Scooter Variomatik und Kupplung

Ein besonderes Charakteristikum des Motorrollers ist sein Endantrieb über die Variomatik, auch Wandler genannt, eine genial einfache, aus wenigen Bauteilen bestehende stufenlose Übersetzung, welche die Motorkraft ans Hinterrad überträgt. Sie ist ideal geeignet für kleinere Motoren und ersetzt hier gewichts- und kostensparend das bei den meisten Motorrädern vorhandene Schaltgetriebe und den Kardan- oder Kettenantrieb. Erstmalig im Rollerbau verwendet wurde die Variomatik vom deutschen Hersteller DKW Ende der 1950er Jahre im „DKW Hobby“, einem Scooter mit 75 ccm Zweitaktmotor, der das Fahrzeug auf immerhin ca. 60 km/h Endgeschwindigkeit beschleunigte.

Wenn es um die Wartung, aber auch um das Tuning eines Rollers geht, wird die Variomatik schnell zum Thema. Denn zum einen unterliegen die Komponenten einem gewissen Verschleiß, zum anderen kann eine ungünstig abgestimmte Variomatik dazu führen, dass die Kraft des Motors nicht voll zur Verfügung steht. 

Um die Funktionsweise der Variomatik zu verstehen, vergegenwärtigen wir uns zunächst einmal die Übersetzung eines Fahrrads mit mehreren Zahnrädern (z. B. ein Mountainbike), wie die meisten von uns es aus eigener Anschauung kennen: Hier verwenden wir zum Anfahren vorn ein kleines und hinten ein großes Kettenrad, während wir bei steigender Geschwindigkeit und nachlassendem Fahrwiderstand (z. B. bergab) die Kette vorn auf ein größeres und hinten auf ein kleineres Kettenrad umlegen.

Ähnlich funktioniert die Variomatik, nur arbeitet sie mit einem Keilriemen anstelle einer Kette, ist stufenlos und wird durch eine Fliehkraftverstellung drehzahlabhängig automatisch gesteuert („variiert“).

Der Keilriemen läuft nämlich vor und zurück im Spalt zwischen zwei V-förmigen Kegelscheiben, die einen auf ihrer Kurbelwelle variablen Abstand haben. Die vordere innere Scheibe bildet gleichzeitig das Gehäuse für die Variorollen-Fliehkraftgewichte, die auf exakt berechneten gekrümmten Bahnen laufen. 

Eine Andruckfeder drückt die Kegelscheiben hinten gegeneinander. Beim Anfahren läuft der Keilriemen vorn dicht an der Welle und hinten am äußeren Rand der Kegelräder. Gibt man nun Gas, kommt die Variomatik auf Drehzahl – dies hat zur Folge, dass die Variorollen auf ihren Bahnen nach außen wandern. Durch ihre Fliehkraft drücken sie die bewegliche Scheibe auf der Welle auseinander, der Spalt zwischen den Scheiben wird kleiner, der Keilriemen muss zwangsläufig auf einen höheren Radius ausweichen d. h. er wandert nach außen.

Da der Keilriemen nur leicht elastisch ist, drückt er auf der anderen Seite die Feder auseinander und wandert nach innen. In der Endstellung haben sich die Anfangsbedingungen umgekehrt. Statt Untersetzung steht nun eine Übersetzung zur Verfügung. Natürlich benötigt der Variomatik-Roller auch einen Leerlauf. Eine automatische Fliehkraft-Kupplung übernimmt die Aufgabe, bei geringer Drehzahl die Motorleistung vom Hinterrad zu trennen und die Verbindung wiederherzustellen, sobald Gas gegeben und eine bestimmte Drehzahl überschritten wird. Dazu ist auf dem Antrieb des Hinterrades eine Glocke befestigt, und am hinteren Teil der Variomatik drehen sich in dieser Glocke federbelastete Fliehgewichte, die mit Reibbelägen versehen sind. 

Um an die Variomatik zu gelangen, muss zunächst der Variomatikdeckel abgebaut werden. Du reinigst diesen dazu äußerlich und prüfst dabei auch gleich, welche Bauteile demontiert werden müssen, damit er frei zugänglich wird. Eventuell ist unten am Deckel die hintere Bremsleitung fixiert oder der Kickstarter sitzt davor. Wie bei unserem Beispiel ist bei manchen Modellen das Ansaugrohr der Gebläsekühlung oder der Luftfilterkasten abzunehmen.

Verkleidungen, die die Demontage des Variomatikdeckels verhindern, müssen natürlich auch abgenommen werden.

In manchen Fällen ist die hintere Antriebswelle im Deckel gelagert und mit einer Mutter fixiert, die zunächst zu lösen ist. Dann befindet sich ein separat abnehmbarer kleinerer Deckel auf dem größeren Variomatikdeckel, der entfernt werden muss. Zum Lösen besagter Mutter wird die Variomatik mit einem speziallem Blockierwerkzeug blockiert.

Wenn du sicher bist, dass der Variomatikdeckel ringsherum durch keine sonstigen Bauteile mehr blockiert wird, löst du schrittweise die Halteschrauben im Kreuzgang von außen nach innen. Merke dir die Position der einzelnen Schrauben, wenn diese eine unterschiedliche Länge haben (notieren) und verliere keine Unterlegscheiben. 

Nun sollte der Deckel sich abnehmen lassen – lässt er sich noch nicht lösen, prüfe sorgsam, wo er festgehalten wird, eventuell hast du eine Schraube vergessen – wende daher keine Gewalt an. Erst wenn man ganz sicher ist, dass alle Schrauben gelöst wurden, darf der Gummihammer eingesetzt werden, um einen sehr fest in seiner Passung sitzenden Variomatikdeckel abzulösen. 

Hast du ihn schließlich abgenommen, ist darauf zu achten, dass ggf. vorhandene Passhülsen in Position bleiben und nicht verloren gehen können. 

Ragt die hintere Antriebswelle in den Deckel hinein, ist meist eine lose Buchse vorhanden, die nicht verloren gehen darf. Reinige den Deckel von innen gründlich von Staub und Schmutz. Befindet sich Öl im Variomatikgehäuse, ist eine Motor- oder Antriebsdichtung undicht und muss dann unbedingt ersetzt werden. Nun hast du die Variomatik vor dir.

Um einen neuen Keilriemen oder neue Variorollen zu montieren, wird zunächst die Haltemutter der vorderen Kegelscheiben am Kurbelwellenzapfen gelöst. Dazu muss die Variomatik mit einem speziellem Blockierwerkzeug blockiert werden. 

Ist die vordere Kegelscheibe verzahnt, kann im Handel ein/e zum Fahrzeug passende/s Arretierklinke/Blockierwerkzeug erworben werden, sind an der Front Bohrungen oder solide Rippen vorhanden, lässt sich hier ein Halter ansetzen. 

Geschickte Bastler können sich eine Arretierklinke oder einen Halter auch selbst aus Flachstahl anfertigen. Wird an den Kühlrippen blockiert, muss mit Gefühl gearbeitet werden, um einen Bruch der Rippen zu vermeiden.

Nach dem Lösen und Entfernen der Mutter kann die vordere Kegelscheibe abgenommen werden. Sitzt hinter der Mutter ein Kickstartantriebsrad auf der Welle, merke dir dessen Einbaulage. 

Nun wird der Keilriemen zugänglich. Er darf keine Risse, Brüche, Ausfransungen oder abgebrochene Zähne aufweisen, darf nicht verölt sein und muss eine gewisse Mindestbreite haben (Verschleißgrenze beim Vertragshändler erfragen). Eine große Menge von Gummiabrieb im Gehäuse kann darauf hinweisen, dass der Riemen nicht korrekt in der Variomatik gelaufen ist (Ursache ergründen!) oder dass das Wartungsintervall deutlich überschritten wurde. Vorzeitiger Keilriemenverschleiß kann z. B. auf falsch montierte oder abgenutzte Kegelscheiben zurückzuführen sein. 

Sind die Kegelscheiben riefig, müssen sie getauscht werden (s. o.). Sind sie durch Hitze blau angelaufen, haben sie sich verzogen oder wurden falsch montiert. Soll der Keilriemen noch nicht gewechselt werden, wischt man ihn mit Bremsenreiniger sauber und markiert seine Laufrichtung vor dem Weiterarbeiten.    

Zur Kontrolle oder zum Wechseln der Variorollen zieht man die vordere innere Kegelscheibe in Einheit mit dem Variogehäuse von der Welle. 

Das Gehäuse kann an der Scheibe fixiert oder lose sein – damit nicht alle Komponenten auseinanderfallen und die Variogewichte in ihrer Lage bleiben, muss die gesamte Einheit fest und sicher zusammen gegriffen werden.

Zerlege nun das Gehäuse der Variorollen – merke dir genau die Einbaulage der einzelnen Teile. Reinige diese mit Bremsenreiniger. 

Prüfe die Variorollen auf Verschleiß – sind sie eingelaufen, abgeflacht/eckig abgenutzt oder ungleich im Durchmesser, müssen sie im Satz ausgetauscht werden.

Beim Zusammenbau des Variogehäuses werden die Variorollen und Laufbahnen je nach Rollermodell entweder leicht mit Fett gefettet oder trocken montiert (Vertragshändler fragen). 

Ist im Variogehäuse ein O-Ring verbaut, tauscht man diesen aus. Beim Aufsetzen der Einheit auf die Welle ist darauf zu achten, dass die Variorollen im Gehäuse in ihrer Position bleiben, andernfalls muss das Variogehäuse noch einmal abgenommen werden, um die Rollen neu einzusetzen.

Drücke die hinteren Kegelscheiben auseinander, damit der Riemen dort tief zwischen die Scheiben rutschen kann, so hat er vorn mehr Platz. 

Installiere nun die vordere äußere Kegelscheibe der Variomatik mit allen zugehörigen Bauteilen – Welle etwas mit Fett schmieren, bevor die Buchse aufgesetzt wird. Achte auf einen gleichmäßigen Verlauf des Keilriemens zwischen den Scheiben, verklemme diesen nicht. 

Prüfe noch einmal, ob sich alle Bauteile in ihrer ursprünglichen Lage befinden, bevor du die Mutter aufsetzt und benetze diese mit etwas Schraubensicherung. 

Nimm nun wieder das Arretierwerkzeug zu Hilfe und ziehe die Mutter nach Herstellerangabe mit einem Drehmomentschlüssel mit dem vorgeschriebenen Anzugsmoment fest. Lasse das Haltewerkzeug ggf. wieder von einem Helfer in Position halten! Prüfe noch einmal, ob die Kegelscheiben der Variomatik bezogen auf die Dichtfläche des Gehäuses gerade laufen, wenn du die Variomatik drehst. 

„Eiern“ sie, überprüfe noch einmal den Zusammenbau! Sorge dafür, dass der Keilriemen straff läuft, indem du ihn hinten etwas aus der Vertiefung zwischen den Kegelscheiben befreist.

Man entfernt die Kupplungsglocke von der Welle, sodass deren innere Lauffläche und die Beläge der Fliehgewichte geprüft werden können. Die Verschleißgrenzwerte erfragst du bitte beim Vertragshändler, Beläge mit einer Stärke von weniger als 2 mm oder ungleichmäßig verschlissene Beläge müssen unbedingt gewechselt werden.

Zum Tauschen der Kupplungsbeläge und der Federn ist es besser, die gesamte hintere Kegelscheibeneinheit mit der Kupplung von der Welle zu ziehen, denn sie muss aufgeschraubt werden und dies wird durch eine Feder im Inneren erschwert. Dazu ist der Keilriemen zunächst abzunehmen. Zum Lösen der Zentralmutter auf der Welle muss die Kupplungsglocke festgehalten werden. Dazu nutzt man entweder ein Werkzeug, welches in die Öffnungen der Glocke eingreift, oder man hält die Glocke von außen mit einem Bandschlüssel fest. Auch hier ist ein Helfer von Vorteil, der das Haltewerkzeug sicher in Position hält, während du die Mutter löst. 

Ist die Mutter außenliegend, wird sie gelöst, bevor der Variomatikdeckel abgenommen wird – dann hätten wir diesen Arbeitsgang bereits erledigt wie es bei unserem Beispiel der Fall war. Nach dem Abschrauben der Mutter lässt sich die Kupplungsglocke abheben und wie bereits erwähnt von innen auf Verschleiß (Einlaufspuren) prüfen. Sind die Kupplungsbeläge abgenutzt oder die Federn der Fliehgewichte ausgeleiert, muss die Kegelscheibeneinheit inkl. Kupplung wie bereits beschrieben von der Welle genommen werden. Sie wird von einer großen Zentralmutter zusammengehalten. 

Um diese vorzulösen, halten wir die Kupplung z. B. mit einem Metall-Bandschlüssel fest und benutzen einen passenden Spezialschlüssel – eine Wasserpumpenzange ist hierfür kein geeignetes Werkzeug! 

Auch beim späteren Zusammenbau hilft eine solche Spindel, die Feder zu „bändigen“, damit die Mutter leicht aufgesetzt werden kann. 

Wenn du die Kupplung von den Kegelscheiben gelöst hast, kannst du die Federn und Beläge austauschen. Verwende neue Seegeringe, wenn du die Beläge wechselst, und achte auf deren festen Sitz. 

Pflege der Kupplungslager

Im Innern der Laufbuchse der Kegelscheibeneinheit befinden sich in der Regel Nadellager – achte peinlichst darauf, dass kein Schmutz in die Lager gelangt und prüfe das Lager auf leichten Lauf. Reinige es ggf. durch Aussprühen mit PROCYCLE Bremsenreiniger und schmiere es neu mit Fett. Prüfe auch die Abdichtung des Lagers – wenn z. B. Fett aus dem Lager austritt und auf den Keilriemen gelangt, kann dieser durchrutschen.

Einbau der Kupplung

Der Zusammenbau der Kupplung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Zum Anziehen der äußeren Zentralmutter verwende einen Drehmomentschlüssel 3/8 Zoll, 19 – 110 Nm und erfrage die Anzugsmomente bei deinem Vertragshändler. Überzeuge dich noch einmal vom korrekten Zusammenbau aller Bauteile, bevor du das Variogehäuse wieder schließt und alle äußeren Bauteile wieder in ihrer ursprünglichen Position anbringst.