Motorradtechnik – von Trockenkupplung zu Slipper-Clutch

Die Leistung packen!

Die Kupplung eines Motorrades überträgt mittels Reibungswiderstand die Kraft des Motors auf die Antriebswelle. Dies erfolgt über das Zusammendrücken sogenannter Reibscheiben. Da beim Motorrad im Vergleich zum Auto weniger Platz zur Verfügung ist, sind die Durchmesser der Kupplungen hier natürlich deutlich kleiner – auch wenn mitunter deutlich mehr Leistung (Literleistung) anliegt!

Lösung des Problems: Mehrere übereinandergelegte Scheiben, die ihre Widerstandswerte aufsummieren.

Soweit zum Allgemeinen – was jeder weiß. ;-)

Die Trockenkupplung

Bei der Trockenkupplung erfolgt dieser Vorgang nun außerhalb des ölgeschmierten Bereichs – eben „trocken“.

Es leuchtet sofort ein, daß dies eine Demontage der Kupplung immens vereinfacht. Zudem liegt auch auf der Hand, daß die Reibungskräfte ohne Ölung wohl höher – bzw. mit weniger Reibscheiben herstellbar sind. Das beglückt natürlich vor allen Dingen die Racerfraktion, die ja Gewicht sparen will, wo es nur geht! 😆

Ducati-Kupplung in der „Trockenkammer“: in den XS-Deckel eingeschweißte und mit Simmerring versehene Glocke

Natürlich reduziert die einfache händische Erreichbarkeit der extern des Ölflusses liegenden Kupplung mitunter immens die Hektik zwischen den Rennläufen, wenn mal daran geschraubt werden muß. Und – klar! – entzückt es jedes Schrauberherz, den Belagwechsel mit „sauberen Händen“  zu machen … :mrgreen:

Zudem fordern die Reibscheiben von Ölbadkupplungen stets bestimmtes Öl. Manche Ölsorten sind für Motoren zwar gut, bringen aber Kupplungslamellen zum sprichwörtlichen Durchrutschen, was der Wahl des Schmierstoffs maßgebliche Grenzen setzt. Auf die bestmögliche Schmierung des Motors muß also zugunsten des effektiven Reibungswiderstandes der Ölbadkupplung verzichtet werden.  Eine Problematik, die bei der trockenen Variante entfällt. Letztere arbeitet darüber hinaus – weil unabhängig von veränderlichen Öltemperaturen – immer gleich.

Insgesamt bietet die Trockenkupplung jedenfalls neben den genannten Annehmlichkeiten auch einen deutlich höheren Wirkungsgrad als ihre verschmierte Schwester. Bei saubererer Trennung wird das Getriebe geschont (kein „Schleifen“) und das Schalten erleichtert.

Nachteile

liegen – ebenfalls logisch nachvollziehbar – im erhöhten Verschleiß. Zudem entfällt die Ölbadkühlung. Um nun nicht gnadenlos zu überhitzen – was vor allem im Rennbetrieb neben drastischem Materielabbau auch zu Fadingeffekten führen würde – findet man an solchen Maschinen alle vorstellbaren kühlungswindorientierten „Lochungen“ bis hin zum kompletten Weglassen des Kupplungsdeckels. Insofern sollte man sich bei solchen Systemen stets höherer Verschmutzungsneigung und Korrosionseffekten bewußt sein.

Für manchen Zeitgenossen als störend empfunden (vom Enthusiasten dagegen genußvoll konsumiert) stellt sich bei solcherart freiliegenden und uneingepampten mechanischen Teilen dann auch das, vor allem von italienischen Krädern bekannte, typische Kupplungsrasseln der aneinanderschlagenden Scheiben ein.

Einen Schritt weiter: Die „Anti-Hopping-Kupplung“  oder auch „Slipper-Clutch“

Der moderne Motorradsport zeichnet sich insgesamt durch eine fundamental veränderte Philosophie aus, als noch in den 80-er und 90-er Jahren Usus war. Der Blick für die Steigerung der Leistung richtet sich nicht mehr vornehmlich auf die Steigerung der ohnehin schon brachialen Motorkraft. Vielmehr ist inzwischen die beherrschbare (!) Umsetzung der Kraft auf die Straße in den Fokus der Entwicklungsarbeit geraten. Heute scheint mehr als klar zu sein: das Motorrad muß “leicht” zu fahren sein, um regelmäßig gute Rundenzeiten hinzulegen. Um dieses “leicht” hinzubekommen, werden immense Anstrengungen angestellt, dem Motorrad die systemeigenen Unartigkeiten auszutreiben. Ähnlich wie bei der “Big Bang-Technologie“ denken die Techniker folgerichtig den kompletten Antriebsstrang durch und nehmen sich so Element für Element auf die Werkbank. Auch wenn es somit immer andere Ansätze und Überlegungen beinhaltet – das Ziel ist stets das Gleiche: Optimierung der ununterbrochenen Traktion. Die Frage ist demnach, wie (und v.a. “wann”) können Traktionsabrisse verhindert oder zumindest weitgehend minimiert werden? Dabei ist logisch, daß solche Phänomene immer dann auftreten, wenn ein Zuviel an Kraft auftritt. Leicht vorstellbar, daß roundabout 260 PS bei 150 Kg locker zuviel sein können. Nur erfahrbar ist dagegen daß 250 Km/H und entsprechende ca. 40 Radumdrehungen pro Sekunde auch locker zuviel für 150 Kg sein können … die Wiege der Anti-Hopping-Kupplung!

Grundsätzlich handelt es sich bei einer Slipper-Clutch nämlich um eine Kupplung, die beim Runterschalten die Motorbremskraft nur noch bedingt an die Antriebswelle und damit das Hinterrad weiterleitet: Der umgekehrte Kraftfluss des nun den Motor antreibenden Hinterrades wird unterbrochen, das Hinterrad kann kurzzeitig “frei” rollen und die Traktion des Gummis bleibt erhalten.

Beim Schließen des Gasgriffs eines hochverdichtenden Motors entsteht eine ordentliche Bremswirkung. Das Hinterrad (siehe Umdrehungen/ Sekunde) treibt dann den Motor an und jagt ihn mitunter auf beträchtliche Drehzahlen – das um so mehr, als der Fahrer auch noch zusätzlich herunterschaltet. Auch wenn nun kein zündbares Gemisch in die Zylinder kommt, hindert das die Kolben nicht, brav weiter zu verdichten. Je höher also die Drehzahlen hochschnellen, desto massiver wird verdichtet. Da aber diesem regen Treiben keine Entzündung folgt – is’ ja kein zündbares Gemisch drin – werden die Kolben aus dieser Kompressionsstellung nicht wieder aktiv “befreit”. Sie wollen nun also – sozusagen von der von ihnen komprimierten Luft ihrerseits nun angesaugt – stur beim OT verharren …  ;-)   

Ausgangspunkt der Entwicklung der Rutschkupplung ist die Beobachtung des die Bremswirkung mit unwilligem Stempeln („Hopping“) quittierenden Hinterrades beim Herunterschalten aus höheren Geschwindigkeiten. Logisch! – kommt sie aus dem Rennsport, wo hohes Anbremsen vor der Kurve bei gleichzeitigem Runterschalten State oft the Art ist! Das Hinterrad blockiert und gibt entweder nur kurz Laut von sich (die harmlose Variante) oder offenbart ein deutliches Interesse, den Fahrer zu überholen (die bedenklichere Variante …). :roll:

Heute ist im modernen Motorradrennsport – und in einigen Serien-Superbikes – die Anti-Hopping-Kupplung weit verbreitet, auch wenn es immer noch Profi-Rennfahrer geben soll, denen der angebremste Slide vertrauter und berechenbarer vorkommt, als die technische und von ihm nicht steuerbare Einflußnahme. Diese findet in den meisten Systemen bei Erreichen eines eingestellten Drehmoments statt: die Kupplung trennt kurz den Kraftfluß. Die dafür gebräuchlichste Möglichkeit ist, unterhalb der Reibscheiben gegeneinander gelagerte, kreisförmig angeordnete ”Rampen” zu verbauen. Treffen zu hohe Kräfte auf die Kupplung, schiebt es die Rampen gegeneinander, sie rutschen übereinander und diese Volumenszunahme, die innerhalb der Kupplung mehr Platz braucht, spreizt Kupplungskorb von Druckplatte: Die Reibscheiben bekommen Spiel und der Kraftfluß wird unterbrochen. Einstellverfahren ist bei den meisten Systemen der Rampenwinkel und/oder die Härte der Federn, die die Kupplung zusammendrücken. Je steiler die Winkel sind, desto später öffnet die Kupplung. Wenn demnach auch die 45°-Rampen am gebräuchlichsten sind, verfügen die meisten Rennteams über verschiedene Kupplungen mit unterschiedlichen Winkeln, um für alle verschiedenen Bedingungen, die Einfluß auf die Traktion haben, gewappnet zu sein. Hier gilt die Regel: je schlechter die Traktion (z.B. in Regenrennen), desto flacher die Rampenwinkel!

Auch bei Motorrädern, die aufgrund ihrer Motorkonzeption per sé höhere Kraftverhältnisse aufbauen (beispielsweise großvolumige 2-Zylinder), sind flachere Rampen durchaus gebräuchlich. Die Federn ergänzen dieses System: je härter die Feder, desto langsamer die Öffnung. Die Rutsch-Funktion setzt später/ langsamer oder garnicht ein, bzw, die Schließung erfolgt schneller.

Nutzen

Neben dem Sicherheitsaspekt ermöglicht die Slipper-Clutch dann auch bessere Rundenzeiten. Entscheidend für gute Zeiten ist die Einfahrgeschwindigkeit in die Kurve. Die Bremswirkung – und auf dem Wege der Traktionsverlust – wird durch die Rutschkupplung reduziert und ein „runderes“ Ein- und Durchfahren der Kurve wird möglich. Der Fahrer kann schon früh in den nach der Kurve benötigten niedrigeren Gang schalten und das Motorrad lückenlos am Gas halten.

 

4 Kommentare zu Motorradtechnik – von Trockenkupplung zu Slipper-Clutch

  1. Lars K.P. Klassen sagt:

    Hallo,

    ich möchte bei einer Triumph Speed Triple 2016 anstelle einer Nass- eine Trockenkupplung einbauen. Wie ist dies umzusetzen?

    Viele Grüße
    Lars

    • Wodit sagt:

      Hallo Lars,
      die Fotosstrecke solls verdeutlichen:
      In den originalen Kupplungsdeckel wird die ausgeschnittene Kupplungsglocke z.B. einer Ducati-Kupplung eingeschweißt, Anschluss zum Antriebsstrang und Ausrücker müssen angepasst werden.
      Das ist schon ne ordentliche Bastelei! 😉

      Gutes Gelingen, Wodit

      • Lars K.P. Klassen sagt:

        Hallo Wodit,

        danke für die Infos 😀 wie es scheint ist es nicht unkompliziert aber durchaus machbar.
        Sobald ich in München ein paar gute Leute mit Werkstatt gefunden habe setzte ich die Idee um.

        Viele Grüße
        Lars

        • Wodit sagt:

          Hi Lars,
          klasse, dass du soviel Enthusiasmus hast! Klar, ist machbar. Muss vor allem ein guter Aluschweißer ran.
          Wenn du dann magst, schick doch mal einen Bericht davon rüber. Wäre klasse hier für den Blog!

          Liebe Grüzze, Wodit

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