Trennspiel Kupplung

Das Trennspiel bezeichnet den Abstand zwischen den Kupplungsbelägen und den Zwischenlamellen bei vollständig gezogener Kupplung. Ist das Trennspiel zu gering oder verringert sich im Betrieb, wird trotz betätigter Kupplung weiterhin Drehmoment übertragen, wodurch die Vespa unkontrolliert anfahren möchte.

Dieses Problem tritt bei Largeframe-Vespas unabhängig vom verwendeten Kupplungstyp (z.B. Cosa-Kupplung oder PX-Kupplungen mit 108 mm bzw. 96 mm Durchmesser) auf. Hauptursache ist in den meisten Fällen ein zu kleines oder sich dynamisch änderndes Trennspiel in Verbindung mit der originalen Schrägverzahnung der Primärübersetzung.

In diesem Artikel werden die technischen Hintergründe dieses Problems sowie mögliche Abhilfemaßnahmen detailliert erläutert.

Hinweis: Es wird vorausgesetzt, dass grundlegende Wartungsarbeiten wie der Austausch des Kupplungszugs inkl. Hülle, die korrekte Einstellung des Kupplungszugs sowie der Einbau eines neuen Messing-Drückstücks (aka Druckpilz) bereits durchgeführt wurden.

Symptome

Die typischen Symptome sind folgende:

Beim Einlegen des 1. Ganges im Stand ist ein starker Ruck zu spüren und die Vespa will trotz gezogener Kupplung schon losfahren
Häufig bekommt man den Gang dann nicht mehr oder nur sehr schwer heraus solange man steht
Kommt man beim Heranfahren an die Ampel im 2. Gang zum Stehen, bekommt man diesen nicht mehr oder nur mit sehr viel Kraft heraus
Die oben genannte Sympthome verstärken sich durch Gasgeben (in der Hoffnung etwas würde sich "lösen")
Beim Schalten während der Fahrt in einen anderen Gang ist ein deutlicher Ruck zu spüren

Ein Austausch aller Verschleissteile (Beläge, Stahlscheiben, Messingscheibe, Rotmetallbuchse, Stahl-U-Scheibe) bringt keine Verbesserung.

Erklärung des Problems

Der Grund liegt meist im Trennspiel, welches zur besseren Unterscheidung hier als "dynamisches Trennspiel" und "statisches Trennspiel" bezeichnet wird.

Das statische Trennspiel kann einfach im ausgebauten (und komprimierten) Zustand mit Blattlehren ermittelt werden. Es bleibt unabhängig von dynamischen Effekten immer gleich, vergrössert sich aber im Betrieb durch Abnutzung der Beläge (Korb wandert dann Richtung Kupplungsdeckel).

Ein einfacher Test, um ein ausreichendes, statisches Trennspiel nachzuweisen, ist die Vespa mit abgestelltem Motor, eingelegtem 1. Gang und gezogener Kupplung zu schieben. Löst sich die Kupplung sauber und läuft frei, ist das statische Trennspiel offensichtlich ausreichend.

Sofern dies nicht der Fall ist, kann hier schon eine erste Diagnose gestellt werden: Es herscht generell zu viel Reibung zwischen den Scheiben und wahrscheinlich ist das Trennspiel generell zu gering, z.B. aufgrund zu dicker Beläge/Stahlscheiben oder stark verzogener Stahlscheiben.

Das dynamische Trennspiel umfasst alle dynamischen Effekte, die im eingebauten Zustand auftreten können:

Querverschiebung des Ritzels (das die letzte Stahlscheibe "hält")
Verwindungen des Kupplungskorbes aufgrund der Dynamik in Verbindung mit zu geringer Materialsteifigkeit, möglicherweise aber auch aufgrund zu starker Federn, die den Korb beim Kupplungsziehen verwinden
Verzogene Stahl-Zwischenscheiben (Temperatur)
Möglicherweise auch in der Kupplungskorbnut "hakelnde" Belagslaschen
Ölreibung (verschiedene Viskositäten)

Insbesondere der erste Punkt der obigen Liste ist häufig der Grund für scheinbar unerklärbare, wechselnde Effekte, die nicht sofort nachvollziehbar sind. Aus diesem Grund wird dieser im folgenden anhand einer Cosa Kupplung genauer erklärt (grundsätzlich ist das aber auch auf die alten PX-Kupplungen anwendbar).

Querverschiebung des Ritzels

Um die Verringerung des Trennspiels aufgrund der Ritzel-Querverschiebung zu erklären, muss man sich vorstellen was passiert, wenn im Stillstand ein Gang eingelegt wird. Hierfür nimmt man sich seine komprimierte Kupplung, ohne Beläge und nur mit der untersten Zwischenscheibe:

(Zur besseren Sichtbarkeit fehlt hier die Anlaufscheibe unter der Mutter)

Folgende Vorstellung:

Der Motor läuft, die Kupplung ist ausgerückt, die Kurbelwelle dreht, mit ihr der silberne Federteller und der daran hängende Kupplungskorb mit den Korkbelägen. Zwischen den Korkbelägen und Zwischenscheiben ist ein wenige Zehntel Millimeter grosser Spalt gefüllt mit Ölnebel.
Das grosse Primärrad steht bei eingelegtem Gang still, da das Getriebe über das stillstehende Hinterrad blockiert ist. Damit stehen auch das Kupplungsritzel und die Zwischenscheiben still.
Die Beläge reiben nun, abhängig von der Spaltgrösse, unter anderem über die Ölreibung ein klitzekleinwenig an den stillstehenden Zwischenscheiben. Die Reibbeläge wollen also die Zwischenscheiben und damit auch das Ritzel "mitnehmen". Das geht aber nicht, denn das steht ja, wie auch das Primärrad, still....oder doch nicht?

Jein! Denn durch das Spiel zwischen U-Scheibe und Ritzelstirnseite kann das Ritzel grundsätzlich ein klein wenig Richtung Kurbelwelle wandern. Die Kraft die dies bewirkt, rührt aus der Schrägverzahnung: Das Ritzel will sich duch die vorherrschende Reibung ein wenig mitdrehen und die Schrägverzahnung lässt dies auch zu, bis das Ritzel an der U-Scheibe anliegt!

Genauer gesagt, sorgt das durch die Ölreibung übertragene Antriebsmoment auf den schrägen Zahnflanken des Primär für eine Querkraft. Oder noch anders ausgedrückt: Das Ritzel "stützt" sich auf den schrägen Zähnen des Primärrades ab, drückt sich mitsamt der untersten Zwischenscheibe Richtung Kurbelwelle und verringert so das Trennspiel.

Das Dumme dabei ist, das sich dieser Effekt selbst verstärkt: Sobald das Ritzel ein paar Zehntel zur Kurbelwelle wandert, verringert sich das Trennspiel und die Reibbeläge haben nun noch mehr Kontakt zu den stillstehenden Zwischensscheiben und als Folge davon wird die Querkraft auf das Ritzel grösser, es rutscht noch mehr Richtung Kurbelwelle und das Trennspiel wird noch kleiner, usw. usw...da hilft dann oft nur Motor abstellen.

Zur besseren Veranschaulichung, kann man einen einfachen Versuch aufbauen: Primärzahnrad im Schraubstock fixieren, Kuppungskorb mit Ritzel wie oben im Bild in Einbauposition mit der Hand halten (etwas Öl an die Zahnflanken) und dann den Kuppungskorb drehen. Man sieht sofort, dass das Ritzel sich aus dem Korb herausbewegt.

Eindeutige Zeichen für diesen Effekt sind verbrannte Kupplungsbeläge und blau angelaufene Scheiben ohne ersichtlichen Grund: Das passiert gerne, wenn man aus lauter Verzweiflung, dass der Gang nicht raus will, wild am Gas herumdreht. Da entsteht dann sehr viel Reibungswärme und Abnutzung an der Anlaufscheibe.

Ursachen für zu hohes Querspiel

Die Abnutzung der Anlaufscheibe ist ein typischer Grund warum die Kupplung irgendwann (dynamisch) nicht mehr sauber trennt. In extremen Fällen sieht die Anlaufscheibe so aus wie in den nachfolgenden Bildern:

Vor allem das Ölpumpenzahnrad zeigt sehr häufig solche Abnutzungsspuren! Vermutlich wegen der geringeren Tragfläche.

Ein ebenfalls sehr häufiger Grund sind die in neuerer Zeit verfügbaren Zubehörteile, deren Masshaltigkeit leider nicht immer dem Original entspricht. Ein typisches Beispiel ist die F.A. Italia Grundplatte (im Bild links), die eine andere Höhe aufweist als das PIAGGIO Originalteil (19.2 mm):

Wenn man z.B. aufgrund der FA Italia Grundplatte schon 0.8-0.9 mm Querspiel hat, dazu noch eine abgenutzte Anlaufscheibe und weiterhin die (original) gebogene Zwischenscheibe berücksichtigt, ist man schnell bei über einem Millimeter Trennspiel das verloren geht.

Btw.: Im Gegensatz zur PX alt Kupplung bestimmt bei der Cosa die unterste Korkscheibe (nicht die Stahlscheibe) in Verbindung mit der Tiefe des Korbausschnitts, wie gross das Trennspiel maximal sein kann. Das statische Trennspiel ist bei Alubelägen mit den dickeren Nasen darum meist etwas kleiner als bei Stahlbelägen. Die Praxis zeigt aber, dass dies unproblematisch ist (Bezug: SIP Ring Corb, Malossi Ring Korb)

Anleitung für ausreichendes Trennspiel

Kupplung komprimieren und das Trennspiel zwischen den Belägen mit einer Blattlehre prüfen.
Querspiel Ritzel Soll im zusammengebauten Zustand: um 0.2-0.4 mm

Anlaufscheibe neu, sobald Anlaufspuren zu sehen sind, dasselbe gilt für das Ölpumpenzahnrad
Ritzel ersetzen, wenn es Anlaufspuren hat

Freilauf Kupplung - Deckel prüfen

Dünne Anlaufscheibe (Sprint) evtl. durch minimal dickere Ersetzen, da die sich aufgrund des Lagerrückstandes bei zu viel Anzugsmoment evtl. zum "Teller" verformen kann (verringert das Trennspiel und Gefahr von Bruch)

Siehe auch