Vorteil von Schmiedekolben

[michi89]

Hallo Leute,

da immer über die Kolbenqualität diskutiert wird, würde mich mal interessieren, was die Vorteile von Schmiedekolben gegenüber Gusskolben bei Serienmotoren sind und wo die (angebliche?) längere Nutzungsdauer herkommt.

Schmiedekolben haben ja bedingt durchs Schmieden eine höhere Festigkeit und können somit mit weniger Wandstärke (und somit leichter) hergestellt werden. Das ist zwar bei Tuningmotoren toll, weil auch größere Kolbenfenster realisiert werden können, ohne dass das Ding bricht. Aber in Serienmotoren bringt das ja nur geringe Vorteile, oder?

Was mich viel mehr interessiert, ist die Haltbarkeit im Vergleich zu guten Gusskolben, also sagen wir mal min. MEGU-Qualität. Die Zylinder laufen ja ein, weil der Kolben durch das Laufspiel drin hin und her kippelt (richtig?). Dadurch wird der Kolben mit der Zeit an den Kippelstellen kleiner und die Laufbuchse größer. Da Schmiedekolben härter sind, werden sie nicht so schnell zerdrückt. Die Laufbuchse verschleißt zwar trotzdem, aber dennoch wird durch geringere Kolbenveformung länger ein kleines Laufspiel beibehalten, was sich positiv auf den Verschleiß auswirkt, da der Kolben nicht so kippeln kann (sind meine Überlegungen soweit richtig?).

Ein Bekannter von mir bastelt an Autos rum und hat mir nun allerdings erzählt, dass sich Schmiedekolben unter Wärme mehr ausdehnen (höhere Dichte, mehr Material auf weniger Raum, also mehr Ausdehnung, soweit logisch) als Gusskolben und emzufolge mit größeren Laufspielen eingeschliffen werden müssen/sollten. Weiterhin sollen Motoren mit Schmiedekolben besonders wenn sie kalt sind durch das höhere Laufspiel mehr rasseln, stimmt das?

Wie verhällt es sich denn nun mit der Laufleistung in MZ-Serienmotoren im Vergleich zu Gusskolben? Theoretisch müssten ja Motoren mit Schmiedekolben durch das höhere Laufspiel (ist das überhaupt so?), wenn sie kalt sind, stärker verschleißen. Wenn sie warm sind, werden wohl Guss- und Schmiedekolben das optimale Laufspiel haben.

Wie lange hält den nun ein 250/251/301er Zylinder mit Megu-Kolben bei "normaler" Fahrweise? Die von Werk angegebenen 40tkm oder länger?
Und wie lang hält den nun so ein Motor mit Schmiedekolben?
Und wie lange hält ein EM250/251/301 Motorblock bei normaler Nutzung?

Die Fragen sind erstmal rein theoretischer Natur.

[Ferris]

Ein Schmiedekolben ist thermisch höher belastbar und dehnt sich nicht so weit wie ein Gusskolben.
Schmiedekolben können mit einem kleinerem Einbauspiel verbaut werden.

MfG

[michi89]

Ein Schmiedekolben ist thermisch höher belastbar und dehnt sich nicht so weit wie ein Gusskolben.
Schmiedekolben können mit einem kleinerem Einbauspiel verbaut werden.

MfG

Hast du deinen Mahle-kolben selbst eigebaut? Lief der Motor von anfang an klemmfrei und wenn ja, welches Laufspiel hast du verwendet?

[Ferris]

@ michi 89:Habe den Mahle mittlerweile im 2. Zylinder.Der erste Zylinder war ein Nachbau Zylinder,dort lief er tadellos.
Jetzt habe ich den Mahle in einem originalen 250er aufgebohrt auf 300ccm,momentan 200 km gelaufen.
Zum Einbauspiel kann ich leider keine Angaben machen.Müsste man mal eine Zylinderschleiferei dazu interviewen.

Habe aber jetzt das dumpfe Gefühl das beim dem aufgebohrten Zylinder das Einbauspiel zu gering gewählt wurde da der Kolben am Kolbenhemd jetzt leichte Riefen hat (Riefen gehen von Unterkante bis ca Mitte Kolben).Die Stelle wo die leichten Riefen sind ist genau breit wie der Einlaß.
Kann das von einem zu kleinem Einbauspiel kommen oder frisst der Kolben nach kürzester Zeit?
Habe aber auf den 200 gefahren km keinen Klemmer mitbekommen.
Kann natürlich auch sein das se nur mal einen Dreckpopel mit durch gezogen hat und daher die Riefen stammen!?

Mfg

[trabimotorrad]

Ich habe 1993 meinen Schmiedekolben in meinen Gespannmotor eingebaut. Einbauspiel: 0,02mm. Die ersten 1000Km mit Graphit im Benzin sorgsam eingefahren, war drehzahlfest bis etwa 7500U/min. Nach knapp 70 000Km dann ausgebaut - hat geklappert wie Sau .
Zylinder durchgehohnt und einen weiteren Mahlekolben aus einer größeren Toleranzgruppe eingebaut. Der läuft jetzt auch schon gute 40 000Km, Leistung ist nicht mehr so dolle, aber 110Km/h gehen vereinzelt noch.

[michi89]

Das mit dem Graphit im Tank wäre mir persönlich zu heiß (verstopfte Düsen im Vergaser und dadurch weniger Benzin, wie bei dir). 70tkm ist allerdings schon eine stolze Leistung. Ich nehme mal an, der 1. Kolben hat nur am Ende seiner Lebensdauer geklappert? Brachte der da noch Leistung?

Die 40tkm deines zweiten Kolbens sollte ja auch jeder bessere Gusskolben schaffen (ist zumindest Werksangabe). Das wärde meine Vermutung bestätigen, dass eher der Verschleiß der Laufbuchse als der des Kolbens das Problem ist.

Und wenn wir gerade beim Thema sind: Wie verhällt sich das denn mit beschichteten Kolben? Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das in Serienmotoren eher nichs bzw. nicht viel bringt in Sachen Haltbarkeit, sondern nur ein netter Gag ist. Hat jemand schon Erfahrungen mit beschichteten Kolben? Kexel bietet das ja z. B. auch für MZ-Kolben an.

Was mich auch noch interessieren würde ist, wieso man früher in 0,25er Schritten ausgeschliffen hat und jetzt i. d. R. 0,5er Schritte wählt (zumindest bieten die meisten KOlben nur in 0,5er Stufung an). Das ist ja im Prinzip verschwendung von Fleisch der Laufbuchse. Oder ist die Laufbuchse am Ende der Lebensdauer eines Schliffes soweit ausgeschlagen, dass es einfach nicht reicht, nur 0,25mm wegzunehmen, damit sie wieder rund ist?

[trabimotorrad]

Ich habe mich mißverständlich ausgedrückt , hier etwas verständlicher:
Nach knapp 70 000Km habe ich einen neuen Mahlekolben einer größeren Toleranzgruppe aber mit dem gleichen NENNNMASS = (maximal ein Hundertstel größer) eingebaut. Die Laufbuchse habe ich nur rasch durchgehohnt um die Hohnstruktur auf zu frischen.
Der Laufbuchsenverschleiß wird durch die Kolbenringe erzeugt. Der Kolben berührt nur ganz wenig die Laufbuchse.
Wenn man einen Zylinder bertrachte, der viele Kilometer hinter sich hat, sieht man, das der Verschleiß der Laufbuchse nur in dem Bereich deutlich sichtbar ist, wo die Kolbenringe laufen, darunter sind die Zylinder meist noch recht gut.

Mein "alter" Kolben hat bis zum Schluß gut Leistung gebracht, ich denke, mit neuen Kolbenringen wäre der noch eine ganze Weile gelaufen, aber damals kostete ein Mahlekolben keine 100 D-Mark - also gabs einen neuen

[Wolle69]

Sehr interessanter Thread!

Ich möchte gerne eine Frage hieran anschließen:

Was mich auch noch interessieren würde ist, wieso man früher in 0,25er Schritten ausgeschliffen hat und jetzt i. d. R. 0,5er Schritte wählt (zumindest bieten die meisten KOlben nur in 0,5er Stufung an). Das ist ja im Prinzip verschwendung von Fleisch der Laufbuchse. Oder ist die Laufbuchse am Ende der Lebensdauer eines Schliffes soweit ausgeschlagen, dass es einfach nicht reicht, nur 0,25mm wegzunehmen, damit sie wieder rund ist?

Könnte man nicht den nächstgrößeren Kolben abdrehen (lassen), so dass man eben einen +0,25er Kolben erhält? Zwecks Laufbuchsenlebensdauerverlängerung und so...

[trabimotorrad]

Sehr interessanter Thread!

Ich möchte gerne eine Frage hieran anschließen:

Was mich auch noch interessieren würde ist, wieso man früher in 0,25er Schritten ausgeschliffen hat und jetzt i. d. R. 0,5er Schritte wählt (zumindest bieten die meisten KOlben nur in 0,5er Stufung an). Das ist ja im Prinzip verschwendung von Fleisch der Laufbuchse. Oder ist die Laufbuchse am Ende der Lebensdauer eines Schliffes soweit ausgeschlagen, dass es einfach nicht reicht, nur 0,25mm wegzunehmen, damit sie wieder rund ist?

Könnte man nicht den nächstgrößeren Kolben abdrehen (lassen), so dass man eben einen +0,25er Kolben erhält? Zwecks Laufbuchsenlebensdauerverlängerung und so...

Im Prinzip ja, das könnte man, aber das ist teuer, ein Kolben ist "ballig/oval" bearbeitet. Das ist nur auf speziellen Drehbänken machbar und daher das teuerste an einem Kolben. Ich habe z. B. für die Bearbeitung eines angelieferten Kolben-Rohlings 200€ bezahlt
(Da waren aber Bolzen und Ringe dabei )

[Robert K. G.]

Hallo,

die 0,25er Abstufung gab es nur bei der alten ES. Man erhält aber im Allgemeinen nicht mehr Schleifmaße. 0,25 sind oft zu wenig um alle Laufspuren zu entfernen. Also bringt diese Abstufung nichts. Ich vermute deshalb wurde auf eine 0,5er Abstufung umgestellt. Nur in sehr wenigen Fällen, z. B. nachdem sich ganze Lager aufgelöst haben, sind 0,5 zu wenig aber 1,0 zu viel. Dann kann man quasi auf "0,75" mit den 0,25er Kolben gehen. Man spart sich also in seltenen Fällen ein Schleifmaß und hat doppelt soviele Kolben auf Lager. Logistisch ist das eine Katastrophe.

Eine Klemmneigung konnte ich bei meinem Mahle noch nicht feststellen. In Ermangelung an neuen Kolben hat meiner mittlerweile schon ca. 40000 km runter und muss auch noch eine ganze Weile weiterleben. Der Kolben hat immerhin schon eine Nachbauwelle überlebt und sieht optisch nicht mehr ganz so prall aus. Leistungsmäßig ist er aber noch sehr gut.

Das ist das gute Stück 2009 auf Christofs Seziertisch. Da wurde übrigens die mittlerweile (vorzeitig) gestorbene Nachbauwelle montiert. Davor war noch eine andere Welle verbaut, die hat aber der Mahle nicht ganz allein besiegt.


Gruß
Robert

[michi89]

Ich habe mich mißverständlich ausgedrückt , hier etwas verständlicher:
Nach knapp 70 000Km habe ich einen neuen Mahlekolben einer größeren Toleranzgruppe aber mit dem gleichen NENNNMASS = (maximal ein Hundertstel größer) eingebaut. Die Laufbuchse habe ich nur rasch durchgehohnt um die Hohnstruktur auf zu frischen.
Der Laufbuchsenverschleiß wird durch die Kolbenringe erzeugt. Der Kolben berührt nur ganz wenig die Laufbuchse.
Wenn man einen Zylinder bertrachte, der viele Kilometer hinter sich hat, sieht man, das der Verschleiß der Laufbuchse nur in dem Bereich deutlich sichtbar ist, wo die Kolbenringe laufen, darunter sind die Zylinder meist noch recht gut.

Mein "alter" Kolben hat bis zum Schluß gut Leistung gebracht, ich denke, mit neuen Kolbenringen wäre der noch eine ganze Weile gelaufen, aber damals kostete ein Mahlekolben keine 100 D-Mark - also gabs einen neuen

Ich hab das schon richtig verstanden. Vlt. hab ich mich falsch ausgedrückt . Aber beim Honen nimmst du ja trotzdem Material weg, vllt. angenommen 3/100mm. Wenn jetzt der Kolben 1/100 größer ist, dann hast du trotzdem 2/200 mehr Einbauspiel, also 4/100 in etwa so ganz grob. Und damit neigt sich das Leben deines 2. Kolben auch nach nur 40tkmdem Ende.

Wenn die Laufbuchse hauptsächlich durch die Kolbenring verschleißt, wäre es ja wieder fast egal, ob der Kolben gegossen oder geschmiedet wird.

Thema Kolben abdrehen: Wenn man die Kolben vor dem drehen heiß macht (auf Betriebstemperatur), dann müsst man die ja in einer normnalen Drehmaschine bearbeiten können? Hier im Forum überdrehen ja einige so ihre Almot-Kolben. Vlt. frage ich da mal per PN nach. Aber prinzipiell scheint das schon zu gehen. Die Fragen sind, machts Sinn und ist es kostentechnisch effektiv?

-- Hinzugefügt: 18. Januar 2013 06:39 --

Hallo,

die 0,25er Abstufung gab es nur bei der alten ES. Man erhält aber im Allgemeinen nicht mehr Schleifmaße. 0,25 sind oft zu wenig um alle Laufspuren zu entfernen. Also bringt diese Abstufung nichts. Ich vermute deshalb wurde auf eine 0,5er Abstufung umgestellt. Nur in sehr wenigen Fällen, z. B. nachdem sich ganze Lager aufgelöst haben, sind 0,5 zu wenig aber 1,0 zu viel. Dann kann man quasi auf "0,75" mit den 0,25er Kolben gehen. Man spart sich also in seltenen Fällen ein Schleifmaß und hat doppelt soviele Kolben auf Lager. Logistisch ist das eine Katastrophe.

Eine Klemmneigung konnte ich bei meinem Mahle noch nicht feststellen. In Ermangelung an neuen Kolben hat meiner mittlerweile schon ca. 40000 km runter und muss auch noch eine ganze Weile weiterleben. Der Kolben hat immerhin schon eine Nachbauwelle überlebt und sieht optisch nicht mehr ganz so prall aus. Leistungsmäßig ist er aber noch sehr gut.

Gruß
Robert

Hallo Robert,

dass 0,25er Schritte beim Ausschleifen zu wenig sind und man deshalb auf 0,5 geht, habe ich mir schon gedacht. Allerdings wollte ich das nochmal von jemanden hören, der mehr Ahnung von der Materie hat. Allerdings habe ich irgendwo mal ein Bild von einem MZ-Zettel gesehen, wo auch für den EM301 noch 0,25er Schritte als Übermaßschliffe angegeben waren. Das war irgendwo hier im Forum, vlt. finde ichs wieder.

Kolben gibt es inzwischen schon gute. Bei Wössner kannst du dir nach Muster (oder Maßen) einen Schmiedekolben herstellen lassen (kostet so um die 150...200€). Alternativ kannst du auch bei ORP einen Schmiedekolben vorbestellen, kostet auch knapp 200€ (nur der Kolben ohne Schleifen). Kolben Fischer in Magdeburg stellt wohl selbst welche her (verm. Guss). Kosten waren da so um die 200€ mit Einschleifen (nach meiner Erinnerung zumnindest). Wie die qualitativ sind, kann ich allerdings nicht beurteilen. So oder so wirds kein billiges Späßchen.


Wenn es wirklich so ist wie Achim sagt, nämlich das der Zylinder hauptsächlich durch die Kolbenringe verschleißt, dann wäre es ja egal, ob der Kolben gegossen oder geschmiedet wird, oder?

[hiha]

Oben wurde manches gesagt, was so nicht stimmt. Ich geb mal meinen Senf dazu:
Schmiedekolben in den heute üblichen Presslegierungen sind nicht "härter" im Sinne von Verschleißfest, sondern weicher als Gusskolben.
Sie verschleißen daher schneller als Gusskolben. Damit mein ich den reinen Reibverschleiß in den Ringnuten und am Kolbenhemd. (Da machen Kolbenbeschichtungen mit Gleitlack Sinn)
Das Schmieden bringt auch keine Festigkeit, man könnte ihn auch aus dem Vollen rausfräsen, was bei modernen flachen Viertakt-Rennkolben auch gemacht wird.
Ausserdem haben sie eine höhere Wärmedehnung, man muss sie daher mit einem größeren Einbauspiel verbauen, das Kaltlaufklappern ist teilweise erheblich höher als bei Gusskolben.

Der einzige Vorteil von Presskolben gegenüber Gusskolben, ist die geringere Festigkeitsabnahme bei höheren Temperaturen.
Der Gusskolben wird da recht schlagartig mürbe, während der Schmiedekolben erstmal nachgibt (eingefallener Kolbenboden beim Mahle)

Thema Kolben abdrehen: Wenn man die Kolben vor dem drehen heiß macht (auf Betriebstemperatur), dann müsst man die ja in einer normnalen Drehmaschine bearbeiten können?

Theoretisch ja, aber Du bringst die Temperaturverteilung, die der Kolben im Betrieb hat, nicht hin. Der Unterschied zwischen Kolbenboden und Hemd kann mal schnell 150° betragen...

Wenn die Laufbuchse hauptsächlich durch die Kolbenring verschleißt, wäre es ja wieder fast egal, ob der Kolben gegossen oder geschmiedet wird.

Der Laufbuchse ist das auch egal.

Gruß
Hans

[morinisti]

Ich habe 1993 meinen Schmiedekolben in meinen Gespannmotor eingebaut. Einbauspiel: 0,02mm.

...an deine diesbezügliche Erzähung musste ich kürzlich denken als ich mit Herrn Wahl telefoniert hatte. Er hat mir einen Kolben für meinen /2 Motor gebaut und das Einbauspiel auf 0,04mm gebracht.
Ich weiss aber auch durch unsre Triumph Motoren, dass er generell eher ein sehr geringes Einbauspiel vorgibt und die Kolben laufen erstaunlich gut auch dort. Hier lese ich nun, dass gerade bei Schmiedekolben ein höheres Einbauspiel notwendig sei. Ich bin gespannt, wie sich der Kolben nachher verhält.
Grüße
Jürgen

[michi89]

@hiha-Hans: Also sind deiner Meinung nach in MZ-Serienmotoren Gusskolben besser als Schmiedekolben oder zumindest nicht schlechter? Auch kann man sich die Beschichtungen schenken (außer in den RIngnuten, wo ich sie nun wieder für überflüssig gehalten hätte)?

Wenn du jetzt folgende Kolben zur Auwahl hättest, welchen würdest du denn nehmen?
a) Schmiedekolben von Wössner oder ORP (wird wohl beides sehr gute Qualität sein)
b) Almot-Kolben von Güsi (welcher von der Legierung her eine bessere Qualität haben soll als die anderen Almot Kolben)
c) Nitratbeschichteten Kolben von Ost2rad (welcher vermutlich auch ein Almot ist, so viele Hersteller gibts ja nicht für ETZ301-Kolben) http://www.ost2rad.de/MZ-Ersatzteile/Zy ... --301.html
d) Nachfertigung von Fischer aus Magdeburg (laut seiner Aussage eigene Herstellung)

Der Kolben sollte nach Möglichkeit Plug and Play passen. Die Meisten (mich eingeschlossen) haben weder die Möglichkeiten noch das benötigte Wissen einen Kolben nachzudrehen.

Es geht jetzt mal nur um Qualität und Haltbarkeit, den Preisunterschied von 150€ zwischen Schmiede- und Almotkolben lassen wir mal weg.

@morinisti: Fährst du den Motor schon? Und ist da jetzt ein Schmiede- oder Gusskolben drin?

[hiha]

Ich würd einen Schmiedekolben nehmen, wenn ich das Geld übrig hätte. Der Grund dafür liegt mehr in den besseren Erfahrungen, was die Passform angeht.
Ansonsten hab ich aber auch mit guten AluGusskolben keine schlechten Erfahrungen gemacht. Nur: Was ist gut, und was ist schlecht? Bei MZ weiß ich das nicht.
Mit Almot gibts scheinbar gute und schlechte Erfahrungen, ich hab in den Ersatzmotor einen 300ccm-Almotkolben (dunkelgrau) eingebaut, der wird voraussichtlich im Sommer getestet.

Wössner kenn ich nur für andere Mopeds, da sind sie sehr gut, sowohl Zwei- als auch Viertakt. Meistens sind sie schon beschichtet. Den von ORP tät ich wohl beschichten lassen.
Die Ringnuten nicht, die müsste man - wenn überhaupt- eloxieren lassen. Wird aber nur in Großserien gemacht, und die Kolbenringen haben dann auch noch irgendwas Besonderes.
Von Nitratbeschichtung hab ich noch nie was gehört. Keine Ahnung was das sein soll, möglicherweise keine Beschichtung, sondern eine Oberflächenbehandlung.
Die Fischerkolben kenn ich nicht. Man hört nicht viel Schlechtes drüber.

Gruß
Hans

[morinisti]

Wahl macht Schmiedekolben aus Mahle Rohlingen.
Der Kolben liegt noch auf der Fensterbank, wird im Frühjahr laufen, werde berichten.
Grüße
Jürgen

[michi89]

Schade, eigentlich hatte ich auf mehr Beteiligung gehofft.Trotzdem nochmal Danke an alle, die Antworten gegeben haben.

Ich hab noch was interesantes Herausgefunden. Nämlich das Fischer sich zumindest einige originale DDR-Gussformen organisiert hat. Auf seinen Werbezetteln steht auch drauf "Kolben vom Originalhersteller". Bis jetzt hab ich das immer für nen netten Gag gehalten.

Da er aber (zumindest einige) originale Gussformen für die Kolben (stimmt ja schonmal die Form) hat und es kaum Beschwerden gibt, scheinen die Kolben eine echte Alternative zu sein.

[hiha]

Naja, die Gussform allein macht noch keinen Kolben. Siehe Springform beim Backen...

Gruß
Hans

[P-J]

Was ich merkwürdig finde ist das da soviele sind die angeblich Originale Kolben in Gussformen von MZ anbieten. Was hilft die Form wenns die falsche Zusammensetzung des Materials ist wie bei den "Hefekolben". Ein Motor alla MZ brauch sicher keinen Schmiedekolben aber sicher das richtige Alu.

[colli]

Hallo
Also die Kolben,die ich in meinen Membranern drin habe sind alle von Fischer angefertigt.
Mit denen hatte ich noch keinen Klemmer und kein klappern.
Sind aber keine Schmiedekolben!!