Zahnriemenwechsel

Langversion - Zahnriemenwechsel

Der Zahnriemen ist ein zentrales Bauteil am Motor, welches gleichzeitig ein Verschleißteil mit einem entsprechenden Wartungsaufwand darstellt. Zusätzlich werden verschiedene Spann- und Umlenkrollen verwendet. Warum beim Zahnriemenwechsel alle Komponenten des Steuerriemensatzes erneuert werden sollten sowie alle anderen wichtigen Informationen zu diesem Bauteil haben wir nachfolgend für Sie zusammengefasst.

Bei Lott Autoteile können Sie zudem den passenden Zahnriemen bzw. Zahnriemensatz in hochwertiger Ausführung von namhaften Herstellern zu unseren gewohnt attraktiven Konditionen bestellen.

Verbrennungsmotoren moderner Fahrzeuge fast ausschließlich Viertakter

Unabhängig, ob ein Diesel oder Benzinmotor, arbeiten Verbrennungsmotoren in sogenannten Takten. Unterschieden werden der Zweitaktmotor und der Viertaktmotor. Der Zweitakter besitzt nur noch für Motorräder und verschiedene Maschinen wie Rasenmäher, Motorsäge usw. eine untergeordnete Rolle. Abgesehen von Oldtimern werden bei Automobilen heute ausschließlich Viertaktmotoren verwendet.

Der Aufbau des Motors

Herzstück ist die Zylinderlaufbüchse mit dem Kolben. Der Kolben ist über das Pleuel mit der Kurbelwelle verbunden. Die Kurbelwelle überträgt die Kraft in Drehbewegung auf die Getriebehauptwelle. Oberhalb der Zylinderlaufbüchsen ist der Zylinderkopf aufgesetzt. In diesem befinden sich zu jedem Zylinder mindestens ein Auslassventil und ein Einlassventil mit Nockenwelle, der sogenannten Ventilsteuerung. Moderne Motoren können über mehrere Einlass- und Auslassventile je Zylinder verfügen.

Der Arbeitszyklus eines Verbrennungsmotors

Die Kurbelwelle ist für den Kolbenhub verantwortlich. Diese besteht aus hintereinander über die Kurbelwellenkröpfung angeordnete Kurbeln, also Wellen, die in einem bestimmten Radius um den eigentlichen Mittelpunkt der Kurbelwelle kreisen. So wird das daran befestigte Pleuel nach oben geschoben bzw. nach unten gezogen. Am anderen Ende der Pleuelstange befindet sich der Kolben, der in der Zylinderlaufbüchse des Motors durch diesen Hub auf und ab geschoben wird. Dabei vollzieht der Kolben während eines vollständigen Arbeitszyklus vier Takte:

1. Ansaugen
2. Verdichten mit dem anschließenden Zünden
3. Arbeiten
4. Ausstoßen

Erster Takt

Der Kolben wird von der Kurbelwelle nach unten gezogen. Das Einlassventil oberhalb des Zylinders im Zylinderkopf ist geöffnet. Der zur Verbrennung benötigte Sauerstoff (beim Einspritzmotor) bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch (beim Vergasermotor) wird durch den entstehenden Unterdruck eingesaugt.

Zweiter Takt

Beim Erreichen des unteren Totpunkts (UT) dreht die Kurbel wieder nach oben. Nun wird das Gemisch verdichtet. Dazu sind alle Ventile im Zylinderkopf geschlossen. Angelangt am oberen Totpunkt zündet das Gemisch. Beim Diesel wird der Kraftstoff mit hohem Druck eingespritzt, beim Benziner zündet die Zündkerze. Je nach Vorgaben des Steuergeräts muss die Zündung nicht exakt beim Erreichen des oberen Totpunkts (OT) erfolgen.

Dritter Takt

Das Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet sich nun und explodiert förmlich. Dadurch wird der Kolben mit sehr viel Energie nach unten gedrückt. Noch immer sind beide Ventile geschlossen.

Vierter Takt

Die so in Drehbewegung umgewandelte Verbrennungsenergie ist so massiv, dass die Kurbelwelle über den unteren Torpunkt hinaus weitergedreht wird, sodass der Kolben wieder nach oben geschoben wird. Bei Motoren mit mehr Zylindern wird die Kurbelwelle durch die abwechselnd in jedem Zylinder erfolgende Verbrennung in permanente Drehung versetzt.

In jedem Fall wird der Kolben daher nach dem Erreichen von UT wieder nach oben geschoben. Nun öffnet das Auslassventil, das Einlassventil ist geschlossen. Jetzt können die Verbrennungsrückstände in Form von Abgasen entweichen. Auffällig dabei ist, dass die Motorumdrehung aufgrund dieser Takte nicht absolut gleichmäßig erfolgt, weshalb beispielsweise ein Massenschwungrad benötigt wird.

Der Zylinderkopf

Wie Sie sicherlich erkannt haben, müssen die Einlass- und Auslassventile entsprechend des jeweiligen Takts öffnen und schließen. Dazu befindet sich im Zylinderkopf eine Welle, die Nockenwelle. Die darauf befindlichen Nocken sind so angeordnet, dass sie die Ventile nach unten drücken und öffnen oder wieder entlasten und damit schließen.

Es gibt verschiedene Aufbauformen mit einem Übertragungsgestänge mit oben (über dem Ventil) liegender einfacher oder doppelter Nockenwelle (OHC für Over Head Calmshaft oder SOHC für Single Ober Head Calmshaft bzw. DOHC für Double Over Head Calmshaft). Es gibt auch noch andere Bauformen wie SV (Side Valves mit Ventilen seitlich des Verbrennungsraums) oder CVH bei Ford (Compound Valve Hemi). Liegen die Nockenwellen seitlich im Zylinderkopf, wird die Ventilsteuerung als CIH (Calmshaft in Head) bezeichnet. Am häufigsten zum Einsatz kommen jeden SOHC bzw. DOHC.

Der Antrieb für die Ventilsteuerung

Nun müssen natürlich auch die Nockenwellen angetrieben werden. Die Ventilöffnungs- und Ventilschließzeiten müssen damit exakt mit dem Kolbenhub korrelieren, also völlig synchron zur Kurbelwelle laufen. Wie bereits erwähnt, läuft die Kurbelwelle aber nicht absolut gleichmäßig. Folglich ist es mehr als naheliegend, dass die Kurbelwelle die Nockenwelle antreibt, denn sämtliche etwaige Drehzahlschwankungen werden so synchron auf de Nockenwelle übertragen. Jedoch benötigt die Nockenwelle doppelte Drehgeschwindigkeit beim Viertaktmotor. Daher ist das Antriebsverhältnis 2:1.

Die Ventilsteuerung wird also von der Kurbelwelle angetrieben. Dazu muss die Drehbewegung aber von der unten im Motor (im Kurbelgehäuse) befindlichen Kurbelwelle zur Nockenwelle auf dem Zylinderkopf, also ganz oben am Motor, übertragen werden. Dazu gibt es wieder unterschiedliche technische Möglichkeiten:

• die Steuerkette
• den Zahnriemen
• die Königswelle

Die Königswelle kommt bei Automobilen aufgrund ihrer hohen Kosten nur bei Rennsportmotoren zum Einsatz. Daher können wir sie hier vernachlässigen. Bei herkömmlichen Fahrzeugen werden entweder Steuerriemen oder Steuerketten verwendet. Die Steuerkette besteht aus einer Metalllegierung, die über den Ölkreislauf geschmiert werden muss. Daher ist die Konstruktion technisch aufwendig. Dafür sind Steuerketten extrem langlebig.

Außerdem können sie auch eingesetzt werden, wo sehr hohe Kräfte wirken. Aufgrund dieser Besonderheiten sind Steuerketten vornehmlich bei schweren Dieselmotoren und bei großen Benzin- und Dieselaggregaten beispielsweise von Oberklassenlimousinen zu finden. Lange Zeit war es ein Merkmal von Mercedes-Benz, ausschließlich steuerkettengetriebene Motoren zu entwickeln. Selbstverständlich können Sie bei Lott Autoteile auch wichtige Bauteile zur Steuerkette, wie Steuerketten und Kettenglieder, Gleitschienen und Steuerkettenspanner, hochwertig und preiswert erwerben. Moderne Herstellungstechniken haben aber auch den Zahnriemen langlebiger werden lassen.

Die Vorteile des Zahnriemens

Der Zahnriemen besteht aus einer speziell verstärkten Gummimischung. Der leichte Gummiabrieb, der hier erfolgt, wird zur Schmierung zwischen Zahnriemen und Zahnriemenrädern (Stirnrad Nockenwelle, Stirnrad Kurbelwelle) sowie den Umlenk- und Spannrollen benötigt. Damit ist der Steuerriemen frei von einer Ölschmierung. Das gestattet eine deutlich weniger aufwendige technische Konstruktion des Zahnriementriebs gegenüber dem Steuerkettentrieb.

Technische Konstruktionen, Besonderheiten und zusätzlich angetriebene Aggregate

Der Zahnriemen treibt nicht immer ausschließlich die Nockenwellen an. Auch die Wasserpumpe, Ölpumpe und Dieseleinspritzpumpe können über einen Steuerriemen angetrieben werden. Bei einigen Motoren (beispielsweise bei Volkswagen Dieselmotoren) können zwei Zahnriemen eingesetzt werden: ein großer Steuerriemen für die Ventilsteuerung und ein kleinerer Zahnriemen für die Einspritzpumpe.

Außerdem werden Motoren nach ihrer Einbauweise als längs oder quer liegende Motoren unterschieden. Beim längs, also in Fahrtrichtung, eingebauten Motor werden alle zusätzlichen Aggregate wie Klimakompressor, Lichtmaschine, Servopumpe über einen Keilriemen oder Keilrippenriemen angetrieben. Hier kann auch die Wasserpumpe über einen Keilriemen oder Keilrippenriemen angetrieben werden.

Konstruktionsbedingt muss sich die Wasserpumpe jedoch an der Motorstirnseite befinden. Bei einem quer verbauten Motor ist der Platz an der Stirnseite äußerst gering. Daher wird die Wasserpumpe bei einem quer eingebauten Motor in der Regel über den Zahnriemen mit angetrieben. Dieses Detail ist ausgesprochen wichtig, denn sowohl der Zahnriemen als auch die Wasserpumpe sind beides Verschleißteile.

Aufbau des Steuerriemenantriebs

Den meisten Autobesitzern ist durchaus klar, dass der Zahnriemen eine begrenzte Lebensdauer besitzt. Allerdings besteht der Zahnriementrieb aus mehr Teilen als nur dem Steuerriemen:

• Zahnriemen
• Umlenkrolle (eine oder mehrere Umlenkrollen)
• Spannrolle (zum Spannen des Riemens)

Was sollte beim Zahnriemenwechsel getauscht werden?

Sie können Zahnriemen oder Umlenk- sowie Spannrollen auch einzeln kaufen. Es stellt sich also schnell die Frage, ob hier nicht viel Geld gespart werden könnte, indem nur der Zahnriemen gewechselt wird. Dazu ist festzuhalten, dass diese Rollen gelagert sind. Jedes Nadel-, Walzen- oder Kugellager ist aber ebenfalls einem gewissen Verschleiß ausgesetzt. Das heißt, die Lebensdauer ist ebenso begrenzt. Damit stellt sich fast zwangsläufig die Frage, weshalb dann der Zahnriemen einzeln angeboten wird und nicht ausschließlich als Steuerriemensatz. Diese Frage lässt sich einfach beantworten. Es gibt Situationen, in denen der Wechsel aller Komponenten noch nicht erforderlich ist.

Ein Beispiel beim Motor, an dem auch die Wasserpumpe über den Zahnriemen angetrieben wird. Weder empfiehlt jede Werkstatt bei dieser Bauweise, die Wasserpumpe mit zu tauschen, noch wird es zwingend von vielen Herstellern vorgeschrieben. Das bedeutet aber nicht, dass die Wasserpumpe nicht kaputtgehen kann. Gerade nach einem Wechsel des Zahnriemens ist die Spannung des Riemens plötzlich wieder stärker. Nicht selten neigt die Wasserpumpe dann nach wenigen tausend Kilometern ebenfalls zu einem signifikanten Defekt. Dann muss der Zahnriemen wieder demontiert und die Wasserpumpe gewechselt werden.

Beim Zahnriemen gilt, dass ein bereits eingebauter und gespannter Riemen, der wieder gelaufen ist, nicht mehr verwendet werden soll. Das Risiko, dass dieser Steuerriemen beim erneuten Einbau überdehnt wird und reißt, ist sehr hoch. Die Lager der Umlenk- und Spannrollen sind jedoch nicht diesem enormen Verschleiß ausgesetzt, weshalb sie jetzt noch nicht zwingend ersetzt werden müssen. Wir empfehlen, bei einer Laufleistung bis 5.000 km nach dem Zahnriemenwechsel, dass Spann- und Umlenkrollen nicht ersetzt werden müssen. Jedoch, darauf sei in jedem Fall hingewiesen, besteht immer ein gewisses Restrisiko, dass eines der Lager in den Rollen kaputtgeht.

Unsere Empfehlung: kompletten Zahnriemensatz und gegebenenfalls Wasserpumpe erneuern

Daher lautet unsere Empfehlung zum Zahnriemenwechsel stets: den gesamten Zahnriemensatz erneuern, bei einem Motor mit Wasserpumpe, der über den Steuerriemen angetrieben wird, die WaPu ebenfalls erneuern. Zwar erscheinen die Kosten für Umlenkrollen, Spannrolle, Zahnriemen, Wasserpumpe und Kühlerfrostschutzmittel sehr hoch. Doch ist es allemal erheblich billiger als einen neuen Motor einbauen zu müssen.

Warum überhaupt Zahnriemenwechsel austauschen lassen?

Vielleicht mag sich der eine oder andere Autofahrer überlegen, warum man nicht warten kann mit dem Austausch des Steuerriemens, bis dieser reißt oder zumindest ungewöhnliche Geräusche zu hören sind. Der Motor würde ja im Prinzip einfach nur nicht mehr laufen. Für einige Motoren stimmt das tatsächlich (sogenannte Freiläufer). Aber für den Großteil der Motoren eben nicht. Denn bei den meisten Motoren teilen sich Kolben und Ventile den Raum im Verbrennungsraum. Das heißt, die Eintauchtiefe eines Ventils liegt tiefer als der obere Totpunkt des Kolbens.

Reißt nun der Zahnriemen oder eine Rolle bricht, bleiben die Ventile abrupt in der Position stehen, in welcher der Riemen gerissen ist. Der Motor, der sich mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute dreht, dreht aber noch weiter. Dann schlägt ein Kolben mit voller Wucht gegen ein offenes Ventil. Das Ventil kann es dabei verbiegen, die Ventilführung zerstören, der Kolben kann brechen, der Schaden kann sich auf Pleuel und Kurbelwelle (insbesondere die Lager) übertragen. Kurzum: ein gerissener Steuerriemen kann zu einem kapitalen Motorschaden führen, dessen Instandsetzung wirtschaftlich nicht mehr lohnt oder eben sehr kostspielig ist.

Weniger heftige Folgen eines Defekts rund um den Steuerriemen

Betrachten Sie einen Zahnriemen seitlich, sehen sie die scharfe Ausarbeitung der rechteckig geformten Zähne. Diese passen exakt in die Zähne von Kurbelwellen- und Nockenwellenstirnrad bzw. von Wasserpumpe oder Einspritzpumpe. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Schmierung durch Eigenschmierung. Der Abrieb des Riemens wird zum Schmieren verwendet.

Damit verliert jeder Zahn mit der Zeit zunehmend an Profilierung - der Zahn wird langsam runder. Außerdem passt er eventuell nicht mehr exakt in den Gegenzahn des Stirnrads. Das kann dazu führen, dass der Zahnriemen überspringt. Springt der Steuerriemen nur um einen Zahn, stimmt meist nur die Ventilsteuerung nicht mehr. Der Motor läuft stark ruckelnd mit starkem Qualm, falls er noch läuft. Springt der Zahnriemen weiter, kann ein Ventil wieder auf einen Kolben aufschlagen.

Selbst, wenn der Zahnriemen nicht überspringt, aber nun der Zahnriemenzahn zu klein ist, stimmen die Steuerzeiten nicht mehr exakt. Dasselbe passiert auch durch die zunehmende Überdehnung eines Zahnriemen. Durch die hohe Belastung wird der Zahnriemen gedehnt, aber er zieht sich nicht mehr auf seine Ursprungslänge zusammen.

Auch hier erfolgt nur eine wirklich geringe Änderung der Steuerzeiten. Ein Laie erkennt die Folgen oftmals gar nicht. Das kann einen höheren Kraftstoffverbrauch, schlechtere Abgaswerte, ein Leistungsdefizit oder einen etwas unruhig laufenden Motor bedeuten. Bei Dieselmotoren, bei denen der Zahnriemen oder die Steuerkette einen besonders langen Wartungsstau hat, ist dieser oftmals dadurch zu erkennen, dass die Abgase völlig schwarz sind.

Zahnriemenwechsel selber durchführen oder Fachwerkstatt beauftragen?

Lassen Sie den Zahnriemensatz einschließlich Wasserpumpe von einer entsprechend zertifizierten Werkstatt durchführen, sind etwaige Gewährleistungsansprüche besser umzusetzen. Wechseln Sie den Zahnriemen selber und hat ein dann auftretender Zahnriemenschaden einen erheblichen Motordefekt zur Folge, werden Sie keine Garantieansprüche erheben können. Sie müssen aber nicht zwingend eine Vertragswerkstatt aufsuchen. Stattdessen kann auch eine freie Werkstatt beauftragt werden.

Achten Sie nur darauf, dass diese Werkstatt entsprechend zertifiziert ist (Meisterbrief) und Sie eine ordentliche Rechnung erhalten. Natürlich können Sie einen Zahnriemen auch selber tauschen. Das erfordert aber erhebliches Fachwissen und viel Spezialwerkzeug. Bedenken Sie: nicht einmal in einer Fachwerkstatt darf jeder Mechaniker (insbesondere bei den Auszubildenden) einen Zahnriemenwechsel durchführen. Dort ist man sich immer der Tragweite eines Schadens bewusst. Daher dient die nachfolgende allgemeine Beschreibung zum Zahnriementausch nur der Veranschaulichung und stellt keine Anleitung zum Zahnriemenwechsel dar!

Der Motor muss auf OT eingestellt werden, nachdem die Zahnriemenabdeckung entfernt wurde. Dann wird die Nockenwelle (oder die Nockenwellen) mit speziellen Stiften gesichert (diese werden durch Nockenwellenrad und Zylinderkopf in spezielle Bohrungen gesteckt oder geschraubt). Die Spannrolle wird entspannt, der Riemen abgenommen. Nun werden die Umlenk- und Spannrollen gänzlich demontiert. Die Stirnräder, insbesondere von der Nockenwelle, werden auf Spiel überprüft. Außerdem, falls vorhanden, wird die Nockwellenverstellung überprüft.

Die neuen Umlenkrollen werden laut Werkstatthandbuch in den vorgesehenen Arbeitsschritten und mit dem passenden Drehmoment angezogen. Dann wird der Zahnriemen in Laufrichtung aufgesetzt, es erfolgt das Spannen der Spannrolle (verschiedene Messwerkzeuge, je nach Hersteller unterschiedlich). Übrigens muss beim Zahnriemenwechsel auch der Keilriemen- oder Rippenriementrieb abgenommen werden. Auch hier sollten Keilriemen oder Keilrippenriemen mit Spanner und Schwingungsdämpfer sowie Freilauf am Generator überprüft werden bei dieser Gelegenheit. Sämtliche genannten Ersatzteile können Sie hochwertig und preisgünstig bei Autoteile Lott erwerben.

Das Wechselintervall für den Steuerriemen

Das Zahnriemenwechselintervall wird vom Autohersteller vorgegeben. Entweder ist es eine bestimmte Kilometerleistung (bei älteren Fahrzeugen oft zwischen 40.000 und 60.000 km, bei neueren Fahrzeugen meist zwischen 80.000 und 120.000 km) oder ein bestimmter Zeitraum (meist um die fünf Jahre) für den Zahnriemenwechsel ist einzuhalten - je nachdem, was zuerst erreicht wird. Zusätzlich empfehlen wir Ihnen aber dringend, zu jedem Fahrzeug und zu jedem Motor einschlägige Foren aufzusuchen. Immer wieder kommt es auch rund um den Zahnriementrieb zu Fehlentwicklungen bei der Motorenkonstruktion. In diesen Foren liest man dann schnell von der auffälligen Häufung gerissener Zahnriemen.

Wechsel vom Zahnriemen bei neu gekauftem Fahrzeug

Kaufen Sie ein Automobil gebraucht, empfehlen wir ebenfalls, umgehend einen Zahnriemenwechsel durchzuführen. Häufig geben Verkäufer zwar an, dass diese oftmals kostspielige Arbeit erst durchgeführt wurde, doch ein erst eingesetzter Zahnriemen sieht bereits nach wenigen Kilometern aus wie ein alter Steuerriemen. Bei vorliegenden Rechnungen müssen Sie abwägen, ob diese vertrauenswürdig sind. Im Zweifelsfall ersparen Sie sich einen kapitalen Motorschaden, wenn Sie den Zahnriemensatz generell nach dem Neukauf eines Gebrauchtwagens erneuern.

Was kostet der Zahnriemenwechsel?

Diese Kosten sind nur schwer festzulegen. Es gibt einfache Motoren, bei denen der Wechsel einschließlich benötigter Ersatzteile zwischen maximal 100 und 200 Euro liegt. Bei einem Supersportwagen werden schnell Bereiche im 5-stelligen Bereich erreicht. Selbst bei herkömmlichen Pkws kann der Preis deutlich über 1.000 Euro steigen. Allerdings gibt es hier ebenfalls deutliche Unterschiede, in welcher Werkstatt Sie den Wechsel durchführen lassen und woher Sie den Zahnriemen beziehen.

Hochwertiger und günstiger Zahnriemen bzw. Steuerriemensatz bei Lott Autoteile

Der Zahnriemen einschließlich seiner Anbauteile wie Spann- und Umlenkrollen sowie eventuell der Wasserpumpe werden maximal beansprucht, außerdem muss der Zahnriemen präzise laufen, damit die Ventilsteuerzeiten exakt sind. Unter diesen Umständen gewährleistet nur ein hochwertiger Zahnriemen oder Zahnriemensatz diese präzise und sichere Langlebigkeit. Im Ersatzteilshop von Autoteile Lott finden Sie daher ausschließlich hochwertige Zahnriemen, Zahnriemensätze, Umlenkrollen, Spannrollen, Wasserpumpen und andere Verschleißteile von namhaften Herstellern.

Sind Sie besonders preisbewusst, wollen aber dennoch nicht auf höchste Qualität verzichten, empfehlen wir Ihnen unsere Lott Hausmarke. Unter der Lott Hausmarke können Sie hochwertige Ersatzteile zu besonders attraktiven Preisen bestellen. Benötigen Sie weitere oder andere Verschleiß- und Ersatzteile, können Sie über die verschiedenen Kategorien (Hauptbaugruppen und Untergruppen) sowie die umfassende Suchfunktion auch mittels der Fahrzeugdaten wie Schlüsselnummern die entsprechende Ersatzteilkategorie aufrufen.