Kupplung

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Die Kupplung hat die Aufgabe, die Rotation des laufenden Motors trennbar mit dem Getriebe zu verbinden. Bei den Simson-Mopeds und Rollern handelt es sich um eine im Getriebeöl laufende Mehrscheibenkupplung.

Sie besteht aus mehreren durch den Kupplungskorb angetriebenen Kupplungsscheiben und dazwischen liegenden Kupplungslamellen, die über eine Verzahnung mit der Kupplungswelle verbunden sind. Die Scheiben und Lamellen werden durch eine oder mehrere Federn aufeinandergepresst, um möglichst rutschfrei die Kraft des Motors übertragen zu können.

Um die Kraftübertragung beim Schalten oder bei eingelegtem Gang im Stand zu unterbinden, kann über eine dreiteilige Druckstange eine Kraft entgegen der Federkraft aufgebracht werden, die die unterschiedlichen Scheiben trennt.


Einstellen der Kupplung

Wenn die Kupplung nicht mehr richtig trennt oder ständig schleift, sollte man sie nachstellen. Als erstes sollte dabei überprüft werden, ob der Bowdenzug am Handhebel genügend Spiel hat. Die Bowdenzugeinstellschraube ist jedoch entgegen häufiger Annahme nicht zum Einstellen der gesamten Kupplung zuständig. Über sie stellt man das Bowdenzugspiel ein, und sonst gar nichts. Einer nicht trennenden Kupplung kann so zwar wieder zum Trennen verholfen werden, allerdings werden dann Bauteile im Betrieb geschädigt. Wie man es richtig macht wird im folgenden Tutorial beschrieben:

Das Tutorial wurde von Airhead verfasst. Alle Bilder stammen, soweit nicht anders gekennzeichnet, von Airhead. Dies ist eine ergänzte Version des Originals aus dem "Best of the Nest"

Hier sehen wir die gängigsten Motoren , links ein M531 aus einer Kr51/2N , rechts ein M53 aus einer S50B1

Beim M501 sitzt die Kupplungseinstellschraube hinter der schwarzen Schraubkappe. Beim M53 sitzt sie hinter dem Abdeckblech des Seitendeckels.

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Auf der rechten Seite des Motors befinden sich die Betätigungshebel mit der Aufnahme für den Bowdenzug. Der Gegenhalter für die Bowdenzughülle findet sich auf dem Lichtmaschinendeckel.

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Zuerst dreht man die Bowdenzugstellschraube am Handhebel komplett rein. Dann wird die Stellung des Betätigungshebels überprüft.

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Dazu drückt man ihn leicht nach vorne, bis man einen Gegendruck spürt. In dieser Stellung beginnt die Betätigung der Kupplung. Der Betätigungshebel drückt über 3 Druckstangen die Druckplatte entgegen der Kupplungsfederkraft. Ein Luftspalt entsteht zwischen Reiblamellen und Stahllamellen, dieses wird als Lüftspiel bezeichnet. Der Kraftschluss zwischen den Lamellen wird dabei getrennt. Um die Handkraft klein zuhalten , sollte der Betätigungshebel bei gezogener Kupplung nahezu 90° zum Motor stehen. Beim M53 nicht ganz möglich, da der Hebel sonst an den Bowdenzughüllenhalter anschlägt. Steht der Hebel zu weit ab, müsste man an die Kupplungseinstellschraube ran, welche auf der Druckplatte sitzt.

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Hier durch die Öffnung im Seitendeckel zu erreichen. Mittels gekröpften Ringschlüssel oder einer 10er Langnuss wird die Kontermutter gelöst. Die Einstellschraube wird dabei mit einem Schraubendreher gegengehalten.


Die Einstellschraube wird je nach Betätigungshebelstellung rein oder raus gedreht. Dabei hält man ihn an seinem sich veränderndem Anschlag.

M53 eingestellter Zustand

Dieser kurze Hebelweg reicht zum Betätigen der Kupplung, ohne das dabei der Hebel am Bowdenzughalter anschlägt oder die aufzubringende Handkraft übermäßig ist. Dann kann die Einstellschraube auf der Druckplatte wieder gekontert werden.

M53: Anschlagstellung (gebläsegekühlte Variante in einem Star)
M53: Kupplung im betätigtem Zustand
M501: eingestellter Zustand, 90° zum Motor stehender Betätigungshebel

Nun muss man noch das Bowdenzugspiel einstellen. Ausschließlich dazu dient die Bowdenzugstellschraube oben am Handhebel. Man hält hierzu den Betätigungshebel am Anschlagpunkt und dreht die Bowdenzugstellschraube soweit heraus bis die Bowdenzughülle noch ein Spiel von 1-2mm hat.

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Im unbetätigtem Zustand (Bild oben) ist der Betätigungshebel durch diese Einstellung kurz vor seinem Anschlagpunkt. Dies ist nötig um keinen konstanten Druck auf den Bauteilen der Kupplung zu haben, welche sonst im Betrieb beschädigt werden würden. Ist euer Handhebel nun "wabbelig" geworden, liegt das daran, dass die Drehfeder am Betätigungshebel (bei frühen Vogelserie-Exemplaren die Drehfeder am Handhebel) ermüdet ist und getauscht werden sollte.

Drehfeder an einem M53 mit falsch herum montiertem Betätigunshebel

Dieser Montagefehler ist nur beim M53 möglich. Der Bowdenzug läuft infolgedessen schräg und reibt an der Metallhülse der Bowdenzughülle. So verbaut wird er sich im Betrieb irgendwann aufgerieben haben und reißen. Der Hebel kann einfach abgeschraubt und die Feder getauscht werden. (Bei alten Vogelserienmodellen gab es diese Feder am Motor nicht, diese war in der Handarmatur verbaut) Beim M501 geht dies nicht so einfach, hier muss der Betätigungshebel aus dem Motor gezogen werden. Dazu muss allerdings die Kupplungseinstellschraube rausgedreht und die im Motor liegenden Druckstifte etwas zur linken Seite geschüttelt werden (sie greifen in den Hebel und blockieren das Herausziehen). Danach kann der Hebel nach oben heraus gezogen werden.


Montagehinweise und Überholung

Die Kupplung macht Probleme. Sie trennt nicht oder trennt ununterbrochen. Zuerst sollte man aber die Einstellung überprüfen und ggf. nachstellen, weiter kann man den Getriebeölstand kontrollieren ggf. einen Ölwechsel vornehmen. Hilft das alles nichts müssen wir uns die Kupplung anschauen und hierzu folglich ausbauen. Das Getriebeöl ist abzulassen. Und der linke Motorseitendeckel zu demontieren.

Demontage

Sitzt der Kupplungsdeckel (wie meistens) fest, so sollte mit einem Gummihammer nachgeholfen werden. Der M501 besitzt auch Ausbuchtungen zum Abhebeln: Mittig hinten am Motor und eine vorne.

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Freigelegte Kupplungen: Links die Kupplung des M501 mit Membranfeder, rechts M53 mit Schraubenfedern

M501: Man biegt zuerst die Sicherungsbleche (zu ersetzten) um, um die Schrauben der Druckplatte zu lösen und nimmt die Druckplatte ab.

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Beim M53 ist es nicht so einfach. Hier müssen die Stütznippel, welche die Federn arretieren nach unten gedrückt und die Sicherungsstifte herraus gedrückt werden.

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Diese Arbeit ist nicht zu unterschätzen, die kleinen Federn sind sehr stark. Das Originalspezialwerkzeug ist hier sehr hilfreich. Dieses kann man sich mit einem eingesägtem Rohr aber schnell selber bauen. Bevor man anfängt, setzt man sich also zuerst eine Schutzbrille auf! Sollte man bei den Arbeiten abrutschen, fliegen die Teile durch die Federkraft durch die Gegend. Es empfiehlt sich auch, einen Helfer dabei zu haben, der das Moped oder den Motor hält. Besitzt man das originale Spezialwerkzeug nicht und hat keine Lust, ein passendes Rohr zu suchen und einzusägen, drückt man mit einer Flachzange den Stütznippel nach unten und dann mit einem Nagel den Sicherungsstift heraus. Ist der Motor noch verbaut, sollte man die Stütznippel runter drücken die Senkrecht zum Boden liegen. Auf dem Bild wären das der Linke und Rechte. Dadurch fallen die Stifte von alleine aus ihrem Sitz. Danach kann der Kupplungskorb entsprechend gedreht werden. Nach dem Entferen der Stütznippel, Federn und Federkappen kann das Kupplungspaket (Reibscheiben und Stahlscheiben) dem Kupplungskorb entnommen werden.

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Beim M501 muss das Sicherungsblech der Kupplungwelle/Getriebeeingangswelle gerade gebogen und die Mutter gelöst werden. Dazu hält man den Kupplungskorb mit einem Ölfilterband fest. Die Mutter ist nur mit 20-30Nm festgezogen und sollte so zu lösen sein.

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Danach schraubt man die vorher entfernte Druckplatte verkehrt herum mit 2 gegenüberliegenden Schrauben wieder auf. So wird die Membranfeder gespannt und es entsteht ein Lüftspiel (siehe Fühlerlehre). Das so entspannte Kupplungspaket kann nun von seiner Welle gezogen werden. Wenn es sich wehrt, kann man es vorsichtig mit 2 Schraubendrehern aus dem Kupplungskorb hebeln.

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Das immer noch gespannte Paket der Membranfederkupplung muss nun zerlegt werden. Hierzu dreht man es um und entfernt den Sprengring vom Lamellen/Federträger.

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Die einzelnen Lamellen können dann abgenommen und die Druckplatte wieder gelöst werden.

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Überprüfung der Bauteile / Schadensbilder

Die Membran oder Schraubenfedern sollten nun geprüft werden: Die Schraubenfedern misst man in der Länge. Ab einem Längenunterschied von 0,5mm sollten diese getauscht werden, die Kupplung hebt sonst einseitig ab. Neue Druckfedern haben eine entspannte Länge von 30mm. Mit der Zeit setzen sich die Federn, und ab einer entspannten Länge von ca. 27,5mm beginnt die Kupplung (z.B. beim Ankicken) durchzurutschen. In manchen Reparaturbüchen wird empfohlen, statt dem Einbau neuer Federn je eine M6 Unterlegscheibe unter jede Feder zu legen. Da die Federn neu problemlos zu bekommen sind, sollte dies als letzte Möglichkeit, die Simson unterwegs wieder flott zu bekommen, angesehen werden. Die Spitzen der Membranfeder sind zu betrachten, die unterliegen einem normalen Verschleiß, da sie am Träger schleifen. Sollten sie über die Hälfte verschlissen sein, ist die Feder zu tauschen.

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Das Tauschen der Feder ist auch nicht ganz so einfach. Man kann sie in einem Schraubstock vom Träger drücken. Ein guter Halter für das Wiedereindrücken ist ein altes Polrad.

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Aber hier ist wirklich Vorsicht geboten! der Druck bevor die Feder aus ihren Sitz springt ist enorm hoch. Sollten die Hilfsmittel (Holz, Nuss) dabei wegspringen, ist die Gefahr groß, dass man sich verletzt. Empfehlenswert ist der Weg in die nächste Werkstatt. Jede Werkstatt sollte eine 10Tonnen Presse haben, was die Arbeit deutlich erleichtert und sicherer ist. Die machen das sicherlich kurz nebenbei für ein kleines Trinkgeld/Kaffeekasse.


Nun hat man die gesamte Kupplung vor sich liegen:

Zerlegte Kupplung M501

M501: Befestigungsmutter, Sicherungsblech, Membranfeder , Feder/Lamellenträger, Kupplungsplatte, 4 Reib- und 3 Strahllamellen, Druckring, Sprenring, Ausgleichsscheibe, Kuppungskorb, Ausgleichsscheibe. Darunter 4 Druckplatten, Schrauben, 4 Sicherungsbleche, Druckscheibe mit Einstellschraube und Kontermutter, (im Motor) Kupplungs/Getriebeingangswelle, 3 Druckstifte lang/kurz/lang, Betägtigungshebel mit Drehfeder.

Zerlegte Kupplung M53

M53: 4 Reib- und 3 Stahllamellen, Befesitungsschraube, Sicherungsblech, Druckring, Kupplungskorb, Ausgleichsscheibe. Unten 4 Sicherungstifte, 4 Stütznippel, 4 Druckfedern, 4 Federkappen, Druckplatte mit Einstellschraube und Kontermutter, Kupplungs/Getriebeeingangswelle, 3 Druckstifte lang/kurz/lang, Betätigungshebel.


Man begutachtet die Stahllamellen:

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Oben links sehen wir eine Lamelle welche durch langes stehen verklebt war. Hier kleben Teile von den Reiblamellen auf der Reibfläche. Diese müssen vor dem Wiedereinbau beseitigt werden, falls man die Lamelle weiter verwenden möchte. Vorher sollte man sie aber auf einer Glasplatte auf Planheit prüfen.

Unten links: Diese Lamelle ist einen Hitzetod gestorben. Die Reibfläche ist bläulich verfärbt, die Lamelle ist außerdem verzogen, zu sehen an der schwankenden Reibflächenbreite. Ob sie erst überhitzt oder erst verzogen war und der eine Schaden den anderen herbeigerufen hat, ist schwer zu sagen aber warscheinlich.

Rechts im Bild, oben und unten: 2 verzogene Lamellen. Hier waren wohl unterschiedlich starke Federn verbaut (oder Unterlegscheiben). Zusehen sind schwankende Reibflächenbreiten bis hin zu gar nicht tragenden Stellen.

Desweiten solltet ihr auch auf evt. Zahnflankenverschleiß/beschädigungen achten. Die 3 Lamellen mit Beschädigungen sind nicht mehr zu verwenden. Da beim M53 ein Spezialwerkzeug benötigt wird um schadensfrei die Druckscheibe lösen zu können, sollte man sie aufheben um sich aus kaputten Lamellen ein solches Werkzeug bauen.

Die Zahnflanken fransen gern aus, wenn man die Kupplung oft ruckartig kommen lässt. Über kurz oder lang wird der Lamellenträger beschädigt. Die Kupplung neigt dann zum „Schlagen/Rupfen“, dieses belastet die Getriebelager zusätzlich.

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Ausserdem ist die Innenverzahnung des Mitnehmers zu begutachten.

M53 Mitnehmer mit eingelaufener Verzahnung


Die Reiblamellen sollten begutachtet werden. Sind hier Flanken gebrochen, oder die Reibflächen durch Hitze verglast (glatte, wenn nicht sogar leicht spiegelnde Fläche)? Desweiteren sollte das Flankenspiel im Kupplungskorb gemessen werden. Ab 1mm sollten die Reibscheiben ausgetauscht werden, anstonsten wird die Kuppung auch hier übermäßig schlagen/rupfen und die Getriebelager übermäßig belasten.

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Neue Lamellen (Import) haben oft an den Flankenseiten noch Produktionsrückstände. Damit die Lamellen im Korb nicht klemmen sollten diese beseitigt werden.

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Danach wären die Betätigungshebel zu betrachen, dazu die Druckstifte aus der Kupplungs/Getriebeeingangswelle kippen und den Hebel ziehen.

Links hinten M501, rechts vorne M53

Über die unten abgeflachten Seiten wird durch die Drehbewegung des Hebels über die Druckstifte die Druckplatte betätigt, die sich dann abhebt. Ist oder war die Kupplung längere Zeit falsch eingestellt laufen die abgeflachten Seiten der Betätigungshebel ein. Hier entsteht ein Grat, welcher die Drehbewegung über die Stifte erschwert. Somit muss mehr Handkraft am Handhebel aufgebracht werden. Die Kuppung ist in dem Bereich dann auch schlecht dosierbar. Des weiteren wird die Kraft der Druck,- oder Membranfeder nicht voll genutzt und zusätzlich belastet. Der Hebel wär dann zu ersetzen. Die Dichtringe im oberen Bereicht der Hebel sollten gewechselt werden, durch sie kann Wasser ins Getriebe gelangen.

Zusammenbau

Der Wiedereinbau der Kupplung beim M53 sollte selbstklärend sein: Er erfolgt in umgekehrter Reihenfolge des Ausbaus. Es sollte aber auf den mittigen Sitz der Kupplungskorbverzahnung zur Primärritzelverzahnung und das vorhandene Axialspiel des Korbes auf der Welle geachtet werden:

Mittiger Sitz

Sollte keine Messuhr mit Halter vorhanden sein, kann über das Primärritzel eine Verlängerung erstellt werden. Der Korb ist dann nach unten zu drücken und das Spiel zwischen Verlängerung und Zahnseiten per Fühlerlehre zu messen. Danach drückt man den Korb nach oben und wiederholt die Messung. Aus diesen Werten errechnet man sich das Spiel. Diese sollte auf ein Spiel von 0,1mm eingestellt werden.

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Wird dies nicht gemacht, wandert bei Lastwechseln der Kupplungkorb zu sehr auf seiner Welle. Die Zahnflanken der Ritzel nutzten sich übermäßig ab, es enstehen Nebengeräusche. (deswegen das reduzierte Spiel von 0,1mm. Original: 0,2-0,3mm) Es sollten jeweils Druckscheibe (M53) oder Kupplungspaket (M501) montiert und deren Befestigungsmutter ohne Sicherungsblech handfest (dies ermöglicht einen schnellen Ausbau, falls das gewünschte Spiel nicht erreicht wurde) angeschraubt werden.

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Beim M53 gibt es original keine Möglichkeit, das Spiel auszugleichen. Dies ist vorgegeben durch die Breite des Korbes, da der Korb auf seiner Gleitlagerbuchse hin und her rutscht. An den Anlageflächen an Druckscheibe und Ausgleichsscheibe unterliegt der Kupplungskorb einem Verschleiß. Ist das Axialspiel zu groß, wäre dem zufolge der Korb zu tauschen. Die Gleitlagerbuchse selbst unterliegt ebenfalls Verschleiß:

Eingelaufene Gleitlagerbuchse

Es besteht allerdings die Möglichkeit, sich eine Ausgleichsscheibe beim Eisenwarenladen zu besorgen oder selbst eine anzufertigen (Das Außenmaß der Buchse ist Maßgebend dafür) und diesen auf die Buchse zu schieben (Spielausgleich zwischen Korb und Ausgleichsscheibe der Buchse). Beim M501 ist eine Ausgleichsscheibe für den mittigen Lauf (zwischen Lager und Korb), die andere fürs Axialspiel (zwischen Lamellenträger und Korb) zuständig. Beim Einbau des Kupplungspackets sollte dieses mit der Druckplatte wieder gespannt werden, um die Reiblamellen ausrichten zu können.

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Sind die Spiele eingestellt wird die Befestigungsmutter wieder abgeschraubt und das Sicherungsblech montiert. Danach wird sie wieder aufgeschraubt und mit einem Drehmoment von 25NM (wie bei der Zündkerze) festgeschraubt und gesichert.

Nach dem Komplettieren der Kupplung (das solltet ihr nun alleine schaffen) muss die Kupplung natürlich neu eingestellt werden. Eine neue Seitendeckeldichtung ist ebenfalls fällig.

Wie bei jeder Arbeit an einer Baugruppe sollten naheliegende Bauteile immer ebenfalls geprüft werden: Hier wären es die Lagerspiele von Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle, die Hohlschaltwelle auf evt. Risse, Zustand des Primärtriebs (Pitting?). Wenn der Motor vor dem Zerlegen ein drehzahlabhängiges Heulen von sich gegeben hat, ist dies warscheinlich. In diesem Fall ist der Primärtrieb komplett zu tauschen.

Bauteilvarianten

Folgende Angaben stammen aus Originaldokumenten der Firma Simson aus Dummschwätzers Privatarchiv(TM):

Um eine einwandfreie Funktion der Kupplung zu garantieren, muß eine Pakethöhe (Stahllamellen, Reibbeläge und Federteller) von 24 mm gegeben sein. Nachstehend die Einbaumöglichkeiten und Kennzeichnung der verschiedenen Federteller:

Übersicht Federteller

M52 und M53:

  • "Frühe Variante":
    • Federteller 1137406508 - Tellerhöhe 6 mm, ist mit einer aufgeschlagenen 3 gekennzeichnet
    • 3 Stahllamellen 1137438507 - 2 mm dick
    • 4 Kupplungsscheiben 1147831505 - Reibbelag Cosid K 155, 3 mm dick
  • "Späte Variante":
    • Federteller 1121407508 - Tellerhöhe 7,5 mm, ist nur mit einer aufgeschlagenen 5 gekennzeichnet
    • 3 Stahllamellen 1135508507 - 1,5 mm dick
    • 4 Kupplungsscheiben 1147831505 - Reibbelag Cosid 155, 3 mm dick
  • Bei der Schwalbe mit halbautomatischer Fliehkraftkupplung finden ausschließlich Kupplungsscheiben mit Reibbelag und Stahleinsatz Verwendung.

M54KF (Sperber):

  • Federteller 1121407508 - Tellerhöhe 4,5 mm (ohne Kennzeichnung)
  • 3 Stahllamellen 1135508507 - 2 mm dick, (wird nicht als Ersatz geliefert)
  • 4 Kupplungsscheiben 1137427504 - Reibbelag mit Stahleinlage, 3,5 mm dick

Im Bedarfsfall kann in den 4-Gang-Motor des Sperbers auch die Kupplung für den 3-Gang-Motor (Federteller 5) eingebaut werden.

Veränderungen

  • Ab April 1977 wurden zum Zwecke besserer Montage ab Werk die Federbolzen des Kupplungsmitnehmers um 1 mm verlängert. Werden diese Mitnehmer für Motore der Baujahre vor 1974 verwendet, sind eventuelle Störstellen an den Befestigungsaugen für den Deckel zum Kupplungsdeckel (Gußtoleranzen) entsprechend nachzuarbeiten.
  • Ab Oktober 1984 erfolgte die Ersatzteilproduktion von Teilen der bisherigen M53/M54-Kupplung mit vier Druckfedern nur noch im geringfügiger Stückzahl bzw. wurde komplett eingestellt. In alle Ersatz-Motoren M53/M54 wurde ab diesem Zeitpunkt nur noch ausschließlich die Tellerfederkupplung der Motorenbaureihe M531/541/741 eingebaut. Dies wurde ermöglicht durch die Schaffung eines neuen Mitnehmers (Teile-Nr: 1121487514), der dem Serienmitnehmer der M531/541/741-Reihe (Teile-Nr. 1122481508) bis auf die Nabenbreite gleicht. Die übrigen Teile der Tellerfederkupplung der M531/541/741-Reihe finden entsprechende Verwendung. Der neue Kupplungsmitnehmer der M53/M54 Motorenbaureihe ist durch einen Einstich an der linken Stirnseite gekennzeichnet und kann so vom Mitnehmer der M531/541/741-Reihe unterschieden werden.