Die äußere Lauffläche ist die vordere äußere Riemenscheibe , die innere Lauffläche ist das Variomatikgehäuse .
Die Riemenscheibe ist fest mit der Kurbelwelle verbunden , das Variomatikgehäuse zwar kraftschlüssig , aber verschiebbar montiert . Bei Bauteile drehen sich also kraftschlüssig mit der Kurbelwelle !
Im Prinzip muss man sich das so vorstellen wie beim Fahrrad und einer Kettenschaltung , nur halt stufenlos .
Stellen wir uns mal eine 21Gang Schaltung vor : 3 Zahnkränze vorne , 7 hinten , ergibt 3x7=21
Fährt man los , möchte man dies ja mit möglichst geringem Kraftaufwand machen , oder ? Also macht man dies im ersten Gang , vorne kleinstes , hinten größtes Zahnrad . Genauso ist es bei der Variomatik und den hinteren Wandlerscheiben .
Im Leerlauf oder bei Beginn der Beschleunigung liegt der Riemen vorne ganz innen , also in einem kleinen Durchmesser , zwischen den Riemenscheiben . Hinten am Wandler dagegen ist der Riemenradius jetzt maximal , also wie beim Fahrrad auf dem größten Zahnkranz .
Der Unterschied zwischen der Kettenschaltung und der Variomatik besteht in der stufenlosen Übersetzungsänderung bei der Variomatik .
Beim Fahrrad muss man schalten , also die Übersetzung verlängern , wenn man eine gewisse Drehzahl der Tretkurbel ( beim Roller Kurbelwelle ) erreicht hat , sonst würde der Fahrer mit dem Treten nicht mehr nachkommen
. So wechselt er in den nächsten höher liegenden Gang . Die Variomatik macht dies auch , damit der Motor nicht überdreht wird
Hier besteht aber der zweite zentrale Unterschied zwischen Kettenschaltung und CVT-Antrieb :
Schaltet man beim Fahrrad beispielsweise vorne ein Zahnrad hoch ( größerer Umfang , wird die Kette ja eigentlich durch den größeren durchlaufenen Radius vorne ein Problem bekommen , denn hinten ist ja immer noch das große Zahnrad eingelegt . Da die Kette nicht aus Gummi ist , muss es einen Längenausgleich geben , der befindet sich beim Fahrrad unterhalb der hinteren Zahnkränze , also im kraftlosen Bereich .
Man kann also beim Fahrrad jeden Gang fahren ( logisch ...) wobei sich natürlich einige Gänge von der Übersetzung her ähneln , denn man hat ja besagten Längenausgleich , weil die Kette ja kraftschlüssig an die Zahnräder gebunden ist .
Beim CVT-Antrieb ist das aber anders . Der Riemen überträgt seine Kraft nicht wie eine Kette , sondern reibend durch seine Flanken auf die schrägen Scheiben des An/Abtriebs . Ein Längenausgleich wäre nicht möglich , weil der Riemen sofort auch auf der angetriebenen ( oben laufenden ) Seite seine Spannung verlieren und rutschen würde .
So arbeitet das CVT-Prinzip damit , den Längenausgleich zu kompensieren , indem sie die hinteren Antriebsscheiben immer genausoviel auseinander bewegen , wie sich die vorderen Scheiben zusammen ziehen . Der Abstand zwischen Drehpunkt der Variomatik und den hinteren Wandlerscheiben ist ja fix und der Riemen auch hier nicht aus Gummi . Daher : Radius vorne klein , hinten automatisch groß . Vorne mittel , hinten mittel , vorne groß , hinten klein , immer richtig ...
Beim Fahrrad müsste man hierzu permanent OHNE Längenausgleich vordere und hintere Zahnkränze so kombinieren , dass der Abstand der Zahnraddrehpunkte von einander immer identisch wäre , bei einer gleichen Spannung . Das geht nicht ...
Um den Riemen ausreichend an die Steigscheiben ( so nennen sie die schrägen Flächen , wo der Riemen läuft ) zu drücken , damit er nicht durch rutscht , werden die hinteren Steigscheiben mittels einer dicken Feder zusammen gedrückt , das ist die Gegendruckfeder . So wird im Ruhezustand ( und im Leerlauf ) der Riemen automatisch hinten nach außen gedrückt , dadurch vorne die Riemen auf den kleinsten Radius nach innen gezogen , aöso quasi erster Gang .
Wie kommt es aber jetzt dazu , dass sich die vorderen Steigscheiben wieder zusammen schieben , um die Übersetzung zu vergrößeren ?
Dafür befinden sich im Variomatikgehäuse die sagenumwobenen Variomatikrollen . Die Rollen laufen auf schrägen Rampen ( sehen so aus wie Miniaturrampen für Skater ...) . Im Ruhezustand sind die Rollen ganz unten . Dreht sich jetzt die Kurbelwelle , werden die Rollen ja im Kreis gedreht und er entstehen Fliehkäfte , die Rollen wollen nach außen . Sie rollen also die Rampen hoch .
Jetzt kommt's : Auf den Rollen liegt eine Stahlplatte , die in der Variomatik selber verschiebbar geführt ist . Die Führung der Platte geschieht durch kleine Kunststoffgleiter .
Dreht sich also die Kurbelwelle , gleiten die Rollen nach aussen , drücken gegen die Platte . Die Platte aber kann nicht weiter nach innen Richtung Motor von den Rollen gedrückt werden , die Kurbelwelle hat dort einen Anschlag . Naja , und wenn der Föster nicht zum Wald geht , muss halt der Wald zum Förster ... Die Platte bleibt , wo sie ist , aber die Rollen drücken dagegen , so gibt das Variomatikgehäuse nach und verschiebt sich nach außen , gell ? Da aber auf der anderen Seite die äußere Riemenscheibe fest ist , ändert sich dadurch der Abstand der beiden Steigscheiben zu einander , es wird weniger . Dadurch wird jetzt der Riemen auf den schrägen Laufflächen nach außen gedrückt , die Übersetzung wird jetzt erhöht , man schaltet hoch ,und zwar stufenlos . Der größere Radius wird durch einen kleineren Radius hinten ausgeglichen . Das Variomatikgehäuse läuft dabei axial ( also raus und rein ) verschiebbar auf einer Metallhülse , der Variomatilaufbuchse .
Man sieht : Die Fliehkäfte der Variomatikrollen müssen die Kraft der Gegendruckfeder überwinden , um die Übersetzung zu variieren .
- Aufgabe der Variomatikrollen : Änderung der Übersetzung
- Aufgabe der GDF : Riemen auf kraftschlüssiger Spannung halten und die Rollbewegung der Rollen zu kontrollieren .
- Aufgabe der Variomatiklaufbuchse : Führung des Variomatikgehäuses auf der Kurbelwelle , ggf . Aufnahme einer Drossel ( hierzu weiter unten )
- Aufgabe der Gegendruckplatte : sie stellt den Anschlag für die Rollen dar , damit diese das Variomatikgehäuse verschieben können .
- Aufgabe der Gleitstücke : Sie ermöglichen eine reibungsarme Führung der Gegendruckplatte in der Variomatik beim Verschieben durch die Rollen
Kommen wir zu den Variationen :
Macht man die Rollen leichter , sind weniger Fliehkräfte vorhanden , man braucht also mehr Drehzahl , um die Rollen zu bewegen und damit die Übersetzung zu verlängern . Das kann man sich so vorstellen , also ob man länger im 1.Gang fährt .
Damit wird i.a. der Anzug verbessert , weil der Motor damit schneller in den Drehzahlbereich kommt , in dem er seine maximale Leistung abgibt .
So kommt es auch sehr selten vor , dass man schwerere Rollen einbaut , denn diese lassen den Motor ja schneller "hochschalten" , sind also einem besseren Anzug im Weg . Der einzige Grund für schwerere Rollen ist halt ein allgemein niedriges Drehzahlniveau und damit verbunden vielleicht ! ein etwas geringerer Verbrauch .
Warum werden also häufig zu schwere Rollen vom Werk her eingebaut , wenn dies einem guten Anzug eher abträglich ist ? Ganz einfach , esgeht um die Geräusche . Schwerere Rollen , schneller in hohe Übersetzung , ist der Roller beim Beschleunigen leiser . Das ist alles ...
Das Anzugsverhalten kann man aber nicht nur durch leichtere Variomatikrollen , sondern auch durch eine Gegendruckfeder mit einer anderen Federhärte verändern . Auch hier gilt wieder : Höhere Drehzahlen sind das Ziel : Insofern kann man bei Verwendung einer "härteren" Gegendruckfeder den gleichen Effekt wie mit leichten Rollen erzielen . Durch die höhere Federkraft braucht man höhere Drehzahlen , um die Übersetzung zu vergrößern .
So kann man beides durchaus kombiniert einsetzen , man braucht halt nur die richtige Mischung ...
Es gilt allgemein : Den besten Anzug hat man , wenn der Motor ziemlich schnell aus dem Leerlauf in den Drehzahlbereich kommt , wo er am meisten Kraft hat und dort während der Änderung der Übersetzung durch den CVT-Trieb bleibt , bis seine maximale Übersetzung erreicht wird , danach gibt es nur noch eine Erhöhung der Geschwindigkeit durch weiter ansteigende Drehzahlen der Kurbelwelle .
Kommen wir jetzt zu dem dritten Bauteil , was für einen sauberen Anzug und ein gutes Beschleunigungsverhalten verantwortlich ist , die Kupplung .
Vom Namen her erklärt sich der Sinn : Die Kupplung stellt das Bindegleid zwischen Antrieb und Hinterrad dar . Ist die Kupplung aktiviert , wird die Kraft auf die Strasse geleitet .
Roller haben bei einem CVT-Antrieb grundsätzlich eine drehzahlgesteuerte Fliehkraftkupplung , ganz im Gegensatz zu den meisten Motorrädern , wo man die Arbeit der Kupplung manuell über einen Hebel selber bewerkstelligen muss .
Im Prinzip halte ich es eher für sinnvoll , einen CVT-Antrieb mit einer manuellen Kupplung zu verbinden , weil man damit in das Verhalten der Kupplung bei jedem Kuppelmanöver eingreifen kann . Dies aber erfordert etwas Fingerspitzengefühl , und da wir ja beim Roller eine mehr oder weniger narrensichere Bedienung haben wollen , greift man hier auf die fliehkraftgesteuerte Variante zurück . die auch deutlich einfach aufgebaut und somit preiswerter ist ...
Startet man den Motor , so ist die Kraftverbindung zum Hinterrad ja unterbrochen , sonst würde man bei einem kräftigen Anlasser direkt mit dem Fahrzeug nach vorne hüpfen , und das wollen wir nicht . Der Riemen läuft schon zwischen den Steigscheiben .
Der Aufbau der Variomatik wurde ja oben schon beschrieben , jetzt widmen wir uns der hinteren Wandlereinheit .
Diese besteht aus den beiden hinteren Steigscheiben , der Gegendruckfeder und der Kupplung . Dreht sich die Kurbelwelle , dreht sich auch die komplette hintere Wandlereinheit durch den sich bewegenden Riemen . Die Kupplung dreht sich also jetzt auch schon !
Die Reibbeläge der Kupplung sind dabei an der Außenseite der Kupplungsgrundpltte angebracht , die ganze Sache sieht also aus wie ein flacher Zylinder , mittels einer großen Mutter mit den Wandlerscheiben verbunden .
Die Reibbeläge sind einseitig drehbar gelagert , die andere Seite mittels einer kleinen Feder mit der Grundplatte verbunden .
Dreht sich also die Kupplung , entstehen hier genauso wie bei den Variomatikrollen Fliehkräfte . Würden die Federn ( auch Kupplungsfedern genannt , bitte nicht mit der Gegendruckfeder verwechseln ! ) nicht sein , so würden bereits im Leerlauf die Beläge nach außen gedrückt . Da das ja nicht der Sinn der Sache ist , halten die Federn die Beläge bei diesen Drehzahlen noch zurück .
Erhöht man jetzt die Drehzahl , übersteigen die Fliehkäfte langsam sie Federkraft und die Beläge kippen langsam nach außen . Dabei wird deren Oberfläche gegen eine Metallglocke gepresst , die Kupplungsglocke .
Die Glocke wieder ist mit der Eingangswelle des Getriebes verschraubt , das wiederum ist fix mit demHinterrad verbunden .
Durch steigende Drehzahlen beim Gas geben wird also mehr oder weniger stufenlos die Kraft des Motors an das Hinterrad weitergeführt . Gibt man genug Gas , packt die Kupplung 100% und die Kraft wird komplett weiter gegeben ( wir lassen jetzt mal Reibungsverluste außen vor ... ) .
Wie schon beim Zusammenspiel der Variomatikrollen und der Gegendruckfeder ist es auch hier sinnvoll , dass die Kupplung erst dann komplett packt , wenn die Drehzahl des Motors hoch genug ist , um möglichst seine maximale Leistung abzugeben . Sind die Federn also schwach , packt die Kupplung recht früh und der Roller fährt bei niedrigen Drehzahlen los , weniger Geräusche sind dabei ein Grund für schwache Federn , die werksseitig eingebaut werden .
Benutzt man dagegen härtere Federn , so wird die Kupplung erst bei höheren Drehzahlen packen , der Motor kann also aus dem Stand erstmal hoch genug drehen , um in seinem optimalen Leistungsbereich zu kommen .
Wie schon geschrieben , optimal ist folgende Zusammensetzung : Harte Kupplungsfedern , die den Motor erstmal ohne Kraftübertragung hoch drehen lassen . Dann leichte Rollen , um weiterhin eine anfangs hohe Drehzahl und eine kurze Übersetzung beim Beschleunigen zu ermöglichen , dies ggf. kombiniert mit einer harten Gegendruckfeder .
Dies auf einander abzustimmen ist halt die Kunst ...
Würde man also harte Federn nehmen , dreht der Motor beim Beschleunigen erstmal hoch , kombiniert das dann mit schweren Rollen , bricht die Leistung schlagartig zusammen , weil die Übersetzung beim Packen der Kupplung bereits durch die ausgefahrene Variomatik viel zu groß ist . Man stelle sich das vor wie ein Auto , was im 3.Gang bei viel Drehzahl und schleifender Kupplung zum Losfahren bewegt werden soll , das ist Mist .
Andersherum ist das genau so : Sind die Rollen zu leicht und/oder die Gegendruckfeder zu hart , dreht der Motor zwar schön hoch , wenn die Kupplung packt , aber danach ändert sich die Übersetzung zu langsam in den längeren Bereich . Man bleibt also zu lange im 1.Gang , um das mal symbolisch zu sagen .
Das alles ist auch eine Gratwanderung : Leichte Rollen lassen ja durch die anfangs kurze Übersetzung die hintere Wandlereinheit langsamer drehen , als weniger Fliehkraft . Weniger Fliehkraft wiederum braucht dann höhere Drehzahlen , um die Kupplung packen zu lassen .
Man sieht , eine optimale Abstimmung ist gar nicht so einfach , besonders dann nicht , wenn passende Alterntivbauteile schlecht zu bekommen sind . So kann man zwar häufig bei den Variomatikrollen experimentieren , aber Gegendruckfedern oder Kupplungsfedern sind besonders bei hubraumstärkeren Fahrzeugen selten zu bekommen und oft nicht von anderen Fahrzeugen adaptiv zu benutzen .
Dazu kommt noch , dass JEDES Fahrzeug eine Eigendynamik hat . Minimale Toleranzen lassen die eine Kupplung früher , die andere später packen , was zu gewaltigen Unterschieden im Beschleunigungsverhalten führen kann .
So gibt es Kupplungen , die äußerlich vollkommen intakt sind , aber einfach eine Kombination beim Reibwert mit der Glocke haben . Effekt ist ein ruppiges Packen der Kupplung , also nicht fließend , sondern ruckartig . Manchmal reicht auch etwas mangelnde Schmierung zwischen den hinteren Steigscheiben , dass sich diese nicht leichtgängig verschieben können , und zack , ist das Beschleunigungsverhalten stufig oder gar begrenzt .
Genauso geht es , wenn die Variomatikrollen verschlissen sind : Die Übersetzung kann verringert werden , wenn die Rollen kleiner oder kantig geworden sind , im schlimmsten Fall kann auch eine zerbröckelte Rolle die ganze Variomatik blockieren , sodass keine Übersetzungsänderung passiert und/oder der Motor in einer langen Übersetzung anfahren muss , Dies erhitzt dabei auch noch die Kupplung übermäßig , was zu einem Ausfall der Kupplung und/oder einer verzogenen Glocke führen kann , was wiederum ein ruppiges Anfahren verursacht .
Bei einer blockierten Übersetzungsänderung auf EINER Seite , also blockierte Variomatik oder blockierte hintere Wandlerscheiben geschieht kein Längenausgleich des Riemens , wodurch dieser zu sehr gedehnt wird und reissen wird .
Übrigens gab es mal eine interessante Alternative , ein Chinaroller der ersten Generation , Mitte der 90er , der Mulan .
Es gab eine Fliehkraftkupplung im Ölbad ( das "Variomatikgehäuse" war mit Öl gefüllt ... , angetrieben wurde ohne Variomatik , einfach mit einer Kette zum Hinterradgetriebe . Es gab also keine variable Übersetzung , durch die seeehr lange schleifende Kupplung kam das Fahrzeug dann in Schwung . Eine einfache und effektive Art der Umsetzung , allerdings ohne Tuningpotential und permanent undicht ... Die Höchstgeschwindigkeit war ca 35-40 , mehr war nicht drin .
Aber das nur am Rande , bitte keine Kommentare hierzu ...
MeisterZIP
-NC750X
-Sat400
