Wucht in Dosen

Kurbelwelle auswuchten

Wucht in Dosen

# 128 | 02.06.2015 | H. Hohmann

Kurbelwellen laufen nur dann lange und sauber, wenn sie exakt ausgewuchtet sind. Bei Einyzlinder-Motoren kann man das am Küchentisch machen.

1Kurbelwelle und Vibrationen

Vor manchen Gebieten der Motorrad­technik empfinden die meisten eine heilige Scheu. Dazu gehört das Aus­wuchten von Kurbelwellen. Und doch wird auch hier nur mit Wasser ge­kocht, zumindest, was Einzylinder­-Kurbelwellen betrifft.
 
Vor jeder Praxis steht die Theorie. Und die sieht so aus: Wuchten - das wissen wir vom Rad - hat etwas mit Massen und Gewichten zu tun. Die einer Kurbelwelle kann man in zwei Schubladen unterbrin­gen.
Da sind zum einen die rotierenden Massen, zu denen die Kurbelwangen gehören, der Hubzapfen, der Pleuelfuß und das zugehörige Lager. Bewiesenermaßen läßt sich dieses System zu 100 % auswuchten: dem schweren Hub­zapfen gegenüber müssen lediglich Kur­belwange bzw. Schwungscheibe schwerer gemacht werden.
In der zweiten Schublade liegen die hin- und hergehenden (translato­rischen) Massen, wozu Kolben und -ringe, Kolbenbolzen, Pleuelauge und oberes Lager gehören.
 
Preisfrage: Wohin gehört der Pleuel­schaft? Richtig: In beide Schubladen. Er kann seiner Bewegung nach sowohl den rotierenden als auch den translatorischen Massen zugerechnet werden. Während wir nun davon ausgehen können, daß das rotierende System ab Werk 100 %ig aus­gewuchtet wurde, so ist dies bei Kolben und Pleuelauge nicht der Fall.
 
Das hat zu tun mit Beschleunigen und Abbremsen in den Totpunkten und mit der Exzentrizität der Massen dazwischen. Wer jetzt nur "Bahnhof' verstanden hat, kann trotzdem weiterlesen.
Für die Praxis genügt es zu wissen, daß die hin- und hergehenden Teile nur zu 50 bis 75 % ausgewuchtet werden können, je nach Motorcharakteri­stik. Wäre es anders, so würde jeder Her­steller völlig vibrationslose Einzylinder­maschinen bauen.

2Translatorische Massen

Voraussetzung für unsere Wuchterei ist, daß wir mit den Good vibrations unseres Dampfhammers unzufrieden sind. Oder daß wir einen leichteren oder schwereren Kolben einbauen wollen. Als Beispiel soll uns ein MZ-Kurbeltrieb dienen, den wir zwecks Hubraum mit einem Mahle-Kol­ben bestücken. Dazu brauchen wir
 
* eine Briefwaage,
 
* eine Handvoll Muttern verschiedener Größe,
 
* 20 cm Blumendraht,
 
* zwei Metallplatten mit geraden Kanten, die so aufgebaut werden, daß die Kurbelwelle mit ihren Zapfen auf ihnen abrollen kann.
 
Zunächst müssen wir die translatorischen Massen bestimmen. Auf die Briefwaage wird der neue Kolben mit Ringen, Bolzen und Lagern gelegt. Das wiegt zusammen 428 Gramm (g).
Dazu kommt aber das Gewicht des Pleuelauges: Die Kurbelwel­le wird so auf einen Klotz gelegt, daß der Pleuelkopf auf der Mitte der Briefwaage aufliegt.
 
Um Meßfehler zu vermeiden, muß dabei das Pleuel völlig waagerecht sein. Die abgelesenen 124g ergeben mit der Kolbenmasse zusammen 552 g, wo­mit wir die hin- und hergehenden Teile gewogen haben. (Nebenbei interessant: Der Serienkolben, obwohl kleiner, ist run­de 20 g schwerer.)

3Kurbelwelle auswuchten

Als nächstes legen wir die Kurbelwelle auf unsere Abrolleinrichtung. Sie wird sich dabei so auspendeln, daß der Hubza­pfen an höchster Stelle steht.
Wir biegen aus dem Blumendraht eine Art Fleischer­haken, haken ihn in das Pleuelauge ein und hängen so viele Muttern daran, bis die nackte Kurbelwelle ausgewuchtet ist: sie muß nun in jeder Stellung ruhen und darf nicht mehr pendeln.
 
Das funktioniert wie beim Radauswuchten und erfordert ein wenig Geduld, bis man die passende Größe und Zahl von Muttern als Gegenge­wicht herausgefunden hat.
 
Das Gewicht der Muttern stellen wir mit Hilfe der Briefwaage fest. Nicht verges­sen, auch den Mini-Fleischerhaken mit­zuwiegen!
Die Waage zeigt in dem Bei­spiel 40 g an, wozu noch die Masse des Pleuelkopfes mit (vorhin gemessenen) 124 g addiert werden muß: Den translato­rischen Massen von 552 g steht also ein Gegengewicht in den Kurbelwangen von nur 164 g gegenüber. 164 sind 29,7% von 552. Und das ist die Erkenntnis:
 
Würden wir den neuen Mahle-Kolben montieren, wäre der Kurbeltrieb nur zu rund 30 % aus­gewuchtet. Angesichts der üblichen 50 bis 75 % ist das reichlich wenig.
Es könnte also sein, daß unsere MZ zum Vibrator wird. (Wobei allerdings das Wuchtver­hältnis mit dem Original-Kolben noch schlechter wäre.
Ist das der Grund, warum manche Emmis so fürchterlich schütteln? Sollten die Wucht-Toleranzen ab Werk so groß sein?)

4Sanfter Motorlauf

Wer sich traut, kann nun dem ungesunden Verhältnis abhelfen. Theoretisch müßte das Gegengewicht in den Kurbelwangen schwerer gemacht werden; aber wir kön­nen schlecht einen Eisenklumpen auf­schweißen.
 
Dann muß eben auf der Hub­zapfen-Seite der Kurbelwelle gebohrt werden. Hier sind ohnehin schon Aus­gleichsbohrungen vorhanden, die man per Bohrmaschine vergrößern oder vermeh­ren könnte - natürlich schön gleichmäßig links und rechts des Hubzapfens.
 
Das Spielchen mit dem Fleischerhaken und den Muttern muß zwischendrin immer mal wiederholt werden, bis wir schließ­lich mit dem Wuchtverhältnis zufrieden sind.
 
Die Emmi wird es uns mit einem sanften Motorlauf danken und mit längerer Lebensdauer der Hauptlager. Die be­schriebene Wuchtmethode ist sicherlich nicht so genau wie mit einer teuren Ma­schine, liefert aber hinreichende Ergeb­nisse.
Sie ist außerdem sinngemäß auch auf Mehrzylindermotoren anwendbar, so­fern die Hubzapfen der Welle nicht ver­setzt sind.