Druckvorschau: Yesterday, when WE were young - Seite 1 - Milwaukee V-Twin

Yesterday, when we were young ... haben wir zu vorgerückter Stunde beim Open Air an der Loreley in ausgelassener Stimmung mit unseren Shovels auch gern mal einen Burnout gemacht. Bei unserem Kumpel M. (Name wird diskret verschwiegen) stand der arme Early Shovel plötzlich mit einem metallische Schlag still und erbrach Öl aus seinem Bauch.

Unser Kumpel M. Hat noch mehrere andere Shovels und Evos, und so verschwand der arme Early Shovel für viele Jahre ganz hinten in einer Scheune, damit er nicht dauernd an das unglückliche Ereignis erinnert. Vielleicht war auch ein wenig Verdrängung im Spiel. Nach vielen, wirklich vielen Jahren hat Kumpel M. sich dazu durchgerungen, sich mit dem ganzen Unglück zu konfrontieren und den Early Shovel zu erlösen, und er landete auf unserem OP-Tisch. Nachdem wir alles abgeschraubt hatten (die damaligen selbsternannten Harleyschrauber [der Name sei auch diskret verschwiegen, weil er noch im Geschäft ist] quälten auch gern mal metrische Schrauben in zöllige Gewinde, das rückwärtige Primärgehäuse wurde nur noch von den Getriebeschrauben gehalten und lag am Motor nur lose an, der Wellendichtring auf dem primärseitigen Kurbelwellenstumpf fehlte gleich ganz, von 4 Halteschrauben war grundsätzlich eine Inbus, die anderen Sechskant, die Schwingenlagerung hat ein seitliches Spiel von 1mm, was mit Verschleiß alleine nicht erklärbar ist usw.), explantierten wir voller Spannung, was wir vorfinden würden, das Herz:

Wenn nun schon mal einer einen Überlasttest mit einem Early Shovel auf sich nimmt, wollten wir natürlich vor allem wissen, welches denn nun das schwächste Glied im Early Shovel ist, will heißen, was am ersten nachgibt. Und es war erstaunlicherweise

Das hintere Pleuel, also das Gabelpleuel
geschockt

Das war für uns insofern überraschend, als das Pleuel mit seinen beiden breit auseinanderstehenden Füssen sich doch eigentlich besonders stabil auf dem Hubzapfen abstützen sollte, jedenfalls deutlich mehr als das vordere. Aber nein, es war bei Höchstdrehzahl elastisch seitlich unter der Wucht des auf dem langhubigen Weg besonders schnellen und damit besonders stark zum UT abzubremsenden Kolben mehr ausgefedert als das vordere Pleuel, welches nur halb angerissen ist. Wie man auf dem letzten Foto schön sehen kann, hat dann offenbar das Kolbenhemd in Fahrtrichtung rechts die Kurbelwange gestreift und wurde dabei zersplittert. Die Hubscheibe hat entsprechende Gravuren (Kratzer wäre untertrieben). Die Splitter fanden wir sogar im Drehschieberventil der Kurbelgehäuseentlüftung. Die zusätzliche abrupte Krafteinwirkung beim aufsetzen des Kolbenhemdes von Hubscheibe über Kolbenhemd auf das Gabelpleuel hat dann offenbar zu dessen Abriss geführt. Die nun lose auf dem Hubzapfen schlenkernde Pleuelhälfte hat dann das Kurbelgehäuse hinten durchschlagen, was zu dem Ölauswurf an der Loreley führte.

Interessant dabei ist: der hintere Kolben klemmte trotz der extremen Kolbengeschwindigkeiten nur ganz leicht und konnte mit Gummihammer und Holzbrettchen leicht aus dem Zylinder geklopft werden. Der vordere klemmte gar nicht. Das ist insofern ein Mirakel, als Kolben der 60er Jahre maximal 15 m/sec dauerhaft vertragen und Panheads und Shovels bei 6000/min ihre Kolben schon mit 20 m/sec durch die Zylinder jagen. Kolben des 21.Jahrhunderts verkraften gerade mal 22m/sec, deswegen sind aktuelle Harleys vollgasfest, die ultrakurzhubige BMW S1000RR erreicht diese Kolbengeschwindigkeit bei ungefähr 12000/min! Der Vordere Kolben hatte an gleicher Stelle wie der hintere Kolben nur eine kleine Macke im Kolbenhemd. Der ganze Ventiltrieb einschließlich Ventilen war ebenfalls im üblichen Verschleisszustand, also nicht zerstört!

Wir hätten jedenfalls nicht gedacht, dass ausgerechnet das hintere Gabelpleuel die schwächste Stelle des Early Shovel ist!

Kumpel M besteht leider auf Originalersatzteilen, wo nicht repariert werden kann. Deswegen versuchen wir es jetzt erstmal bei einem Aluschweisser in Mitteldeutschland. Wenn wir die Teile wiederhaben, stelle ich Fotos ein. Die Zylinder sind schon ziemlich aufgebohrt, ob man da noch ein weiteres Übermaß reinkriegt, wird sich zeigen. Leider haben die Zylinder des Early Shovel eine andere Kühlrippengestaltung als die von Panhead oder Late Shovel und sind damit als Verschleißteile noch viel seltener als Early Shovel - Kurbelgehäuse. Technisch könnte man auch die Zylinder von Vorgänger oder Nachfolger nehmen, aber dazu müssen wir erst mit Kumpel M reden, wenn sich das nochmalige Aufbohren als nicht mehr machbar erweist.

Das ist der gegenwärtige Stand. Morgen demontieren wir den Motor komplett und senden das Kurbelgehäuse ein. Vielleicht schaffen wir noch das Getriebe aus dem Rahmen, das wird dann nächsten Samstag zerlegt. Ich stelle dann gern wieder Bilder ein. Dann werden wir entscheiden, was außer dem Rahmen und den Schutzblechen noch zu retten ist. Dann beginnt die Zeit des Wartens, bis reparierte, originale oder neue Teile eintrudeln. Wie gesagt, wenn Kurbelgehäuse und Zylinder nicht zu retten sind, müssen wir Originalangebote recherchieren und Kumpel M mit den Preisen konfrontieren.

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When your chopper is broken you fix it. When you are broken your chopper fixes you.

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Wir werden nicht grau, wir werden chrome....

Wo gehstn hin? Motorrad fahren. Warst du doch gestern erst. Ja, bin aber nicht fertig geworden..... fröhlich

Zitat von niterider
Die Zylinder sind schon ziemlich aufgebohrt, ob man da noch ein weiteres Übermaß reinkriegt, wird sich zeigen. Leider haben die Zylinder des Early Shovel eine andere Kühlrippengestaltung als die von Panhead oder Late Shovel und sind damit als Verschleißteile noch viel seltener als Early Shovel - Kurbelgehäuse. Technisch könnte man auch die Zylinder von Vorgänger oder Nachfolger nehmen, aber dazu müssen wir erst mit Kumpel M reden, wenn sich das nochmalige Aufbohren als nicht mehr machbar erweist.

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Drosseln sind Vögel, wer sie in Motorräder Verbaut ist ein Tierquäler.

@Harry,

Damit hat mein Schrauberkumpel schlechte Erfahrungen gemacht: Die einzusetzende Buchse hätte zu geringe Wandstärken, um eine halbwegs akzeptable Wärmeverteilung von oben nach unten und von hinten nach vorne zu gewährleisten. Deshalb haben die Graugussbuchsen in den LeichtmetallZylindern von Evo und TC deutlich dickere Wandstärken. Unserem Eindruck nach werden wir bei der im Bild noch zu sehenden Restwandstärke nicht umhinkommen, Kumpel M. von Austauschzylindern zu überzeugen.

Und weiter gehts mit der Motordemontage:

Als erstes kommt die Ölpumpe ab:

Foto 1: Dazu muss an dem linken der beiden Pumpenräder ein winziger fummliger Sicherungsring von der Pumpenwelle abgequält werden, bei unseren Dioptrien gar nicht so einfach!

Das rechte Pumpenrad wird vom linken angetrieben und rotiert auf einer Achse, die am Pumpengehäuse fest ist. Das Pumpengehäuse wird abgezogen und ...

Foto 2: (nachträgliche Ergänzung vom 3.1.2016) .... auf der Rückseite ist nochmal eine identische Pumpe. Hier sieht man (wegen Schärferem Foto) schön, wie so eine Zahnradpumpe funktioniert:

Die Zahnräder nehmen in den Lücken zwischen den Zähnen das Öl mit und pressen es im Bereich des Zahneingriffes aus der Lücke raus. So wird der Öldruck erzeugt. Die Förderleistung wird von Breite und Durchmesser der Zähne bestimmt, der erzeugbare Druck von der Passgenauigkeit der Bauteile und damit ihrer Dichtwirkung, will heißen von der Menge Öl, die von der Hochdruckseite zwischen Zahnspitzen und Gehäusewänden und Zahnradseiten und Gehäusedeckeln auf die Niederdruckseite zurückspritzen kann.

Fotos 3+4: : (nachträgliche Ergänzung vom 3.1.2016) Da Harleymotoren im Triebstrang (Pleuellager, Kurbelwellenhauptlager) wie bei Zweitaktern nur Wälzlager haben, brauchen diese Lager auch nur eine Ölspülung wie bei Zweitaktern und keinen Öldruck wie ihn Gleitlager brauchen. Daher brauchte Harley seit dem erstmaligen Einsatz einer mechanischen Frischölpumpe in den 20ern nie eine besonders präzise gefertigte Pumpe, die dadurch hohe Drücke erzeugen kann, dass nur wenig Lecköl von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zurückspritzen kann. Billiger ist das aber nicht, weil eine komplett wälzgelagerte und daher zwangsläufig aus mehreren Teilen gebaute Kurbelwelle viel teurer als eine aus einem Rohling gesenkgeschmiedete Gleitlagerkurbelwelle ist.Die Wälzlagerung erzeugt aber nur einen Bruchteil der Reibung einer Gleitlagerung. Das ist der erste Grund, warum eine Harley so wenig Sprit verbraucht. Man hat diesen Weg wohl einfach wählen müssen, weil man in den USA noch nie zu einer solch präzisen Fertigung von Bauteilen fähig war wie in Europa, was schon durch das schlichte Fehlen einer Passungsnorm deutlich wird. So musste man die nicht erreichbare Präzision und damit Dichtwirkung und damit den nicht erreichbaren hohen Öldruck der Ölpumpe durch eine kostenintensive, komplexe Bauweise in Gestalt der wälzgelagerten Kurbelwelle kompensieren die mit fast ohne Öldruck auskommt.

Genial:

1. Ein System (Pumpe, Gehäusedichtungen, Leitungen , Leitungsmuffen) mit wenig Öldruck ist viel betriebssicherer als eines, was diese Systemteile ständig hohem Druck aussetzt (Druckumlaufschmierung). Außerdem frisst ein Gleitlager sofort, wenn der Öldruck wegen Systemundichtigkeiten einen Grenzwert unterschreitet. Mit den ölgespülten Wälzlagern einer Harley kann man notfalls fast ohne Öldruck noch nach Hause fahren, ganz einfach, weil die Rollreibung eines Wälzlagers so gering ist, dass es z.B. im Tretkurbellager eines Fahrrades nur mit Fettfüllung ganz ohne Öldruck funktioniert ! Außerdem hält das Restöl in den Lagern noch eine ganze Weile vor! Nicht zuletzt hat ein Harley-Motor eine Tauchschmierung (Foto 5) wegen Unterdimensionierung der Absaugpumpe (Erklärung s.u.), wodurch das Pleuellager bei jeder Umdrehung in das im Kurbelgehäuse stehende Öl eintaucht. Über die Nebenwirkungen reden wir ganz unten.

2. Die an sich schon aufwendige Kurbelwelle hat auch noch eine lehrbuchgerechte Fest - (Foto 3) - Los - (Foto 4) - Lagerung. Das heißt, wenn die Kurbelwelle sich unter der Wucht der bei jeder Umdrehung beschleunigten und abgebremsten Kolben unvermeidlich durchbiegt, wird sie von den Kegelrollen des Festlagers am Gehäuse festgehalten und kann mit dem Zapfen des Loslagers präzise fixiert nur mit einem Hauptlagerzapfen hin und herrutschen. Billige Gleitlagerkurbelwellen wie in BMWs 2-Ventilern ab 69 haben nur eine Stützlagerung mit Stützscheiben über jedem Hauptlagerzapfen, zwischen denen die ganze Kurbelwelle bei jeder Durchbiegung undefiniert hin- und herschlackert. Wenn sie sich bei sehr großer Hitze zu sehr ausdehnt, fängt sie an, zwischen den Stützlagern zu klemmen. Hier liegt das Geheimnis der Robustheit der WLA- und BMW-Boxermotoren des WKII, die beide voll wälzgelagert waren (BMW bis 68, Harley bis heute) .

Foto 4: ganz rechts auf dem Hauptlagerzapfen sieht man die aufwendige, aber absolut betriebssichere Spiralverzahnung für die Ölpumpenwelle, die seit TC wegrationalisiert wurde.

Fotos 1+2: Warum aber hat eine Harley 2 Ölpumpen?: Bei einer Trockensumpfschmierung werden nun mal 2 Pumpen gebraucht, eine Förderpumpe in den Motor und eine Absaugpumpe aus dem Motor in den Öltank. Auffällig ist, dass hier die 4 Pumpenräder noch gleich groß sind, während bei z.b. einer aktuellen Sporty, die Absaugräder viel dicker sind, also viel mehr Förderleistung haben als die der Förderpumpe in den Motor. Man will offensichtlich das Ölpanschen im Kurbelhaus mit allen Mitteln vermeiden.

Foto 5 (aus dem empfehlenswerten Reprint des Buches von Kurt Mair "Das Kraftrad, Technik - Pflege - Reparaturen" von 1937 abfotografiert ): Beim Early Shovel hat man hingegen noch eine gleich große Förderleistung beider Pumpen, was zwangsläufig zu der zuvor beschrieben archaischen Tauchschmierung der 20er Jahre führt, die auch nur bei den niedrigen Drehzahlen der 20 er funktioniert. Ab 5000 / min wird das Öl wie Schlagsahne schaumig gerührt ("Ölpanschen") und schmiert nicht mehr.

Die Ölpumpenwelle geht leider nicht raus, weil Ihr Antriebsrad (von der Spiralverzahnung des Hauptlagerzapfens in Bild 4 des vorherigen Posts angetrieben) hinter dem auf dem rechten Kurbelwellenstumpf befestigten Antriebsrad von Kurbelwelle auf Nockenwelle sitzt. Das Nockenwellenrad treibt wiederum das "Breather Valve", also den Drehschieber der "Kurbelgehäuseentlüftung " an, die hier aber nur die Funktion hat, das Öl aus dem Ölsumpf unter der Kurbelwelle auf das Niveau des Ansaugstutzens der Offensichtlich ja viel höher als der Sumpf sitzenden Ölpumpe zu hieven. Ein typischer Wahnwitz von Harleykonstruktion also, aber zum Philosophieren kommen wir erst, wenn wir mit der Arbeit fertig sind:

Daher muss als erstes die Wellenmutter ab, die das Nockenwellenantriebsrad sichert:

Wir haben dafür einen Schlagschrauber, eine in meinen Augen geniale Erfindung, weil man nicht mal Gegenhalten muss, dass besorgt die träge Masse des jeweiligen Werkstücks von selbst: