Was an einem Getriebe kann eigentlich überraschend kaputt gehen?
Wer zuerst „4V Getriebe R1150xx schematisch“ und „4V1 Ausdistanzieren“ (Link) liest versteht das Folgende wahrscheinlich besser!
Getriebe unterliegen, wie alle Dinge, einem Verschleissprozess. Generell gilt natürlich „Nichts hält ewig“, doch kann man das „Ewig“ durch das Schalten beeinflussen. Abgesehen von Wälz- und Gleitlagern die irgendwann einfach verbraucht sind, gibt es relativ gut zu beeinflussenden Verschleiss an den Schaltgabeln, Getriebezahnrädern und da speziell an den Schaltklauen.
Schaltgabeln
Meist passiert es durch Eigenverschulden: Einige von uns haben beim Fahren immer den Fuß auf oder unter dem Schalthebel, und halten ihn so ungewollt etwas unter Spannung. Dadurch schleifen die Schaltgabeln immer leicht in den umlaufenden Nuten der Zahnräder, und die Schaltklauen der Zahnräder haben vielleicht sogar geringfügig Kontakt mit den Nachbarzahnrädern (Link Schaltmechanik). Dadurch verschleissen die Schaltgabeln oder verbiegen sogar, und die Ecken der Schaltklauen runden sich ab. Das führt dazu, dass sich die jeweiligen Nachbarzahnräder nicht mehr richtig "verhaken" können, und das Schalten wird immer schwerer oder die Gänge fliegen wieder raus (s. Gangspringer).
Natürlich können die Zahnräder auch durch Fertigungstoleranzen oder falsche Materialpaarungen Karies bekommen.
Auch „vorbelasten“ fällt in diese Kategorie.
Schaltvorgang
Der eigentliche Schaltvorgang ist bei 4V1 Getriebe Funktion R1150 (Link) beschrieben. Deshalb hier nur „Spezialfälle.
Weshalb lässt sich an der Ampel der erste Gang oft nicht einlegen?
Das ist bei „4V1 Getriebe Funktion R1150“ (Link) beschrieben. Eine herrliche Möglichkeit die Schaltgabeln zu ruinieren.
Weshalb kracht es beim Schalten?
Findet sich bei „4V0 Getriebe Schaltmechanik“ (Link)
Schalten mit Zwischengas
Das Thema Zwischengas bei Motorradgetrieben ist bei „Zwischengas“ (Link) ausführlich behandelt
Interessant zu wissen:
Messungen (Hersteller) haben ergeben, dass der motorseitige Teil des Getriebes (z.B. die Eingangswelle) blitzschnell an Drehzahl verliert sobald beim Schaltvorgang ausgekuppelt UND kein Klauenpaar im Eingriff ist. Die ist eigentlich nur dann der Fall wenn entweder auf NEUTRAL geschaltet wird oder ein Schaltvorgang gerade halb durchgeführt ist (nur Sekundenbruchteile!!). Gebremst werden diese geringen Schwungmassen durch die Primäruntersetzung, das Getriebeöl.
Der Schaltvorgang ganz langsam 
1. Normalbetrieb z.B. hochschalten beim Beschleunigen in der Ebene:
Beschreibung: Die Flächen der Schaltklauen überlappen breit (nicht unbedingt komplett), die des orangen Rades (kupplungsseitig) liegen an denjenigen des grünen („Radseite“) und treib en es an. Beide Räder haben –logisch- die gleiche Drehzahl. Es soll hochgeschaltet werden.
Vorgang: Das „Gas“ wird weggenommen, die Kupplung gezogen (*), der Antrieb fehlt, die Drehzahl von Eingangs-und Zwischenwelle sackt ab, das orange Rad wird etwas langsamer und bleibt hinter dem gr ünen zurück (2). Es wird geschaltet. Das Getriebe ist lastfrei und die Klauen können auseinandergezogen werden.
(*) Wird das Gas zu spät weggenommen und dennoch gekuppelt (falsche Abfolge), schleift kurzzeitig die Kupplung (Verschleiss) und der Motor jault vielleicht etwas auf. Bild??
2. Lastbetrieb
Beschreibung wie vorstehend.
Vorgang 2.1: z.B. beim Hochschalten an einer steilen Bergaufpassage.
Wird das Gas nur zögerlich weggenommen lösen sich die Klauen nicht weil das Fahrzeug analog an Geschwindigkeit verliert wie der Motor an Drehzahl. Die Last an den Klauen wird zwar verringert aber die Klauen lösen sich nicht wirklich leicht. Ihre Kanten rutschen „übereinander“ und der Verschleiss steigt.
Vorgang 2.2: z.B. hochschalten beim Beschleunigen in der Ebene
Oft der Fall einer falschen Abfolge: Es wird zuerst begonnen zu schalten, dann das Gas weggenommen und die Kupplung gezogen. Je nach Gasstellung kann der Motor etwas aufjaulen.
Zumindest zu Beginn des Schaltvorgangs presst das orange Rad seine Klauen an die „grünen“. Das Getriebe ist unter Last und die Klauen werden mit Gewalt auseinandergezogen. Diese „Gewalt“ muss mit den Schaltgabeln übertragen werden und belastet diese (>>Verschleiss).
Vorgang 2.3: Der Extremfall:
Es wird geschaltet, aber weder das Gas weggenommen noch die Kupplung gezogen.
Während des Schaltvorgangs presst das orange Rad seine Klauen an die „grünen“. Die Klauen werden mit Gewalt auseinandergezogen. Dabei wird die Überdeckung der Klauen immer geringer. Nachdem die Kraft gleich bleibt, muss eine immer kleiner werdende Fläche die gleich bleibende Kraft übertragen. Neben der Belastung für die Schaltgabel steigt die Flächenpressung an den Schaltklauen und die Kantenbelastung kann immens werden. Im äussersten Fall ist das Metallgefüge überfordert, es brechen Partikel aus und die ehemals eckigen Kanten werden zunehmend rund.
In dem Moment in dem die Klauen frei werden wird auch die Schaltgabel schlagartig entlastet und schleudert das Schieberad weiter aus dem Eingriff (oder ist bereits verbogen). Künftig „trägt“ im Bereich des Bruches eine Klauenkante nicht mehr. Die verbleibenden Flächen werden höher belastet und „bröckeln“ schneller ab. Weil die Brüche zuerst rau sind, arbeiten sich immer stärkere Rundungen an.
3. Schiebebetrieb (egal ob bei einer Vollbremsung oder Bergabfahrt) ist es etwas anders. Hier treibt das Mopped quasi den Motor an („Motorbremse“), d.h. die grüne Klaue liegt an der Rückseite einer orangenen an! Mit „Gas weg“ oder Auskuppeln ist nichts zu erreichen. Hier ist vor dem Kuppeln theoretisch zuerst ein ganz kurzer Gasstoss notwendig um grün von orange zu lösen und Lastfreiheit zu erreichen. Aber ehrlich: Wer traut sich das auf einer engen Bergabstrecke? Das Gleiche wird erreicht wenn (nach Möglichkeit nur hinten) kurz gebremst wird damit „grün“ langsamer als „orange“ wird und sich die Klauen lösen (4).
Bisher war nur vom Lösen der Klauen die Rede.
Bei den meisten Schaltvorgängen soll nicht in die Neutralstellung sondern in einen anderen Gang geschaltet werden. Folglich müssen nicht nur Klauen auseinandergezogen sondern auch andere miteinander verzahnt werden. Doch dieses Problem besteht immer bei unsynchronisierten Motorradgetrieben.
Wie am günstigsten geschaltet wird ist unter „4V0 Schaltvorgang“ (Link) beschrieben
Gangspringer liegen nur am Schaltverhalten?
Nein, aber das Schaltverhalten kann Einfluss haben. Genauer beschrieben ist dieses Problem bei (Link) „4V1 Gangspringer“.
Schalten ohne zu kuppeln
Schalten ohne zu kuppeln ist eigentlich nur für „Eilige“ interessant.
Hochschalten
Vor dem Schaltvorgang wird das Gas kurz voll zurückgenommen, die Klauenflanken lösen sich voneinander (wie bereits beschrieben), das Getriebe wird lastfrei und es kann geschaltet werden sofern der Vorgang zügig stattfindet.
Im Grunde genommen also exakt die gleichen Voraussetzungen wie mit Gebrauch der Kupplung. Ungelöst bleibt die Tatsache, dass auch Klauen in einem anderen Rad einrasten müssen, auch dieses nur eine kurze Schubunterbrechung erfährt, und dabei weder bremsen noch beschleunigen kann. Doch dieses Problem besteht bei den unsynchronisierten Motorradgetrieben auch dann wenn gekuppelt wird.
Zurückschalten
Hier werden die möglichen Situationen vielfältiger.
Es wird beschleunigt, der Fahrer merkt, dass er im Drehzahlkeller ist (was immer auch das auf der Renne bedeutet) und will zurückschalten. Diese Situation ist praktisch identisch mit dem Hochschalten. Durch „Gas weg“ lastfrei machen und schnell schalten.
Das Fahrzeug ist im Schiebebetrieb z.B. an einer Gefällestrecke. Die Bremswirkung des Motors reicht (in einem hohen Gang) nicht aus oder es soll aus einer Kurve herausbeschleunigt werden.
Der eigentliche Schaltvorgang ist in „G_4V0 Schaltvorgang“(Link) beschrieben.
Im Schiebebetrieb bringt der Motor Bremskräfte auf d.h. die motorseitigen Schaltklauen treiben die radseitigen Klauen nicht an sondern werden von ihnen angetrieben. Es liegen die Rückseiten der Klauen aneinander.
Wird gekuppelt, so lösen sich die Klauen nicht sondern werden sogar schneller weil die Bremswirkung des Motors fehlt. Dennoch ist die Verbindung halbwegs lastfrei weil Zwischenwelle samt Kupplungsreibscheibe keinen grossen Einfluss haben.
Anders wenn nicht gekuppelt wird. Hier „hält“ der Motor gegen die Hangabtriebskraft und/oder kinetische Energie der Motorradmasse.
„Gas weg“ bringt nichts, im Extremfall sind die Drosselklappen ohnehin komplett geschlossen.
Um die Schaltklauen lastfrei zu bekommen muss die Verbindung entweder radseitig langsamer oder motorseitig schneller werden.
Radseitig langsamer
Eigentlich einfach: möglichst nur die hintere Bremse kurz aber deutlich einsetzen
Motorseitig schneller
Mit einem kurzen Gasstoss beschleunigen.
Beide Methoden sind in der beschriebenen Situation schwierig. Etwas zu spät (bereits in Schräglage) kurz bremsen birgt die Gefahr ins Schleudern zu kommen. Ein Gasstoss in einer Situation die eher zum Bremsen animiert ist auch nicht jedermanns Sache.
Selbstverständlich funktioniert auch „einfach ignorieren“. Das aber mit allen Nachteilen zum Thema Verschleiss der Klauenkanten.
Mein persönliches Fazit:
Die Kräfte auf den Flächen der Schaltklauen können wesentlich höher, die Spitzenlast auf den Kanten ist wesentlich grösser und der Verschleiss höher sein. Hochschalten ohne Kupplung ist relativ einfach / risikoarm. Zurückschalten in der Ebene ist beherrschbar, birgt bereits höhere Risiken. Zurückschalten unter Last ist für mich eine Methode für Fahrer bei denen es nicht so sehr auf Kosten ankommt.
„Bei meiner Q funktioniert das schon ewig so!“ „Bei meiner KTM mache ich das schon immer so!“.
Getriebe von Crossern sind im Verhältnis zu Q-Getrieben überdimensioniert und vertragen Misshandlungen besser (zumindest länger). Ihre Teile sind i.d.R. leichter zu tauschen und billiger im Ankauf. Ein neuer Motor oder ein regelmässige „Getriebewartungen“ gehören beim Cross zum normalen Verschleiss!
Natürlich gibt es Menschen die es beherrschen bei exakt der richtigen Stellung des Gasgriffs und optimalen Drehzahlen so zu schalten, dass es eine Wohltat für das Getriebe ist, Christus konnte schliesslich über Wasser laufen. Doch für die restlichen Dummen (wie mich) und zum Anfahren wurde die Kupplung erfunden.
Ich kenne niemanden der sein 4V Getriebe 100Tkm so behandelt und es noch nicht repariert hat. Schalten ohne zu kuppeln muss gelernt werden. Bis man es kann „kostet“ es eben Getriebe.
Funktionsweise des Schaltassistenten
BMW beschreibt es aktuell eigentlich perfekt
ZITAT
Ihr Fahrzeug ist mit einem in Anlehnung an den Rennsport entwickelten Schaltassistenten ausgestattet, der das Hochschalten ohne Kupplungs- oder Drosselklappenbetätigung in nahezu allen Last- und Drehzahlbereichen ermöglicht. Beim Beschleunigen kann die Drosselklappe geöffnet bleiben, die Schaltzeit wird auf ein Minimum reduziert. Das Einlegen der Gänge erfolgt wie gewohnt über die Fusskraft am Schalthebel.
Die Schaltbewegung wird bei BMW Motorrädern mit der Sonderausstattung Schaltassistent nicht, wie sonst üblich, über ein Schaltgestänge zwischen Fußschalthebel und Schaltwelle im Getriebe übertragen. Anstelle der starren Gewindestange kommt hier eine in sich verschiebbare, federbelastete Verbindungseinheit mit integriertem Hall-IC zum Einsatz. Beim Herunterschalten verhält sich der Schaltassistent in jedem Fall wie eine herkömmliche starre Verbindung. Wenn zum Hochschalten die Kupplung gezogen wird, erfolgt der Schaltvorgang ebenfalls ohne elektronischen Eingriff. Die Schaltkraft wird über die im Schaltassistenten mit ca. 200 N vorgespannte Feder auf die Schaltwelle übertragen. Wird dagegen zum Hochschalten die Kupplung nicht gezogen, registriert die Motorsteuerung über den im Schaltassistenten verbauten Hall-IC den Fahrerwunsch zum Hochschalten. Daraufhin wird kurzzeitig die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen und der Zündwinkel nach spät verstellt, sodass ohne manuelle Gaswegnahme der nächst höhere Gang blitzschnell und sicher eingelegt werden kann
ZITAT Ende
Entweder wissen es Journalisten besser als BMW oder es war ursprünglich (zum Veröffentlichungszeitpunkt) etwas Anderes geplant (Beispiele;
http://www.autosieger.de; http://www.burning-out.de)
ZITAT
Schaltassistent Pro für komfortable und gleichzeitig dynamische Schaltvorgänge.
Eine Weltneuheit im Serienmotorradbau stellt der als Sonderausstattung ab Werk erhältliche BMW Schaltassistent Pro dar. Er ermöglicht das Hoch- und Zurückschalten ohne Kupplungs- oder Drosselklappenbetätigung in den fahrrelevanten Last- und Drehzahlbereichen und bietet so noch mehr Komfort und gleichzeitig Dynamik.
ZITAT Ende
Bis Mitte 2014 beschreibt BMW sein System als nur zum Hochschalten geeignet!
Realisiert ist der Schaltassistent ganz einfach. Im Zwischengestänge des Schaltgestänges ist ein Sensor (Schalter) integriert. Mit diesem wird kurzzeitig das auf das Getriebe wirkende Drehmoment reduziert (Einspritzung unterbrochen) bevor der mechanische Schaltvorgang beginnt. Die Folge ist die gleiche wie bei „Gas weg“. Die Motordrehzahl fällt kurz ab, die Klauen sind dadurch lastfrei, der tatsächliche Schaltvorgang erfolgt ganz normal. Somit nimmt der Assistent dem Fahrer lediglich das zeitgerechte Gaswegnehmen ab. Der Rest ist samt allen Randbedingungen so, wie beim Hochschalten ohne Kupplung.
Benutzt man die Kupplung wird die Funktion dieses Schalters „lahmgelegt“ und das Ganze funktioniert auf herkömmliche Weise.
Weshalb es beim Zurückschalten nicht ganz so einfach funktioniert ist aus Abschnitt „schalten ohne Kupplung“ leicht zu erkennen. Die einzelnen Parameter sind nicht eindeutig zu erkennen und die automatischen Abläufe sind, zumindest auf „Normalfahrer“ schlecht abstimmbar.
Mit Stand Sommer 2014 kann es der Schaltassistent doch.
Zumindest kann die Sensormimik unterscheiden ob hochgeschaltet (die Sensorik wird "zusammengedrückt", der Gebermagnet nach "links" verschoben) oder runtergeschaltet (die Sensorik wird "auseinandergezogen", der Gebermagnet nach "rechts" verschoben) werden soll. Rechts gezeichnet ist der "Anschluss" an das Getriebe, links der an den Schalthebel.
Link
Sinnvoll ist es, sich zuerst mit "Getriebe - schematische Erklaerung" einen Überblick zu verschaffen
Getriebe - schematische Erklaerung
4V1 Schaltgestaenge
4V0 Getriebe Schaltmechanik
4V0 Getriebeuntersetzung
4V1 Getriebe Funktion
4V0 Schaltfehler, o. Kupplung, Assistent
4V0 Schaltvorgang
4V1 Getriebe ausdistanzieren
4V1 Getriebecodes der R11x0 Baureihen
4V1 Getriebe M97 Eingangswelle
4V1 Schalthebellagerung R11x0
Waelzlager Clean Bearing
Getriebe Waelzlager
Zwischengas
4V1 Gangspringer