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Funktionsprinzip Steuerriementrieb und Keilrippenriementrieb

Es gibt zwei verschiedene Riementriebe, die heute mit einer Spannrolle gespannt werden - der Keilrippenriemen und der Steuerriemen. Wenngleich sich beide Riementriebe signifikant unterscheiden, ist das Konzept sehr ähnlich. Auch die Fragestellungen, die sich zu Riementrieb und Spannrolle ergeben, sind immer recht ähnlich.

Der Zahnriemen ist für die Ventilsteuerung zuständig, weshalb er auch Steuerriemen genannt wird. Angetrieben wird er über die Kurbelwelle. Die rechteckigen Zähne passen exakt in die Zähne der jeweiligen Zahnräder an Nockenwelle, Kurbelwelle und gegebenenfalls Wasserpumpe und Einspritzpumpe. In der Regel werden zusätzlich eine Spannrolle und eine Umlenkrolle benötigt.

Der Keilrippenriemen hat seit Jahren den klassischen Keilriemen ersetzt. Der Antrieb muss möglichst vibrationsfrei und gleichmäßig erfolgen. Moderne Bauteile wie Generatoren sind sogar mit einem Freilauf ausgestattet, damit der Antrieb etwas langsamer erfolgt als die tatsächliche Motordrehzahl, um eben einen ruhigen Lauf zu gewährleisten. Zusätzlich werden auch hier Umlenkrolle und Spannrolle benötigt. Außerdem noch ein Schwingungsdämpfer.

Wie funktioniert die Spannrolle?

Es gibt verschiedene Konstruktionen. Gängig ist eine exzentrische Spannrolle, welche die Spannung exzentrisch zur mittigen Befestigung durch ein Verdrehen herstellt. Es gibt aber auch Spanner, die über Federdruck funktionieren. Welche Technologie zum Einsatz kommt, kann anhand des Werkstatthandbuchs überprüft werden.

Wie wird die Spannrolle gespannt?

Entsprechend gibt es auch Unterschiede beim Spannen der Spannrolle. Bei Pumpe-Düse-Motoren von VW gibt es Spannerpatronen, bei denen ein Stift die Spannung erzeugt. Der Spannstift wird dabei nach unten gedrückt und durch ein Spezialwerkzeug fixiert. Dieses Werkzeug hält den Stift, ist aber gleichzeitig auch die Lehre für den Abstand zwischen Spanner und dazugehöriger Rolle.

Bei exzentrischen Spannern wird der Zahnriemen gespannt und dann ein- bis zweimal in Drehrichtung durchgedreht. Dann wird die Spannrolle gelöst. Es befindet sich eine Blechmarkierung an der Spannrolle, zusammen mit einem Metallstift, der zusammen mit dem Exzenter gedreht wird (bei vielen Opel-Motoren beispielsweise). Sobald Kerbe und Stift in einer Flucht sind, ist der Riemen optimal gespannt.

Anderer Hersteller verlangen das Überprüfen anhand der eigentlichen Spannung. Also beispielsweise, wie weit sich ein Zahnriemen mit einer bestimmten Kraft eindrücken lässt. Erfahrene Mechaniker können das bei älteren Motoren nach Gefühl machen, es gibt aber auch spezielle Werkzeuge zum Ermitteln der Riemenspannung.

Wie eine Spannrolle letztlich gespannt wird, kann detailliert dem Werkstatthandbuch des Fahrzeugherstellers entnommen werden. Wir möchten nochmals darauf hinweisen, dass der Zahnriemenwechsel als auch das Spannen des Riemens von einem ausgebildeten Mechaniker durchgeführt werden sollte. Bei geringsten Fehlern kann es zu einem kapitalen Motorschaden kommen.

Sollte beim Zahnriemenwechsel auch die Spann- und Umlenkrolle mit ausgetauscht werden?

Das ist wohl eine der häufigsten Fragen, die sich beim Zahnriemenkauf stellt. Davon betroffen ist nicht nur die Spannrolle, sondern auch die Umlenkrolle. Bei der Spannrolle ist es aber noch etwas komplizierter. Wie bereits erwähnt, wird die Spannung unterschiedlich hergestellt. Damit einher geht immer eine Schwächung des Materials auf Dauer. Das heißt, eine Materialermüdung ist völlig normaler Verschleiß. Es kommt beispielsweise immer wieder vor, dass Zahnriemen reißen oder Rollen brechen, wenn die Wechselintervalle überschritten werden.

Beim Steuerriemen sollten beiden Rollen, also Spann- und Umlenkrolle daher unbedingt mit erneuert werden. So wird einer etwaigen Materialermüdung vorgebeugt. Bei einem Schaden kommt es in den meisten Fällen zu einem kapitalen Motorschaden, da viele Motoren so aufgebaut sind, dass Kolben und Ventile einen überschneidenden Raum im Verbrennungsraum benötigen. Die Ventile würden bei einem Zahnriemenausfall auf den Kolben aufschlagen. Materialermüdung ist übrigens auch der Grund, weshalb ein Steuerriemen nie ein zweites Mal eingebaut werden soll. Er überdehnt und durch eine erneute Spannung könnte er zu weit überdehnt werden und reißen.

Beim Keilrippenriementrieb muss die Spannrolle nicht zwingend erneuert werden, da hier einzig das Risiko des Ausfalls von bestimmten Aggregaten wie Generator , Servopumpe , Unterdruckpumpe, Klimakompressor usw. zu befürchten ist.

Wie berechnet man den Riemen mit der Spannrolle?

Der Riemen wird nicht berechnet. Vielmehr sind für jeden Motor vom Hersteller bestimmte Zahnriemenlängen vorgegeben. Alle weiteren Fragen ergeben sich durch die Frage, wie ein Zahnriemen gespannt werden muss. Wir verweisen dort darauf, dass es abhängig von der Bauzeit sowie vom Hersteller unterschiedliche Konstruktionen zum Spannen gibt.

Gibt es auch an einer Steuerkette einen Kettenspanner?

Auch die Steuerkette muss gespannt werden. Hier wird die Spannung durch einen hydraulischen Kettenspanner erzeugt, die über den Öldruck des Motoröls funktioniert. Auch dieser Öldruckspanner ist ein Verschleißteil, welches gegebenenfalls in sehr großen zeitlichen Abständen zu ersetzen ist. Das gilt auch für Gleitschienen, die sich im Kettentrieb befinden. Auch hier geben Werkstatthandbuch und Hersteller Auskunft.