Der Pneu bringt die Kraft auf die Straße, aber wie kommt die Antriebskraft vom Getriebe ans Hinterrad? Beim Motorrad gibt es drei gängige Antriebskonzepte für den Kraftschluss zwischen Getriebe und Rad: die Motorrad Kette, den Riementrieb und die Kardanwelle.
Die Grundlagen des Motorradantriebs
Die meisten Motorräder stellen die Verbindung zwischen Getriebe und dem Hinterrad mit einem Kettentrieb her. Dabei sitzt auf der Getriebe-Ausgangswelle ein kleineres Zahnrad, ein sogenanntes “Ritzel” und am Hinterrad ist ein größeres Zahnrad (Kettenrad/ -blatt). Beide werden durch eine Kette verbunden. Diese Motorrad Kette ist zumeist endlos ausgeführt.
Das bedeutet, die Glieder sind gleichermaßen miteinander verbunden, sodass zum Kettenwechsel diese Verbindung entweder mechanisch aufgetrennt oder die Hinterradschwinge ausgebaut werden muss. Bei Maschinen bis 50 PS können offene Ketten mit einem Clip-Kettenschloss verwendet werden - hierbei ist darauf zu achten, dass das Kettenschloss entgegen der Drehrichtung verklemmt ist.
Werden offene Ketten bei stärkeren Maschinen verwendet, sind die Kettenschlösser nicht mit einem Clip ausgeführt, sondern werden mit Spezialwerkzeug vernietet. Das erspart den Ausbau der Schwinge. Sofern es nicht um eine Kastenschwinge, sondern um eine Ober- oder Unterzugschwinge handelt, muss eine offene Kette verwendet werden.
Ritzel und Kettenrad ergeben ein Übersetzungsverhältnis von Getriebe- zu Raddrehzahl. Durch die Verwendung eines kleineren Ritzels mit meist zwischen 14 und 18 Zähnen am Getriebeausgang und eines größeren Kettenrads mit 35 bis 50 Zähnen am Hinterrad ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis.
Dieses bestimmt, natürlich neben einigen anderen Faktoren, die Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit des Motorrads. Verkleinert man das Ritzel, wird die Beschleunigung besser, dafür aber die Endgeschwindigkeit geringer. Vergrößert man das Ritzel, verhält es sich umgekehrt. Am Hinterrad ist es ebenfalls anders herum. Wird das Kettenblatt kleiner, wird das Bike schneller.
Wird das Kettenblatt größer, wird die Beschleunigung besser. An dieser Stelle ein wichtiger Hinweis: Die Änderung des Übersetzungsverhältnis ist eintragungspflichtig. Die Kettenlänge richtet sich zum einen nach der Länge der Schwinge wie auch nach der verbauten Kombination aus Ritzel und Kettenblatt.
Bei gleicher Kettenlänge können vorne maximal ein Zahn und hinten drei Zähne variiert werden. Die Ketten selbst unterscheiden sich in Breite und Gliederlänge. Sie sind durch eine dreistellige Zahl gekennzeichnet und reichen von 415 (klein) bis 632 (groß). Gängige Kettengrößen sind 520, 530 und 535. Außerdem unterscheiden sie sich in der Form ihrer Abdichtung.
Die Standard-Ketten kommen ohne Dichtring zwischen Außen- und Innenlasche aus. Staub, Schmutz und Wasser können ungehindert ins Ketteninnere eindringen, jedoch bietet sie bei korrekter Pflege einen leichteren Lauf - es geht weniger Energie zum Hinterrad verloren. Daher sind Ketten von Rennmaschinen immer ohne Dichtringe gefertigt. Sowohl eine O-Ring- wie auch eine X-Ring-Kette sind über die genannten Dichtringe gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung abgedichtet.
Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei einer O-Ring-Kette um eine Dichtung mit einem herkömmlichen Ring. Er dichtet solide zwischen Außen- und Innenlasche ab, sodass es sehr lange dauert, bis die Dauer-Fettfüllung ihren Dienst quittiert und die Motorrad Kette verschleißt. Das Ende der Fahnenstange markiert schon seit einigen Jahren die X-Ring-Kette.
Ihr Dichtring ist lamellenförmig geformt und dichtet an 4 Kontaktstellen ab. Er erreicht somit einen noch besseren Schutz vor Verschmutzung und Austreten der Fettfüllung aus dem Innern der Kette. Antriebsketten - gehen wir jetzt von gängigen O- und X-Ring-Ketten aus - sind in regelmäßigen Abständen zu schmieren. Es folgen Empfehlungen aus 20 Jahren Motorrad-Praxis, die sich im Alltag bewährt haben. Gängige Form der Schmierung ist weißes Kettenspray. Weiß deshalb, damit man weiß, wo schon geschmiert ist.
Auch ist eine Motorrad Kette primär an der Innenseite zu schmieren, also dort, wo sie zur Schwinge hin zeigt. Als gutes Intervall haben sich 500 km trockene Fahrzeit bewährt. Alternativ kann man ein dauerhaftes, automatisches Schmiersystem installieren, wie einen Scottoiler. Nach einem richtigen Regenguss ist bei nächster Gelegenheit nachzuschmieren. Potenziell schmiert man zu viel, daher sollte die Antriebskette in regelmäßigen Abständen gereinigt werden - eine schöne Arbeit für die Winterpause.
Beim Schmieren muss unbedingt darauf geachtet werden, dass weder Hinterreifen, noch Auspuff, noch Bremsanlage große Fans von Kettenfett sind. Bei einer neuen Kette hat man die Chance, mit “Dry Lube” Kettensprays zu arbeiten. Sie haben eine deutlich reduzierte Abschleuderneigung und verdrecken auch deutlich weniger - besonder praktisch, wenn bunte Ketten gefahren werden. Es gibt mehrere Indizien, dass ein Kettensatz verschlissen ist.
Gegen Ende eines Kettenlebens muss die Kette häufig nachgespannt werden. Ist die Motorrad Kette im Normalfall nur alle paar Tausend Kilometer nachzuspannen, verkürzt sich das Intervall zum Ende hin auf wenige Hundert Kilometer. Optisch lässt sich fortschreitender Verschleiß am besten an den Zahnrädern sehen. Die anfangs eher stumpfen Zähne werden über die Kilometer spitz und dünn gerieben, aufgrund des kleineren Umfangs zunächst am Ritzel, später auch am Kettenrad gut sichtbar.
Der Zahnriemenantrieb: Eine saubere Alternative
Eine andere mögliche Antriebsart ist der Zahnriementrieb. Vielleicht eher bekannt aus der Ventilsteuerung von KFZ- oder Ducati-Motoren, findet er auch bei einigen Motorradmodellen serienmäßig seinen Platz am Antrieb. Der Zahnriemen benötigt im Gegensatz zum Kettentrieb keine Pflege. Er arbeitet schmierfrei und entsprechend sauber. In den 1990er- und 2000er-Jahren gab es unter den Tourenfahrern durchaus den Trend, sein Motorrad mit Kettenantrieb auf Zahnriemen umbauen zu lassen.
Für sein langes (Über-)Leben sind allerdings ein paar Voraussetzungen zu erfüllen. Zunächst reagiert ein Riemen deutlicher auf Verspannungen - oder anders herum: Der Riemen muss korrekt gespannt sein. Dafür gibt er in der Regel nicht nach und muss auch nicht nachgespannt werden. Weitergehend darf der Riemen nicht beschädigt werden.
Sollte sich der unwahrscheinliche Fall ereignen, dass sich ein Steinchen zwischen Riemenscheibe und Riemen verirrt, ist meist schon Ende. Eine Kette würde den Stein tendenziell eher zermalmen. Ein Zahnriemen baut breiter als eine Motorrad Kette und ist in Längsrichtung kaum flexibel. Das erschwert den Radwechsel.
In Sachen Kraftübertragung ist der Zahnriemen etwas direkter als eine Kette. Summiert sich das Mikro-Spiel zwischen den Kettengliedern bei einer Kette zu einer gewissen Flexibilität auf, behält der Riemen starr seine Länge bei. Das merkt ein sensibler Pilot besonders bei Gang- und Lastwechsel, hier ist im Gegensatz zu einer Kette (deren Kettenblatt ja zumeist auch in Gummi gelagert ist) etwas mehr Gefühl von Nöten.
Der Kardanantrieb: Wartungsarm und langlebig
Wer an die Zulassungskönigin BMW R1300GS denkt, denkt man zwangsläufig an Kardan-Antrieb - doch auch bei japanischen Cruisern erfreute sich der Wellenantrieb in den 1990ern und 2000ern hoher Beliebtheit. Zwischen Getriebe und Hinterrad läuft nun also eine rotierende Welle, welche die Kraft des Motors ans Hinterrad überträgt. Ähnlich wie beim Riemen erfordert ein Kardan im Alltag keine Pflege und Justage - auch das Hinterrad bleibt immer sauber.
Aufgrund seiner starren Lagerung ist der Winkel, in dem die Hinterradschwinge (Hinterradschwinge und Kardanantrieb sind bei BMW ein Teil) arbeiten kann, allerdings begrenzt - daher wird es technisch gesehen nie eine Hardenduro mit Kardan geben können.
BMW und der Riemenantrieb: Innovation und Patente
BMW-Patent für Zahnriemen mit Dämpfung :Als Patent angemeldet haben die Bayerischen Motoren Werke einen neuartigen "Riementrieb zum Antreiben eines Kraftrads". Kommt demnächst der "Riemen 2.0" für BMW Motorräder? MOTORRAD zeigt die Details und Hintergründe.Im Januar 2022 meldeten die Bayerischen Motoren Werke (BMW) dieses Patent beim Deutschen Patent- und Markenamt an, das es im Juli 2023 veröffentlichte.
Amtliche Bezeichnung: "Riementrieb zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftrads".Zahnriemen mit federbelasteter Spannrolle: So könnten BMW Motorräder in Zukunft besonders leise laufen.Riemen als HinterradantriebKonkret geht es dabei um den Endantrieb, also den Hinterradantrieb per Zahnriemen statt per Kette. Prinzipiell ist das nicht neu, doch BMW hat neuartige Details als Patent angemeldet: Spannrollen, die die Spannung des Riemens konstant halten.
Denn wenn Schwingenlager und Getriebeausgangswelle (Abtriebswelle) nicht koaxial sind - und das ist nur sehr selten der Fall -, dann schwankt die Riemenspannung beim Ein- und Ausfedern der Schwinge. Wie groß diese Spannungsschwankungen, also die Schwingungsamplituden sind, hängt einerseits vom Abstand zwischen Schwingenlager und Getriebeausgangswelle ab, andererseits vom vorhandenen Federweg.
Ketten sind diesbezüglich flexibler, beziehungsweise toleranter als die vergleichsweise steifen, meist carbonverstärkten Riemen. Deshalb kamen oder kommen Riemen bisher fast nie bei Enduros zum Einsatz. Sowieso sind Riemen kaum offroad-kompatibel, denn durch Schmutz oder gar eingeklemmte Steinchen oder andere Fremdkörper können sie mitsamt den Zahnrädern, auch Riemenscheiben oder Pulleys genannt, beschädigt werden.
Zumindest den Spannungsschwankungen können Spannrollen, wie in der Patentanmeldung von BMW dargestellt, entgegenwirken. Diese Rollen, an der Unterseite und/oder an der Oberseite des Riemen-Endantriebs positioniert, stehen unter Federspannung und gleichen damit die Spannungsschwankungen beim Ein- und Ausfedern aus.
Allerdings geht es darum in der Patentanmeldung von BMW nur nebensächlich. Im Vordergrund stehen die akustischen Schwingungen. Die sollen von den Spannrollen gedämpft werden, und deswegen werden sie hier als Dämpfungselemente bezeichnet. Zitat: "Bei Versuchen mit einem mit Riementrieb ausgestatteten Kraftfahrzeug fielen resonanzhafte Überhöhungen in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen akustisch negativ auf. Diese konnten durch die Versuche dem Riemen als Ursache zugeordnet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Riementrieb können nun solche negativen und unerwünschten akustischen Auffälligkeiten vermieden werden, da das Trum mit Riemen beziehungsweise dessen Schwingungen mittels des Dämpfungselements effektiv und effizient gedämpft werden. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte, insbesondere eine nahezu gleichmäßige Tonalität des Riementriebs realisiert werden."
Historie des Riemenantriebs bei BMW
Erstmals bei einem Motorrad von BMW kam ein Zahnriemen-Endantrieb ab 2001 bei der F 650 CS, auch "Scarver" genannt, zum Einsatz. Neuerdings werden die Elektroroller von BMW, seit 2022 der CE 04 und ab 2024 der CE 02, per Zahnriemen zum Hinterrad angetrieben. Bisher sind die Zahnriemen-Endantriebe bei BMW stets mit einer Aluminium-Einarmschwinge kombiniert worden.
Zukunftsperspektiven für BMW-Modelle mit Zahnriemen
Zwar wird das in der Patent-Anmeldung nicht explizit erwähnt, doch der Fokus auf Akustik und Geräuschdämpfung lässt ahnen, dass es sich bei zukünftigen BMW-Modellen mit Zahnriemen-Endantrieb um weitere Modelle mit elektrischen Antrieben handeln wird. Auf die Elektroroller CE 04 und CE 02 soll angeblich spätestens 2026 das erste Elektromotorrad von BMW folgen.
Vorab zeigte BMW bereits im Sommer 2019 das Concept Vision DC Roadster - allerdings noch mit Kardan zum Hinterrad, wie seit 100 Jahren typisch für BMW. Ob stattdessen der "Riemen 2.0" bei der Serienversion eingebaut wird, bleibt abzuwarten.
Doch für künftige Modelle mit Verbrennungsmotor kommt der besonders leise laufende Riemen ebenfalls infrage - denn damit würde, im immer enger gefassten gesetzlichen Emissionsrahmen, etwas mehr Dezibel-Spielraum für das Triebwerk übrig bleiben.Übrigens gab es diese Kombination bereits, Zahnriemen-Endantrieb mit Spannrolle: Anfang des Jahrtausends bei Buell.
Vorteile des Zahnriemenantriebs
- Wartungsarmut: Zahnriemen müssen im Gegensatz zur Kette nicht geschmiert werden.
- Lange Lebensdauer: Im Vergleich zum Kettenantrieb muss er auch nur alle 40.000 Kilometer gewechselt werden.
- Sauberkeit: Keine Schmiermittel
- Laufruhe und Geräuscharmut: Der Zahnriemenantrieb ist leiser als ein Kettenantrieb.
Nachteile des Zahnriemenantriebs
- Empfindlichkeit: Öle, Fette und extreme Temperaturen machen ihm zu schaffen.
- Platzbedarf: Der eigentliche Nachteil, der bei den Herstellern zum Zögern beim Einsatz von Zahnriemenkonstruktionen führt, liegt in der benötigten Größe des Bauraums.
- Kosten: Leider werden Umrüstsätze für den Zahnriemenantrieb nur für einige sehr verbreitete Modelle angeboten.
Der Riemenantrieb im Detail
Die Bestandteile des Riemenatriebs ähneln jenen der Kette: Anstelle der Kettenräder werden Riemenscheiben eingesetzt, der Riemen selbst ersetzt die Kette als solches. Um die Lebensdauer zu erhöhen, sollte der Riemen in einem möglichst großen Radius laufen - dadurch wird er weniger stark geknickt. Hier zeigt sich auch einer der Nachteile des Antriebes: Die hintere Riemenscheibe fällt deutlich größer aus als ein vergleichbares Kettenrad, worunter vor allem die Optik leidet.
Bei einer Umrüstung solltest Du zudem auch beachten, dass die Getriebeübersetzung auf den Kettenantrieb angepasst ist. Der im Motorradbau verwendete Antriebsriemen wird auch "Synchronriemen" genannt. Die auf der Innenseite befindlichen Zähne bestehen aus Polyurethan oder Neopren und greifen in ein spezielles Zahnrad ein, das am Hinterrad befestigt ist. Die im Vergleich zum klassischen Keilriemen mögliche Verkleinerung des Umschlingungswinkels bietet den Vorteil eines schlupflosen Antriebs und einer damit verbundenen Laufruhe.
Material und Wartung des Zahnriemens
Der Zahnriemen besteht aus Aramidfasern, wobei an der Innenseite ein abriebfestes Gewebe angebracht ist, um den Verschleiß der Zähne so gering wie möglich zu halten. Genau wie beim Kettenantrieb, gibt es spezielle Zahnriemensprays zur Pflege. Nachgespannt wird der Zahnriemen ähnlich wie die Kette. Du solltest die Maschine dabei mit Deinem eigenen Körpergewicht belasten. Der obere Trum muss sich üblicherweise einige Millimeter durchdrücken lassen - dann ist der Riemen richtig gespannt.
Wie viele Millimeter das sind, hängt vom jeweiligen Zahnriemen ab - hier gibt die Betriebsanleitung des Motorrades Auskunft. Sonstige Wartungsarbeiten fallen nicht an. Als Vorteil wurde die höhere Lebensdauer bereits genannt. Problematisch ist in diesem Zusammenhang allerdings, dass - anders als bei der Kette - nicht anhand einer Längung festgestellt werden kann, wann der Austausch stattfinden sollte. Wie beim Zahnriemenwechsel in einem Motor wird deshalb aus Sicherheitsgründen prophylaktisch getauscht - zumeist bei 40.000 km.
Bei dieser Strecke handelt es sich um jene Wechselintervalle, die BMW für seine aktuell eingesetzten Riemenantriebe empfiehlt. Erfahrungen von Fahrern zeigen allerdings, dass der Antrieb auch weitaus länger hält. Nachteilig bei der Zahnriemenkonstruktion ist das höhere Gewicht im Vergleich zu Motorradketten sowie die geringere Temperaturbeständigkeit und eine höhere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Einflüssen, wie zum Beispiel das Verdrehen oder Knicken des Riemens.
Umbau auf Zahnriemenantrieb: Was ist zu beachten?
Leider werden Umrüstsätze für den Zahnriemenantrieb nur für einige sehr verbreitete Modelle angeboten. Vor allem für großvolumige Maschinen wie die Yamaha XJR 1200 und 1300 sowie die große Suzuki Bandit lassen sich für einen Preis von rund 1000 Euro entsprechende Umrüstsätze erstehen. Neben dem Zahnriemen und den Riemenscheiben wird auch ein entsprechender Schutz und Anbausatz mitgeliefert.
Zudem gehört ein TÜV-Teile Gutachten zum Lieferumfang, denn der Zahnriemen muss eingetragen werden. Der Umbau als solches verschlingt selbst für einen erfahrenen Mechaniker etwa 3-4 Arbeitsstunden. Die dafür anfallenden Kosten sollten miteinkalkuliert werden, wenn der Umbau durch eine Fachwerkstatt durchgeführt werden sollte. Der Umbau auf einen Riemenantrieb sollte von einem Fachmann durchgeführt werden. Anders als zunächst angenommen, ist es nicht ausreichend, die Ritzel durch Riemenscheiben zu ersetzen.
Als besonderes Problem erweist sich häufig, dass vor allem am Getriebeausgang nur wenig Platz vorhanden ist. Mit bis zu 37 mm ist der Zahnriemen aber deutlich breiter als eine Kette. Zudem ist es für den Zahnriemen deutlich wichtiger, dass die Spannung stimmt und der Riemen korrekt in der Flucht läuft. Letzteres ist zwar auch bei Ketten anzustreben, geringere Abweichungen wirken sich hier allerdings weniger stark aus.
Bereits erwähnt wurde, dass der Zahnriemen nicht in einem so engen Winkel wie die Kette umgelenkt werden kann, was größere Riemenscheiben erfordert. Aus diesem Grund kann es notwendig werden, Änderungen am Fahrwerk vorzunehmen. Dadurch ist es möglich, die sich häufig im Weg befindliche Schwinge in einem anderen Winkel anzusteuern. Das Preis-/Leistungsverhältnis eines Sekundärantriebs mittels Synchronriemens ist im Vergleich zu allen anderen Varianten mit Abstand am günstigsten.
Fazit
Insgesamt zeigt sich: Welches Antriebskonzept das richtige ist, hängt stark vom Einsatzzweck, den persönlichen Vorlieben und dem Wartungsaufwand ab, den man bereit ist zu investieren.
Die Motorradkette gilt als robuster Allrounder, überzeugt mit einfacher Anpassbarkeit des Übersetzungsverhältnisses und ist besonders bei sportlichen Modellen beliebt. Der Zahnriemen stellt eine wartungsärmere Alternative dar. Der Kardanantrieb schließlich ist die komfortabelste, aber auch schwerste Lösung.
Jede der drei Arten die Kraft zu übertragen, hat ihre Stärken und Schwächen. Wo welcher Antrieb zum Einsatz kommt, ist in erster Linie vom Gesamtkonzept, dem Einsatzgebiet und dem angestrebten Preissegment abhängig, in dem die Maschine mitmischen soll.
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