Und es begab sich zu der Zeit der kürzer werdenden Tage am Ende des 10. Mondes auf der Abheinkel-Tour 2021, dass der Treibling von Günters Roller unter vermindertem Antriebswillen litt und der Auspuff sehr unhimmlische Geräusche von sich gab; der heimatliche Stall konnte am dunklen Abend damit aber noch erreicht werden.
Nach Abnehmen des Zylinderkopfdeckels hatte Günter dann einen im Stösselkanal steckenden Blechring sowie ein seltsames Bild auf der Auslass-Seite entdeckt.
Am Telefon teilte Günter mir das Außenmaß dieses Ringes mit und es war recht schnell klar, dass hier etwas passiert war, mit dem ich schon länger rechnete. Es hatte den oberen Ventilfederteller des Auslassventils zerlegt.
Das Innenteil mitsamt beider Klemmhälften saß noch am Platz und hielt somit die kleine Ventilfeder in Schach und das Ventil an Ort und Stelle. Wie gut!
Das äußere Teil, die Druckfläche für die große Ventilfeder, war abgerissen und dank des großen Durchmessers im Stösselkanal steckengeblieben.
Günter und ich zerlegten den oberen Teil des Motors, demontierten also Zylinderkopf, Zylinder sowie den Kolben. Alles andere sah recht ordentlich aus, auch beide Ventile und ihre Sitze.
Innerhalb von so einigen Motorüberholungen hatte ich bereits sehr früh stark verschlissene untere wie obere Ventilfederteller festgestellt. Sie wurden dann gegen bessere gebrauchte ausgetauscht. Als Neuteile waren sie bisher nicht bestellbar.
Der oben angesprochene Verschleiß, also ein Abtrag des Materials, geschieht durch springende Federn; meiner Meinung nach auftretend bei gewissen Drehzahlen, wohl auch verstärkt oder angeregt durch ein nicht stimmiges Stichmaß der Ventilschäfte.
Gut möglich ist es auch, dass die alten Federn selber starke Ermüdungserscheinungen, also weniger Federkraft, aufweisen. Außer Acht lassen sollte man sicherlich ebenfalls nicht die Rückwirkungen von defekten oder nicht stimmigen Nockenwellen. Ich tendiere dazu, an ein Zusammenspiel einiger oder aller der o.g. möglichen Gründe zu glauben.
Aus obigen Erkenntnissen heraus hatte ich bereits eine Kleinserie der unteren Federteller fertigen lassen. Die Fertigung der oberen Federteller hatte ich wegen der etwas komplexeren Geometrie und damit höheren Stückkosten vorerst zurückgestellt. Die originalen Federteller wurden seinerzeit als Fließpressteil produziert. Die neuen Federteller sind Drehteile, sie werden nun aus einem Stahl mit höherer Zugfestigkeit und Zähigkeit hergestellt.
Endlich nahm ich meine Handvoll lagernden, gebrauchten und glasgeperlten oberen Federteller sprichwörtlich unter die Lupe und musste mit einigem Erschrecken feststellen, dass etwa 20% dieser Teile bereits einen sichtbaren, meist erst beginnenden, Materialbruch zeigte. Und zwar genau dort, wo Günters Teil sich entzweit hatte. Sich nur erst anbahnende Materialbrüche, bzw. starke Gefügeveränderungen, lassen sich mit dem Auge leider nicht entdecken.
Hier ein Stück dieser ‚lauernden Gefahr‘ aus meinem Sammelsurium.
Ich gehe davon aus, dass letztendlich eine Materialermüdung durch die äußerst dynamische Belastung, verbunden mit einem Materialabtrag durch springende Federn, zum Versagen der Federteller führt.
Bildtitel: „Abgearbeitet“…
…und der Abrieb / die Stahlpartikel wandert/wandern ganz gemütlich in das Getriebe, in die Rillenkugellager, das Pleuellager, in die Gleitlager, ‚polieren‘ die Nockenwelle und die Schlepphebel usw usw, gaaanz lecker!
Wir sollten sie, die gelaufenen originalen Federteller, allesamt in den wirklich sehr verdienten Ruhestand schicken oder auch als Tannenbaumschmuck verwenden….
Angenommen Günters Fahrtzeit mit dem Schaden betrug etwa 4 Stunden, dann kann überschlägig von etwa 600.000 Ventilhüben in dieser Zeit ausgegangen werden. Während dieser Zeit wird der abgerissene und schon sehr dünne Außenring und das verbliebene Innenteil derartig malträtiert, dass sie aussehen, wie ganz oben gezeigt.
Durch die kleine Federkraft der verbliebenen Ventilfeder schließt das Ventil zu langsam / zu spät, der dünne Ring konnte sich in Richtung Stösselkanal wegschleichen, das Auspuffgeräusch wurde lauter, die Motorleistung reduziert. Dazu noch hat die große Feder endlich freie Fahrt und tobt unter dem Kipphebel herum. Das zeigen die Markierungen recht nett.
Zwischenzeitlich ist eine Kleinserie ‚Obere Federteller‘ eingetroffen und zwei davon, neben neuen unteren Tellern, werden als Erstlingswerk in Günters Motor ihre Aufgabe finden.
Nach diesen Erfahrungen rate ich dringend, bei Motorüberholungen alle vier Ventilfederteller gegen neue aus dem besseren Material zu tauschen. Warum nicht auch gleich neue Federn von der GmbH mitbestellen?
So dringlich empfinde ich die Beseitigung dieser Schwachstelle, dass ich sehr wahrscheinlich eine Vorrichtung bauen werde, um an nicht-demontierten Zylinderköpfen diese Federteller austauschen zu können.
Eine Bedingung zu dem Austausch auf diesem Wege ist dann eine 10 Bar Druckluftquelle, um die Ventile während der Arbeit kraftvoll geschlossen zu halten.
Der Eingriff zum Austausch bzw. Neueinbau der Federteller sollte dann gerne zur Kontrolle und ggfs. Korrektur des Ventilschaft-Stichmaßes genutzt werden.
Die entsprechenden Maße finden sich im Werkstatthandbuch.
Hat jemand Lust und Zeit, die Anzahl der Ventilspiele eines He-Motors mit z. B. 70.000 km auf dem Buckel überschlägig zu berechnen?
Denken wir doch bitte auch an das Alter dieser Teile.
Viele sind bereits über 60 Jahre alt und haben wer-weiß-wieviele Kilometer hinter sich.
Sie sind einfach nur müde. Seid gnädig!
Klaus (HCD-3072)
