil dies ein wichtige Schritt für die Funktionsweise dieser Kupplung ist.

Nun geht der Kraftfluss so: Der Korb wird angetrieben (rechtsrum) und "nimmt die Nasen der Reibbeläge mit". Und damit die Reibbeläge im Gesamten. Der Kraftschluss findet nur an diesen Nasen statt und dort nur an der Kante, wo die (der Korb dreht nach rechts!) Nasen an den linken Kanten des Korbes anliegen! Ich habs ausgerechnet für einen 6-Fenster-Korb und auch für 12: es bewegt sich im Bereich (bei einem ganz alten 6-Fenster Korb-Scheibenpaket) von nicht ganz 37qumm! Diese 37 Quadratmillimeter aus unterschiedlichem Material müssen die komplette Kraft mit allen Kraftwechseln aufnehmen und sicher übertragen!!

Auf dem Foto ist ein komplettes Kupplungspaket im Korb drin. Man sieht deutlich die "Nasen" der Kupplungsscheiben, die in die "Fenster" greifen.

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[NorbertE]

Was passiert da nun? Dadurch, das wir keine stetige Kraft haben, sondern durch unsere Fahrweise (mal muss er "ziehn", mal nicht) ständige Lastwechsel an der Stelle haben, wirken die weicheren Nasen der Kupplungsbeläge auf den härteren Kupplungskorb wie eine Feile. Die Nasen arbeiten sich in den Korb ein, nutzen sich selbst aber gleichzeitig auch ab.

Der erste Effekt ist, dass die Nasen immer schmaler werden. Das ist kein Problem, denn die Kupplungsscheiben sind eh Verschleißteil. Die verschleißen nicht etwa durch die Reibung in der Stärke...nein, das kann man getrost vernachlässigen. Nur die Breite der Nasen schrumpft allmählich. Bis einzelne Nasen wegbrechen....

Auf dem Foto sind Nasen halbwegs gut (man kann sie ja umdrehn ) und böse neben/übereinander. Eine komplett Neue Kupplungsscheibe kann ich Euch leider nicht präsentieren, da ich sie ungern verwende, weil sie als Nachbauteil absolut nicht masshaltig und damit in meinen Augen untauglich sind. Ich habe also keine.

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[NorbertE]

Der 2. Effekt dieser "Feile" wirkt sich auf den Korb aus und der ist nun weiss Gott kein Verschleissteil.
Die Nasen graben sich ins Metall des Korbes und zwar dort, wo der Kraftfluss stattfindet (wo er ziehn muss) ein.

Das sieht dann so aus.

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[NorbertE]

Und nun erinnern wir uns: Durch den Zug am Kupplungshebel nehmen wir den Federn, die das Paket zusammenpresst, die Kraft. Die einzelnen Scheiben der Kupplung könnten nun auseinanderrutschen (die einen greifen da, die anderen dort, aber der Pressdruck ist weg). Wollen die auch. Nur...die Nasen der Kupplungsscheiben bleiben einfach in den eingearbeiteten Kratern im Korb hängen! Die kommen dort nicht raus( wenn er auch noch "ziehn" muss, um so schlimmer) und das Endergebniss ist: Kupplung trennt nicht.

Was ist zu tun?

[NorbertE]

Bevor wir uns an die Lösung des Problems machen (es tritt oft auf und selbst bei einem neuen Kupplungskorb dauert es nur wenige 1000 km, bis er eingearbeitet ist), ein Blick auf die unterschiedlichen Kupplungskörbe.

Vom Wirkungsprinzip her alle gleich, in der Art und der Herstellung unterschiedlich.

Ganz links der Korb vom SR1 und zeitigen SR2. Es ist ein Stanz-Blechprägeteil mit 6 Fenstern.

Oben ein modernerer Korb mit 6 Fenstern, der vom Triebling entfernt wurde.

Unten die Ausführung mit 12 Fenstern. Die beiden letzt genannten sind Stanz-Tiefziehteile. Dazu ist man übergegangen, weil die Herstellung billiger und effizienter war.

Es ist völlig wurscht, ob man einen SR1 hat oder ein S51: sie unterscheiden sich in der Verzahnung des Primärtriebs, was nichts mit der Kupplung zu tun hat. Das Prinzip (auch wenn es 4 statt 3 Kupplungsscheiben sind) ist das Gleiche.

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[NorbertE]

Wir nehmen uns als Erstes mal den unteren Tiefziehkorb mit 12er Teilung. Sinn bei allen Körben ist, die eingearbeiteten Kerben/Krater wegzubekommen, um den Nasen der Kupplungsscheiben wieder ein ungehindertes axiales Gleiten zu ermöglichen.

Man müsste nun meinen, dort mit einem Materialauftrag in Form von Schweissen arbeiten zu müssen. Muss man nicht!

Zur Erinnerung: der Korb wird (von links gesehn) rechts rum angetrieben und nimmt an den linken Kanten der Fenster die Nasen der Scheiben mit. Nur dort arbeiten sich die Nasen ins Metall.
Im Zustand "Eingekuppelt" (wenn also ein Kraftfluss da ist) liegen die nur dort an. Im Zustand "ausgekuppelt", "Kupplung gezogen" wackeln die Nasen in den Fenstern einfach so rum. Die Breite der Fenster spielt eigentlich keine Rolle.
(Ich gebe an der Stelle gern zu: Je passgenauer, um so besser. )

Wir machen dort also schlicht einen Materialabtrag und verbreitern damit die Fenster.
Ideal wäre eine Fräsmaschine mit Teilungskopf, um überall dasselbe wegzunehmen. Wird nicht Jeder haben.

Es geht mit etwas Augenmass, messen, anreissen auch mit der Feile.
Es muss nur darauf geachtet werden, dass nach dem Befeilen alle Nasen der Kupplungsscheiben schön gleichmässig ringsrum an den linken Flanken der Korbfenster zum anliegen kommen! Das muss man mittels Einlegen einer Scheibe, wenn man mit der Feile einmal rum ist, probieren, anschauen und gegebenenfalls nacharbeiten.

Los gehts. Einspannen den Korb und Schlichtfeile her.

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[NorbertE]

So sieht das (bitte noch schön entgraten) hinterher aus.

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[NorbertE]

Das geht so bei den Tiefziehkörben und schafft auch wunderbar Abhilfe.

Bei den Blechkörben geht das nicht. Die habe ich bis jetzt immer in einen dunklen Werkstattwinkel geworfen.
Da ich aber nun an meine Grenze mit Tiefziehkörben und passenden Zahnradsätzen gekommen bin, musste ich mich dieses Problems annehmen.

Die gravierenden Unterschiede sind, dass der Blechkorb oben nicht offen ist. (Gut, könnte man sich eine genau passende Feile beschaffen). Der nächste Unterschied ist, dass das Material wesentlich dünner ist. Um nun die notwendige Fläche zu erreichen, die für die Mitnahme der Nasen (und damit den Kraftfluss) erforderlich ist, hat man beim Stanzen genialerweise diese Blechkanten einfach "umgebogen". Trotzdem arbeit sich das ein und ein Wegfeilen dieser umgebogenen Fläche würde nur eine scharfe Blechkante erzeugen, die innerhalb kurzer Zeit den Nasen der Kupplungsscheiben den Garaus machen würde. Geht also nicht.

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[NorbertE]

Es geht also dort wirklich nur mit einem Materialauftrag und anschliessender Bearbeitung. Ich habs (sorry, der Schweisskundige bin ich nicht) mal an einem Korb mit "CO-Schweissen" probiert. Geht...man kann es nur wegen der Härte hinterher nicht bearbeiten. Geht also nicht.

Man muss bei diesen "Blechkörben" auch beachten, dass ein Zuviel an Wärme dem Ding nicht gut tut. Er verzieht sich und wird damit unbrauchbar. Ich hab über Knetmetall nachgedacht und es verworfen.

Da fiel mir der Schmied ein Der hats gelernt, der kennt das Material, der muss das Händchen dafür haben. Wer, wenn nicht der Dorfschmied.

Dem Schmied ein paar Körbe in die Hand gedrückt, mit der Bitte: Probier mal. Und er hats getan. Zumindest den ersten Schritt des Materialauftrags.

Ich weiss nicht, wie ers genau getan hat und lasse ihm ganz einfach hier die Möglichkeit, was dazu zu berichten.
So sieht jedoch ein "aufgeschweisster Korb" vor der Endbehandlung aus.

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[Schmied]

Da ich um eine Stellungsnahme gebeten wurde:
Wie schon gesagt, das Aufschweißen ist eigentlich eine logische und einfache Möglichkeit, die Kerben heraus zu bekommen.
Dafür gäbe es nun verschiedene Möglichkeiten. Norbert sagte schon "CO-Schweißen" ist handwerklich die einfachste Variante, aber durch die sehr harte Schweißnaht im Nachhinein fast nicht mehr zu bearbeiten. Besser wäre "E-Schweißen", aber auf Grund der geringen Materialstärke nicht anwendbar. "WIG" wäre eine Alternative, hab ich aber nicht.
Somit blieb nur der Versuch mittels "Autogen" und wenn man ein wenig auf die Wärmeeinbringung achtet, ist dies auch eine sehr praktikable Sache. Der Vorteil ist, dass die Schweißnaht fast die gleiche Festigkeit wie das normale Material hat, und somit die Nacharbeit mit Feile (mit was Anderem kommt man ja nicht ran) recht Problemlos machbar ist.

[NorbertE]

Danke Matthias.

Dieses autogen Aufgeschweisste kann man nun analog der Tiefziehkörbe mit der Feile bearbeiten. Auch wieder ringsrum schön gleichmässig.

Eines muss man noch beachten: da bei Aufschweissen auch der nach innen gebogene Steg einen Auftrag bekommt (es kann also sein, die ragen zu weit nach innen) muss man durch Einlegen einer Scheibe probieren und gegebenenfalls da auch was wegnehmen. Das geht mit einem Dremel und dem passenden Schleifer.

Ziel war und muss sein: die eingearbeiteten Kerben müssen weg, die Nasen der Scheiben müssen ringsrum gleichmässig anliegen und die Scheiben müssen sich im Korb axial frei bewegen können.

Ach so, das Öl noch. Das hat eigentlich nur die Aufgabe der Schmierung der Lager und etwas der Kühlung der Kupplung, weil dort beim Aus- und Einkupplung durch die Reibung Wärme entsteht. Dadurch, dass das Öl aber das gesamte Kupplungspaket um- und durchflutet, ist die Wahl der richtigen Ölsorte über die Funktion der Kupplung entscheident. Verwendet man ein zu "zähes" Öl, kleben die Kupplungsscheiben und Lamellen aneinander und sie trennt nicht richtig. Ist das Öl zu "dünn", wirkt es wie ein Gleitfilm und die Kupplung greift nicht richtig und rutscht durch.

Fertsch.

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