Merkblätter zur Restaurierung der überschweren Kräder BMW R75 und Zündapp KS 750.

 

Herausgeber:  ERSATZTEIL    DIENST       Hans-Peter HOMMES       Tiefenstraße 10   41748 Viersen

Monatlich über unsere Webseite erhältlich.            www.wehrmachtsgespann.de
 


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Thema

Kolbenringe / Stoßspiel

Autor

Thomas

Date

© 2017 h-p Hommes

 

Unsere Kolben und Kolbenringe sind erprobte Markenartikel die auf die Zündapp KS 750 und BMW R75 abgestimmt sind.

Hier einige Anmerkungen dazu:

 

 

Heute möchte ich mich etwas näher mit den Kolbenringen beschäftigen.
Dieses Thema kann man sehr weit ausführen, ich versuche mich aber auf das wesentliche zu beschränken:

- Welche Kolbenringe verwenden wir?
- Wie ermittelt man das korrekte Stoßspiel?
- Wie wird ein Kolbenring montiert?
- Wie richtet man Kolbenringe richtig aus?

 

Hier sehen wir einen Kolbenringsatz für die Zündapp KS 750.
Links der dreiteilige Ölabstreifring,
Mitte und rechts die beiden Kompressionsringe.

Kolbenringe sollen im Wesentlichen drei Aufgaben erfüllen:
1. Die Abdichtung gegen Verbrennungsgase zwischen Kolben und Zylinderwand
2. Das Abstreifen des Ölfilms auf der Zylinderwand
3. Die Ableitung der Verbrennungshitze


Hier sind die beiden Verdichtungsringe in der Montagereihenfolge im Profil dargestellt. 
Drei dinge fallen sofort auf.
Die Farbe, die Oberflächenbeschaffenheit, sowie die Form.

Wieso das ganze?

Der erste Ring ist am stärksten belastet, daher benötigt er die höchste Materialgüte.
Dieser Ring dichtet primär die Verbrennungsgase gegen die Zylinderwand ab und muss
nicht nur die höchste Temperatur aushalten, sondern ebenso ableiten.
Die Oberfläche ist mattverchromt um eine möglich schnelle Einlaufzeit zu gewährleisten und
so von vorne herein das so genanntes "Blow-By", also das "vorbeipfeifen" von Verbrennungsgasen
zwischen Ring, Kolben und Zylinderwand zu unterbinden.

Der zweite Ring ist ein so genannter "Minutenring". Er ist nach unten um einige Gradminuten
schräg, daher der Name.
Anfangs liegt nur die untere, ausgeformte Kante an. Nach kurzer Zeit bekommt er nahezu die gleiche, ballige Form, wie der erste Kompressionsring.
Diese Form hat in der Einlaufphase eine Doppelfunktion. Nach oben unterstützt der Minutenring den ersten Kompressionsring, nach unten unterstützt er zusätzlich den Ölabstreifring bis dieser final eingelaufen ist und seine Aufgabe alleine übernimmt.

 

Der dritte Ring

Dies ist der dreiteilige Ölabstreifring, den wir bei der KS 750 verwenden.
Dies ist die, neben dem zweiteiligem "Dachfasenschlauchfederring", am häufigsten verwendete Form des Abstreifrings.
Hier sehen wir einen solchen "Dachfasenschlauchfederring".
Wir verwenden diese bei der BMW R75.
Das hat keinen besonderen Vor- oder Nachteil was die Ölabdichtung betrifft.
Beide Bauformen sind sowohl als auch der Standart im modernen Motorenbau.
Ab einer gewissen Größe sind dreiteilige Ölabsteifringe einfach nicht zu bekommen.

 

 

Der erste Schritt vor der Montage der Kolbenringe auf die Kolben ist die Ermittlung des Stoßspiels.
Hierzu wird Kolbenring nach Kolbenring in den fertig geschliffenen Zylinder eingelegt und die Öffnung nachgemessen.
Ein zu knappes Stoßspiel kann gefährlich werden.
Der Kolbenring dehnt sich natürlich bei Hitzeeinwirkung aus.
Ist das Stoßspiel zu klein, drücken die Enden des Kolbenrings gegeneinander und verklemmen sich.
Das anschließende Schadensbild reicht von einer Riefe im Zylinder bis zu buchstäblich Herausgesprengten Teilen des Kolbens, der unter der Spannung des verklemmten Rings nachgibt.
Man kann sich vorstellen: Das macht keinen Spaß..
Wählt man hingegen ein zu großes Stoßspiel, dann begünstigt dies Undichtigkeiten, sprich Kompressions- und Leistungsverlust oder erhöhten Ölverbrauch.

 

Stoßspiel prüfen

Man legt den Kolbenring in den Zylinder ein.
Dazu spannt man ihn vorsichtig mit der Hand und legt ihn in die Bohrung.
Mit dem Kolben drückt man den Kolbenring jetzt in die Lage, die er im Zylinder
hat, also rechtwinklig zur Zylinderwand.

Nun ermittelt man bei jedem Kolbenring mit einer Fühlerlehre die Öffnung des Spalts.

Woher weiß ich denn das korrekte Stoßspiel?!

Wir rechnen dann mal schnell, dazu gibt es eine Formel. Ein paar Dinge brauchen wir dazu:
- Umfang des Kolbenrings im Montierten zustand (Zylinderbohrung)
- die Umgebungstemperatur (wir nehmen 20°C)
- die typische Betriebstemperatur (des Kolbenrings (ca. 200°C))
- den Längenausdehnungskoeffizienten für Gusseisen

Also einmal der Umfang des Rings:

Zylinderbohrung in mm x Pi (3,14) = Kolbenringumfang

Längenausdehnung:

Umfang A Längendehnungszahl B Unterschied zwischen Umgebungs- und Betriebstemperatur = Stoßspiel

In unserem Fall:

75mm x 3,14 = 235,5mm

235,5 x 0,00001 x 180 = 0,423mm theroretisches Stoßspiel

Unsere Kolbenringe liegen mit einem Spiel von 0,5mm im der Bohrung.
So wird es uns das vom Hersteller für Luftgekühlte Motoren wie unsere vorgegeben

Montage:

Es empfiehlt sich immer eine Kolbenringzange zu verwenden.
Zu leicht verkratzt man sonst die Oberfläche des Kolbens.
Übrigens: falls du die Kolbenoberfläche mit dem Kolbenring ankratzt, dann lässt sich so ein kleiner Fehler noch retten.

Aber bitte, bitte, bitte: benutze KEIN SCHLEIFPAPIER!!

Das feine Schleifmittel arbeitet sich in das Aluminium ein, verbleibt dort und scheuert sich anschließend fröhlich an der Zylinderwand ab.

Hierfür gibt es spezielle, geölte Korundschleifsteine.



Zurück zur eigentlichen Montage der Kolbenringe.


Achtung: Schrift nach oben!

Erst kommt der letzte, also der Ölring,
anschließend der Minutenring,
danach der Kompressionsring.

Das macht man mit Geduld und Vorsicht.
Diese Ringe brechen recht einfach.
Die Kolbenringzange öffnet man auch nur so weit wie nötig, nicht so weit wie möglich!

Anschließend montiert man den Kolbens ans Pleuel und schiebt den Zylinder drauf.
Richtig?
Falsch!

Die Kolbenringe müssen noch entsprechend ausgerichtet werden. Bildet man mit allen Stoßöffnungen eine Linie, hat man die Kompressionsundichtigkeit vorprogrammiert. Gase können da ungehindert durch.

Man verdreht die Öffnung also. In der Regel verdreht man die Ringe jeweils um 120°.
Bei dreiteiligen Ölabsteifringen verdreht man die Öffnungen zusätzlich um 3-4cm voneinander weg.

Die Kolbenringe sollen eine Art Labyrinth bilden, das eine maximale Abdichtung möglich wird.

Und beim Einbau der deaxialen Kolben darauf achten, dass diese richtig eingebaut werden.
Schrift rechts lesbar - Aussparung nach vorn
Schrift muss beim linken Kolben auf dem Kopf stehen, Aussparung nach vorn.

Und damit gute Fahrt!

 

 

Unsere Kolben und Kolbenringe sind erprobte Markenartikel die auf die Zündapp KS 750 und BMW R75 abgestimmt sind.

 

 

 

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