Getriebe

Schaltung Getriebe

Wie die verschiedenen Motorenarten funktionieren weiß ja mittlerweile fast jeder; wie sieht es aber mit dem Getriebe aus? Klar, da sind eine Menge Zahnräder drin, mit denen man die übersetzung zwischen Motor und Hinterrad variieren kann. Wie werden die aber angeordnet und was schaltet dort drinnen eigentlich?

Fangen wir mit der Baugruppe an, die wir (teilweise) sehen können; - die Schaltwelle:

Den Schalthebel können wir ja nur hoch oder runter drücken - eigentlich nur zwei Schaltzustände. Zusammen mit dem Leerlauf brauchen wir aber bei einem Fünfganggetriebe sechs Schaltstellungen. Wie können wir die erreichen? Mit der sogenannten Schaltwalze:

 

Schaltung Getriebe

Im obersten Bild sehen wir die Schaltwelle, welche die Schaltwalze dreht: Wollen wir einen Gang höher schalten, dreht eine Klaue die Schaltwalze um ein sechstel: Am Anfang der Schaltwalze sind Stifte angebracht (einer grün), in denen die Klaue sich einhakt. Schalten wir einen Gang hoch bewegen wir den Stift mit der Klaue nach oben und drehen damit die Schaltwalze. Lassen wir den Schalthebel wieder in die Ausgangsstellung zurückgleiten, gleitet die Klaue an dem nächsten Stift ab und wir könnten den nächsten Gang einlegen. Die zweite Klaue ist nur dafür vorhanden, damit wir nicht über das Ziel hinaus schießen :-) . Das Gleiche funktioniert natürlich auch beim Runterschalten.

Was macht jetzt die Schaltwalze?

Schaltwalze

 

In die Schaltwalze sind Kanäle eingefräßt, in denen die Schaltgabeln mit ihren Führungsdornen (grün Markiert) sitzen. Im oberen schematischen Bild sehen wir sozusagen eine abgerollte Oberfläche einer Schaltwalze. Wenn wir diese drehen, werden die Schaltgabeln auf ihren Achsen verschoben. Da diese Gabeln in Zahnradpaare (rot) greifen, werden diese auch auf den Getriebewellen verschoben. Diese Zahnräder haben auch seitlich Klauen (Schaltklauen), mit denen sie sich mit benachbarten Zahnrädern (nicht eingezeichnet) verhaken können. Das ist das eigentliche Schalten.

Getriebe

 

 

 

Schauen wir uns mal von irgendeinem Getriebe die Zahnräder und Wellen an (die Einfräsungen in der Schaltwalze oben stimmen mit diesem Getriebe nicht überein. Was aber nicht so wichtig ist, da es nur ums Prinzip geht :-)  ): Die Schaltgabeln sind als Pfeile angedeutet.

 

Das ganze sieht fürchterlich unübersichtlich aus, deswegen schematisieren wir das Ganze einmal. Dazu möchte ich folgende Symbole für die Befestigungsarten der Zahnräder auf den Wellen verwenden: Zahnrad fest mit der Welle verbunden 
Zahnrad drehfest mit der Welle verbunden, aber auf der Welle verschiebbar
Zahnrad auf der Welle verdrehbar, aber nicht verschiebbar
Zahnrad auf der Welle verdreh- und verschiebbar
Schematisiert sieht das Getriebe dann so aus:   Legen wir mal den ersten Gang ein:

  

Die Schaltklaue (1) schiebt das rote Zahnrad (vierter Gang) zum grünen (erster Gang), so daß sich die Beiden verhaken: Das grüne Zahnrad auf der Getriebeeingangswelle sitz fest auf der Welle, überträgt das Drehmoment also auf das grüne Zahnrad welches auf der Getriebeausgangswelle.

Das Drehmoment kann aber nicht direkt auf die Ausgangswelle übertragen werden, da das Zahnrad ja auf der Welle drehbar ist. Das Zahnrad ist aber  fest mit dem roten verbunden und dieses ist drehfest mit der Ausgangswelle verbunden. Der Kraftverlauf sieht also folgendermaßen aus : Kupplung > Getriebeeingangswelle > grünes Zahnrad > grünes Zahnrad > rotes Zahnrad > Getriebeausgangswelle > Ritzel.

Die weiteren Gänge wären dann:

2. Gang: Schaltklaue 2 nach links Kraftverlauf: Kupplung > Eingangswelle > hellblaues Zahnradpaar > gelbes Zahnrad > Ausgangswelle > Ritzel 
3. Gang: Schaltklaue 2 nach rechts Kraftverlauf: Kupplung > Eingangswelle > dunkelblaues Zahnradpaar > gelbes Zahnrad > Ausgangswelle > Ritzel 
4. Gang: Schaltklaue 3 nach rechts Kraftverlauf: Kupplung > Eingangswelle > dunkelblaues Zahnrad > rotes Zahnradpaar >  Ausgangswelle > Ritzel 
5. Gang: Schaltklaue 3 nach links Kraftverlauf: Kupplung > Eingangswelle > dunkelblaues Zahnrad > gelbes Zahnradpaar > Ausgangswelle > Ritzel 

Das war die Abteilung Motorradgetriebe :-) Soweit ich weiß, ist diese Getriebeart in über 99,9% aller Motorräder verbaut. Es gibt zwar noch andere (z.B.: Ziehkeilgetriebe), aber diese sind eigentlich nur in kleineren Maschinen wie Roller oder Mofas vorhanden.

Was kann an so einem Getriebe eigentlich kaputt gehen? Normalerweise nichts! Diese Getriebe werden schon seit Jahrzehnten in unseren Motorrädern verbaut und sind absolut ausgereift. Meistens gehen sie nur durch Eigenverschulden kaputt: Einige von uns haben beim Fahren immer den Fuß auf oder unter dem Schalthebel, damit halten sie ihn -ungewollt- leicht unter Spannung. Dadurch schleifen die Schaltgabeln immer leicht in den Aufnahmen der Zahnräder und die Schaltklauen der Zahnräder haben immer leichten Kontakt mit den Nachbarzahnrädern,was zum verschleißen der Schaltgabeln oder verbiegen sorgt, sogar die Ecken der Schaltklauen runden sich ab. Das führt dazu, daß die jeweiligen Nachbarzahnräder sich nicht mehr richtig "verhaken" können und das Schalten wird immer schwerer oder die Gänge fliegen wieder raus :-(

Natürlich können die Zahnräder durch Fertigungstoleranzen oder falsche Materialpaarungen "Karies" bekommen, was aber eher selten ist :-)