Aktueller Artikel: Wegen der Primärübersetzung hält deine Kupplung mehr Drehmoment, als dein Motor hat
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Wegen der Primärübersetzung hält deine Kupplung mehr Drehmoment, als dein Motor hat
Wegen der Primärübersetzung hält deine Kupplung mehr Drehmoment, als dein Motor hat
1,690. So steht es in der Anleitung der Honda CB650R von 2021, ganz hinten bei den technischen Daten, gleich vor der 2,800 für den Kettenantrieb. Die Zahl heißt Primärübersetzung, und sie erklärt etwas, das du bei jedem Anfahren in der linken Hand hast.
Die Kupplung dieser Maschine muss nämlich mehr Drehmoment halten, als der Motor überhaupt abgibt, rund zwei Drittel mehr. Das ist eingeplant und erklärt, warum im Kupplungskorb ein ganzes Paket aus Scheiben steckt und warum das Öl dort mitredet.
Die Primärübersetzung sitzt vor der Kupplung
Zwischen Kurbelwelle und Kupplung sitzt bei vielen Motorrädern ein Zahnradpaar. Das kleine Rad steckt auf der Kurbelwelle, das große am Kupplungskorb, dem topfförmigen Gehäuse, in dem die Scheiben der Kupplung sitzen. Es ist die erste von drei Übersetzungen auf dem Weg zum Hinterrad, nach ihr kommen das Getriebe und der Endantrieb über Kette, Riemen oder Kardan.
Nötig ist das Zahnradpaar schon wegen der Bauweise. Bei einem quer eingebauten Motor laufen Kurbelwelle und Getriebewellen parallel, mit etwas Abstand zueinander, und die Kupplung sitzt auf der Eingangswelle des Getriebes. Irgendetwas muss die Kraft von der einen Achse auf die andere bringen.
Im Werkstatthandbuch der Honda CBR250RR heißt das große Rad „primary driven gear“, das getriebene Rad des Primärantriebs, und es sitzt auf derselben Achse wie die Eingangswelle des Getriebes. Fest verbunden ist es mit ihr aber nicht: Samt Korb dreht es sich auf einem Nadellager um die Welle. Mitgenommen wird sie erst über das zusammengepresste Scheibenpaket.
Bei der ersten MT-07 von Yamaha stehen sogar die Zähne in der Anleitung: 77 zu 40. Das Rad am Korb hat also fast doppelt so viele Zähne wie das auf der Kurbelwelle, und das ergibt eine Primärübersetzung von 1,925.
Der Korb dreht um genau diesen Faktor langsamer als die Kurbelwelle. Weil ein Zahnradpaar die Leistung bis auf kleine Verluste weitergibt, steigt das Drehmoment im selben Verhältnis. Langsamer drehen und trotzdem dieselbe Leistung übertragen, das geht nur mit mehr Drehmoment.
63 Newtonmeter rein, gut 100 raus
Honda gibt für die CB650R des Modelljahrs 2021 ein maximales Drehmoment von 63 Newtonmetern bei 9.500 Umdrehungen an. Mal 1,690 sind das rund 106 Newtonmeter am Kupplungskorb. Zieh die kleinen Verluste im Zahnradpaar ab, und es bleiben immer noch gut 100.
Diese gut 100 Newtonmeter muss die Kupplung halten, ohne zu rutschen, denn alles, was der Motor abgibt, fließt durch sie hindurch ins Getriebe. Dafür dreht sie gemütlicher: Bei 9.500 Umdrehungen an der Kurbelwelle läuft der Korb mit rund 5.600.
Wie weit die Hersteller mit dem Verhältnis gehen, zeigt ein Motor vom anderen Ende der Skala. Die Honda CBR250RR aus den Neunzigern ist ein Vierzylinder mit 250 Kubik. In der Ausführung, die ihr Werkstatthandbuch beschreibt, kommt sie auf 40 PS bei 14.500 Umdrehungen und gut 23 Newtonmeter Drehmoment. Ihre Primärübersetzung beträgt 2,966. Am Korb kommen damit knapp 70 Newtonmeter an, und bei Höchstleistung dreht er mit knapp 4.900 Umdrehungen, rund einem Drittel der Motordrehzahl.
Beim Anfahren an der Ampel hält die Kupplung übrigens noch gar nicht fest. Du lässt sie schleifen, bis Korb und Eingangswelle gleich schnell drehen, und in diesen Sekunden wird die Reibung zwischen den Scheiben zu Wärme. Voll belastet ist sie erst, wenn der Hebel ganz draußen ist und du am Gas ziehst.
Mit welcher Reserve Honda die Kupplung der CB650R über die gut 100 Newtonmeter hinaus auslegt, steht weder in der Anleitung noch in der Pressemitteilung zum Modell. Sicher ist nur die Richtung: Gebaut ist sie für das Moment hinter dem Zahnradpaar, nicht für die 63 Newtonmeter aus den technischen Daten.
Welchen Gang du fährst, weiß die Kupplung nicht
Weil die Kupplung vor dem Getriebe sitzt, bekommt sie vom Gang nichts mit. Ob du im Ersten beschleunigst oder im Sechsten überholst: Bei gleicher Drehzahl und gleicher Gasstellung geht im Grundsatz dasselbe Drehmoment durch das Scheibenpaket. Erst hinter Primärübersetzung und Kupplung vervielfacht das Getriebe das Moment je nach Gang.
Einen Unterschied gibt es trotzdem. Im Ersten dreht der Motor beim Beschleunigen in Sekunden hoch, und ein Teil seines Drehmoments geht dafür drauf, die eigene Kurbelwelle und alles, was mit ihr dreht, auf Touren zu bringen. Im Sechsten steigt die Drehzahl nur langsam, und fast das ganze Moment läuft durch die Kupplung.
Deshalb ist der bekannte Test für eine rutschende Kupplung so gebaut: großer Gang, niedrige Drehzahl, dann auf einer freien Geraden entschlossen Gas geben. Rutscht sie, schnellt die Drehzahl hoch, und das Tempo kommt nicht hinterher. Im Sechsten fällt das sofort auf, im Ersten ginge es im normalen Hochdrehen unter.
Viele Scheiben statt einer großen
Wie viel eine Kupplung halten kann, hängt an vier Dingen. Es zählt, wie fest die Federn die Scheiben zusammenpressen und wie gut die Beläge haften. Es zählt, wie weit die Reibflächen von der Mitte entfernt liegen und wie viele es davon gibt. Mehr Moment verlangt mehr von mindestens einem davon.
Im Motorgehäuse ist wenig Platz, deshalb wird gestapelt: Reibscheiben mit Belag und blanke Stahlscheiben im Wechsel, ein ganzes Paket, das im Motoröl läuft. So sind die Kupplungen von CB650R und MT-07 gebaut, als Mehrscheibenkupplungen im Ölbad. Jede Reibscheibe zählt dabei doppelt, weil sie mit beiden Seiten reibt. Das Öl kühlt nebenbei mit: Die Wärme, die beim Schleifenlassen zwischen den Scheiben entsteht, nimmt es auf und trägt sie weg.
Dass es auch anders geht, zeigt die luftgekühlte BMW R 1200 GS ab 2004. Ihre Kupplung saß direkt am Schwungrad der Kurbelwelle, ohne Primärübersetzung davor: eine einzige trockene Scheibe mit 180 Millimetern Durchmesser, so beschreibt es BMWs Pressemappe von damals. Sie musste nur das Drehmoment des Motors halten, 115 Newtonmeter, drehte dafür aber mit voller Kurbelwellendrehzahl.
Mit der wassergekühlten R 1200 GS, vorgestellt 2012, stellte BMW um. Sie bekam als erster Serien-Boxer von BMW eine Mehrscheiben-Ölbadkupplung mit acht Reibscheiben und nur noch 147 Millimetern Außendurchmesser. Als Vorteile nennt BMW das geringere Trägheitsmoment und die kompaktere Bauweise.
Warum der Hebel trotzdem leicht geht
Mehr Moment heißt eigentlich stärkere Federn, und stärkere Federn bedeuten einen schwereren Hebel. Dass sich viele aktuelle Maschinen dennoch mit zwei Fingern auskuppeln lassen, liegt oft an schrägen Rampen in der Kupplung. Honda nennt das Assist/Slipper, BMW spricht bei der wassergekühlten R 1200 GS von einer Handkraftverstärkung.
Zieht der Motor, drücken die Rampen das Scheibenpaket zusätzlich zusammen. Die Federn dürfen so weicher ausfallen, und der Hebel geht leichter. In der Anleitung der Honda CBR1000RR-R SP steht dazu knapp, die Kupplung fühle sich damit leichter an. Harley-Davidson nannte zur Einführung des Milwaukee-Eight-Motors im Modelljahr 2017 eine Zahl: Zusammen mit einer verbesserten Hydraulik brauche die Assist-Kupplung sieben Prozent weniger Kraft am Hebel.
Im Schiebebetrieb arbeiten die Rampen andersherum. Bremst du stark an und schaltest dabei herunter, darf die Kupplung ein Stück rutschen, damit das Bremsmoment des Motors das entlastete Hinterrad nicht blockieren oder springen lässt. Auch dieses Moment läuft durch die Primärübersetzung, nur in der Gegenrichtung.
Das Öl hält mit
Die Federn, bei Assist-Kupplungen dazu die Rampen, bestimmen, wie fest das Paket zusammengedrückt wird. Wie gut die Beläge dabei haften, hängt auch am Öl, denn bei den meisten Ölbadkupplungen laufen die Scheiben im selben Öl wie Motor und Getriebe. Die Hersteller verlangen dafür eine Motorradspezifikation, Honda für die CB650R ein Öl nach JASO MA.
Diese japanische Norm gibt es, weil Motoröle für Autos zum Spritsparen immer reibungsärmer wurden und eine Motorradkupplung mit ihnen rutschen kann. Geprüft wird an einer Ölbadkupplung, wie gut ein Öl die Scheiben greifen lässt.
Yamaha wird in der Anleitung der Tracer 700 deutlich. Um ein Durchrutschen der Kupplung zu vermeiden, sollst du keine chemischen Zusätze ins Öl geben, kein Öl mit höherer Qualitätsstufe als vorgeschrieben verwenden und keins der Klasse „ENERGY CONSERVING II“ oder höher. Gerade die Reibung, die solche Öle einsparen sollen, braucht das Scheibenpaket, um das vervielfachte Moment zu halten.
Beachte immer die Freigaben und Angaben in deinem Fahrzeughandbuch.
Wenn sie anfängt zu rutschen
Eine Kupplung, die ihr Moment nicht mehr sicher hält, meldet sich unter Last. Die Drehzahl steigt, die Maschine zieht nicht im selben Maß mit, und oft zeigt es sich zuerst, wenn Öl und Beläge heiß sind.
Im Werkstatthandbuch der CBR250RR nennt Honda für eine Kupplung, die beim Beschleunigen rutscht, drei Ursachen: zu wenig Spiel am Hebel, verschlissene Scheiben, ermüdete Federn. Und Honda schreibt dazu, die meisten Kupplungsprobleme kämen vom falsch eingestellten Spiel. Der Rat des Herstellers: erst das Spiel prüfen und einstellen, dann die Kupplung zerlegen. Das falsche Öl gehört bei jeder Ölbadkupplung mit auf die Liste.
Sicherheitshinweis: Rutscht die Kupplung unter Last, lass das Überholen bleiben und fahr ohne volle Beschleunigung zur Werkstatt.
Beim Überholen brauchst du den vollen Zug genau dann, wenn du auf der Gegenfahrbahn bist. Eine rutschende Kupplung gibt ihn dir in diesem Moment nicht, und sie rutscht umso eher, je wärmer sie wird.
Was du selbst prüfen kannst, ist überschaubar: den Ölstand, die Ölsorte auf der letzten Rechnung und bei einer Seilzugkupplung das Spiel am Hebel. Alles Weitere liegt hinter dem Kupplungsdeckel. Dort misst eine Werkstatt Scheiben und Federn nach den Werten des Herstellers, und das ist die bessere Wahl als Probieren. Nur an der Primärübersetzung gibt es dabei nichts zu stellen: Sie ist ein Zahnradpaar mit festem Verhältnis.
Die Zahl, die deine Kupplung kennt
Schlag in deiner Anleitung die technischen Daten auf. Nicht jede nennt die Primärübersetzung. Steht sie dort, dann multiplizier sie mit dem maximalen Drehmoment aus dem Datenblatt deiner Maschine.
Was herauskommt, ist das, was dein Scheibenpaket beim kräftigen Beschleunigen hält, während du den Hebel längst losgelassen hast. Bei der CB650R sind es rechnerisch rund 106 Newtonmeter, bei einem Motor, der selbst nie mehr als 63 abgibt.
❓ Häufige Fragen zur Primärübersetzung und Kupplung
Warum muss die Kupplung mehr Drehmoment halten als der Motor?
Weil sie hinter der Primärübersetzung sitzt. Was langsamer dreht und dieselbe Leistung weitergibt, hat mehr Drehmoment. Bei der CB650R werden aus 63 Newtonmetern an der Kurbelwelle rechnerisch rund 106 am Kupplungskorb, abzüglich kleiner Verluste im Zahnradpaar.
Was ist die Primärübersetzung beim Motorrad?
Die Primärübersetzung ist die erste Stufe zwischen Motor und Hinterrad, meist ein Zahnradpaar zwischen Kurbelwelle und Kupplungskorb. Das Rad am Korb ist größer, deshalb dreht die Kupplung langsamer als der Motor. Honda nennt für die CB650R von 2021 den Wert 1,690, Yamaha für die erste MT-07 1,925.
Sitzt bei jedem Motorrad eine Primärübersetzung vor der Kupplung?
Nein. Bei der luftgekühlten BMW R 1200 GS ab 2004 steckte die Kupplung als einzelne trockene Scheibe direkt am Schwungrad und hielt damit nur das Drehmoment des Motors. Bei quer eingebauten Motoren mit Ölbadkupplung, etwa in der Honda CB650R oder der Yamaha MT-07, liegt dagegen ein Zahnradpaar zwischen Kurbelwelle und Kupplungskorb.
Hängt die Belastung der Kupplung vom eingelegten Gang ab?
Kaum, denn die Kupplung sitzt vor dem Getriebe. Bei gleicher Drehzahl und Gasstellung überträgt sie im Ersten nicht mehr als im Sechsten, eher etwas weniger, weil der Motor im Ersten einen Teil seines Drehmoments für das eigene Hochdrehen braucht. Im großen Gang fällt ein Rutschen deshalb leichter auf.
Kann falsches Öl die Kupplung rutschen lassen?
Ja, weil die Scheiben einer Ölbadkupplung meist im Motoröl reiben. Ein Öl mit Zusätzen, die Reibung mindern, lässt sie leichter durchrutschen. Honda verlangt für die CB650R ein Öl nach JASO MA, Yamaha schließt bei der Tracer 700 Öle ab ENERGY CONSERVING II aus. Was für dein Motorrad gilt, steht im Handbuch.
Was bringt eine Assist- oder Anti-Hopping-Kupplung?
Zwei Dinge. Beim Beschleunigen helfen Rampen in der Kupplung mit, das Paket zusammenzudrücken, sodass die Federn schwächer sein dürfen und du am Hebel weniger Kraft brauchst. Bremst du stark und schaltest dabei herunter, wirken die Rampen in der Gegenrichtung: Die Kupplung gibt etwas nach, und das Hinterrad bleibt ruhig.
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