Spannrolle

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Spannrolle

Funktion[Bearbeiten]

Die Spannrolle (in diesem Zusammenhang genauer: Riemenspannrolle) ist ein Spannsystem für die im T4 vorhanden Riementriebe (Zahnriemen) für die Kurbel-/Nockenwellensynchronisation sowie die Einspritzpumpensteuerung bei den Dieselmotoren. Ihr Zweck ist

  • die Vergrößerung des Umschlingungswinkeln bei Riementrieben, wodurch höhere Leistungen übertragen bzw. kleinere Dimensionierungen für den Riementrieb gewählt werden können,
  • Ausgleich betriebsbedingte Längungen der Riemen,
  • die Ermöglichung kürzerer Achsabstände und
  • die Reduzierung des Verschleisses am Riementrieb.


Wenn vorhanden, kommen im T4 grundsätzlich halbautomatische Spannrollen zum Einsatz. Das heisst, dass die Spannrolle ausgehend von einer statischen Grundeinstellung (Grundspannung) den Zahnriemen in geringem Masse während des Betriebs nachspannen kann, und dass sie, wenn dieser geringe automatische Nachstellbereich erschöpft ist, statisch nachgespannt werden kann/muss.

Die Spannrolle besteht im Wesentlichen aus einem festen Teil, der am Motor oder einem Halter befestigt wird, sowie einem beweglichen Teil mit Federmechanismus und Lager. Dieser bewegliche Teil lässt sich über eine Exzentermechanik um den Mittelpunkt des festen Teils bewegen und fixieren, wodurch die Zahnriemenspannung eingestellt werden kann.

Zerlegte Spannrolle NW-Seite
Zerlegte Spannrolle NW-Seite

Beide Teile besitzen Markierungen, Markierungsflächen bzw. Markierungszeiger, über deren Position zueinander Rückschlüsse auf die Spannung der Spannrolle möglich sind, wobei diese sich beim 4-Zylindermotor ABL von denen der Spannrollen für die 5-Zylindermotoren unterscheiden.

Spannrollenmarkierungen
Spannrollenmarkierungen
Spannrollenmarkierungen beim ABL

Möglicherweise wurden vor 1996 Spannrollen ohne diese Markierungen verbaut. Bei diesen T4 muss die Riemenspannung über die Spannrolle eingestellt, aber mit einem Prüfgerät (z.B. VW 210) überprüft werden. Bei allen anderen wird die Riemenspannung über die Spannrolle eingestellt und kontrolliert.


Einbauort[Bearbeiten]

Bei allen 4- und 5-Zylindermotoren ist grundsätzlich eine Spannrolle für den Zahnriemen zur Synchronisation von Nockenwelle und Kurbelwelle verbaut. Eine Ausnahme bilden lediglich die 5-Zylinder-Dieselmotoren AAB bis 01/1995. Der AAB besitzt statt Spannrolle lediglich eine nicht einstellbare Umlenkrolle; die Zahnriemenspannung wird über die Wasserpumpe eingestellt.

Spannrolle bei den 5-Zylindermotoren (hier: TDI)
Spannrolle beim 4-Zylindermotor ABL

Nur bei den TDI-Motoren kommen zusätzlich eine Spannrolle und eine ebenfalls einstellbare Umlenkrolle im Zahnriementrieb der Einspritzpumpe zum Einsatz.

ESP-Spannrolle beim TDI-Motor


Die 6-Zylinder-Benzinmotoren besitzen eine Steuerkette und daher keine Spannrolle im o.a. Sinne.


Ausbau[Bearbeiten]

Die Spannrollen sind in der Regel nur mit einer Zentralschraube oder Mutter befestigt. Diese muss lediglich heraus geschraubt werden. Siehe auch unten Arbeiten an der Spannrolle.


Teilenummern[Bearbeiten]

Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Spannrollen werden an dieser Stelle keine Teilenummern aufgeführt.


Betrieb und Probleme[Bearbeiten]

Probleme mit der Spannrolle gab es in erster Linie mit der für die Nockenwellensteuerung bei den TDI-Motoren. Bis ca. Ende 1999 reichte der automatische Nachstellbereich der Spannrolle häufig nicht aus, um das komplette Zahnriemen-Wechselintervall (90.000 bis 120.000 km) abzudecken.
Es bestand in der Folge die Gefahr, dass der bewegliche Teil der Spannrolle mit hoher Kraft an den Anschlag schlägt und dieser dabei bricht. In Folge des Bruchs verringert sich die Zahnriemenspannung schlagartig, und der Zahnriemen reisst mit sehr großer Wahrscheinlichkeit; siehe auch Artikel Zahnriemen (Problematik).

Spannrollenbruch

Ähnlich wie bei der Wasserpumpe wurde Ende 1999/Anfang 2000 eine verbesserte Version der Spannrolle eingeführt.
Während die alten Spannrollen nur einen Spannweg von ca. 12 mm haben sollen, haben die neuen Spannrollen (074 109 243 F für den 65-/75 kW-TDI und 074 109 243 E für den 111 kW-TDI) einen nutzbaren Spannweg von ca. 22 mm. Die neue Spannrolle kann also die erforderliche Zahnriemenspannung potentiell über einen längeren Zeitraum ohne Nachspannen halten.

Unabhängig davon ist es erforderlich, die Spannrolle und damit die Zahnriemenspannung regelmäßig zu überprüfen und ggf. nachzustellen (alle 60.000 km gemäß Serviceplan).


Arbeiten an der Spannrolle[Bearbeiten]

Kontrolle[Bearbeiten]

Beim T4 ist die Spannrolle korrekt eingestellt, wenn Zeiger und Markierungsfläche übereinander stehen und der bewegliche Teil der Spannrolle sich (im Bild) oben und unten weit genug vom Anschlag des feststehenden Teils entfernt ist; die Spannrolle kann nur so in beiden Richtungen frei arbeiten.
Die nachfolgenden Bilder von Klaus-TDI machen die Zusammenhänge (beim 5-Zylindermotor) zwischen Zeigerstellung, Position zum Anschlag und Vorspannung der Spannrolle sehr gut deutlich:

entspannt
korrekt gespannt
ueberspannt

Beim 4-Zylindermotor ABL müssen sich die beiden mit Pfeil versehenen Markierungen bei optimaler Spannung gegenüber stehen. Im Bild (Hendrik) ist die Spannung suboptimal, sodass ein Nachspannen angeraten wäre.

Suboptimale ZR-Spannung beim ABL

Wenn immer möglich sollte die Spannrolle (zusätzlich) bei laufendem Motor kontrolliert werden. Aufgrund der unvermeidlichen Zahnriemenschwingungen wird sich der Zeiger leicht bewegen. Relevant für die korrekte Spannung ist dann die mittlere Zeigerposition.
Die Amplitude der Zeigerschwingungen sollte - ungesicherte Information - maximal im Bereich von ungefähr 1 mm liegen. Ist es deutlich mehr, dürfte die Zahnriemenspannung schon zu stark abgenommen haben.


Nockenwellensteuerung[Bearbeiten]

In der Regel läßt sich die Spannrolle nach Entfernen des Zahnriemenschutzes von oben über den Motorraum kontrollieren. Aufgrund des Blickwinkels läßt sich die Stellung der Zeiger aber nicht immer eindeutig erkennen. In solch einem Fall empfiehlt es sich, zusätzlich ein Blick von unten auf die Spannrolle zu werfen, wozu allerdings die Motorwanne abgebaut werden muss.

Arbeitsschritte:

  1. Zahnriemenschutz ausbauen.
  2. Ggf. Motorwanne abbauen.
  3. Spannrolle kontrollieren.
    1. Von oben kann man nun mit einer Taschenlampe entlang des Zahnriemens nach unten leuchten und den Spannrollenzeiger erkennen (im Bild eingefärbt):
      Blick von oben auf die Zeigerstellung
      Die Spannrolle ist optimal gespannt (Spannung nach Einbau), wenn die im Bild unteren Kanten über einander liegen.
    2. Von unten (untere Verkleidung abgebaut) kann man die Zeiger rechts vom Schwingungsdämpfer erkennen (im Bild eingefärbt):
      Blick von unten auf die Zeigerstellung
      Auch in diesem Fall ist die Spannrolle optimal gespannt (Spannung nach Einbau), wenn die im Bild unteren Kanten über einander liegen.


Das nachfolgende Bild zeigt zum Vergleich die Stellung der Zeiger bei einem ACV nach einer Laufleistung von 100.000 km. Man erkennt, dass sie sich schon erheblich von der optimalen Position entfernt haben. Dies soll aber unkritisch sein und die restlichen 20.000 km bis zum vorgeschriebenen Wechselintervall wären wohl noch locker drin gewesen. Zitat der Werkstatt: 'Da hab ich Schlimmeres gesehen'.

Spannrolle nach 100.000 km


Einspritzpumpe[Bearbeiten]

Die Spannrolle für die Einspritzpumpe befindet sich (vor dem Motor stehend) auf der rechten Seite des Motors gut sichtbar im Motorraum. Es sind keinerlei Montagearbeiten notwendig, um die Zeigerstellung und somit den Spannungszustandes des Zahnriemens kontrollieren zu können. Ein Blick genügt.

Blick auf die Zeigerstellung der ESP-Spannrolle


Nachspannen[Bearbeiten]

Nockenwellensteuerung[Bearbeiten]

Die Anleitung/FAQ für das Nachspannen im eingebauten Zustand wurde dankenswerterweise von Spittek zur Verfügung gestellt.

Zeiger vorher
  1. Was muss alles abgebaut werden? Reichen der Schlauch vom LMM, die obere Zahnriemenabdeckung und die Motorwanne?
    1. Den Schlauch vom LMM entfernen, dann den Deckel vom Luftfilterkasten abnehmen. Wenn man möchte, kann man noch den Pollenfilter vom Gebläse und den Einfüllstutzen der Waschanlage abbauen, somit hat man mehr Platz.
    2. Dann die obere Zahnriemenabdeckung abnehmen (2 Clipse oben).
    3. Unten die Motorwanne abbauen (10er und 13er Nuss), dann den Keilrippenriemen (mit Hebel entspannen)und abnehmen (Laufrichtung kennzeichnen!!!) und die obere Umlenkrolle (13er Nuss, 1/4" Knarre) vom Rippenriemen entfernen.
    4. Dann gibt es drei 10er Schrauben, die den oberen Teil der unteren Zahnriemenabdeckung halten (mit 1/4" Knarre und 10er Nuss, evtl. Verlängerung). Sind die raus, kann man den Blechdeckel abnehmen und die Spannrolle liegt fast frei.
  2. Muss der Keilrippenriemen von der Lima/Klima weg und schlimmstenfalls noch der Schwingungsdämpfer von der Kurbelwelle?
    1. Der Keilrippenriemen, ja.
    2. Der Schwingungsdämpfer, nein.
  3. Wie ist der Platz zum Arbeiten? Nach Fertigstellung muss die M8er Schraube ja mit 20 Nm angezogen werden. Komme ich da trotz der beengten Platzverhältnisse mit nem 3/4"-Drehmomentschlüssel mit 13er Nuss dran?
    1. Nein, kommt man nicht, nicht einmal mit einnem flachen Ringschlüssel. Um die Schraube der Spannrolle los- und wieder festzuziehen, benötigt man einen guten 13er Maulschlüssel. Gut aus dem Grund, ist der Kopf rundgedreht, muss der Schwingungsdämpfer ab. Sonst keine Chance mehr. Drehmomentschlüssel passt nicht, muss man also im Handgelenk haben, wie fest 20 Nm ist.
  4. Brauche ich zum Spannen unbedingt VW 3355 oder geht's auch mit einem 32er Ring-Maulschlüssel?
    1. Meiner Meinung nach ist das Werkzeug (oder baugleiches) unbedingt erforderlich. Ich wüßte nicht, wie ein 32er Maulschlüssel Platz hätte. Das Werkzeug hat mir ein VW-Händler geliehen, 5er in die Kaffeekasse und fertig.
  5. Inwieweit verstellt sich beim Nachspannen des Riemens auf der Nockenwellenseite der Förderbeginn auf der ESP-Seite ? Gar nicht, früh oder spät?
    1. Da ich gestern erst den Förderbeginn geprüft habe und der bei 54 stand und heute nach getaner Arbeit nochmals geprüft, da waren es dann 44. Somit steht fest, der Förderbeginn verstellt sich. Hängt evtl. auch damit zusammen, wieviel man nachspannen muss. In meinem Fall war es viel. Ist ja eigentlich auch logisch. Durch das Spannen verdreht sich die Kurbelwelle rechts herum und die Nockenwelle links. Auf der ESP-Seite somit genau umgekehrt. Die ESP wird dadurch auch etwas verdreht und zwar in Richtung spät. Dieses muss durch Verdrehen der hinten Umlenkrolle wieder ausgeglichen werden. Und natürlich mit VAG-COM ausgelesen werden.
Zeiger nachher


Spannrolle ausbauen[Bearbeiten]

Hinweise:

  • Hier wird der nur der Ausbau der Spannrolle für die Nockenwellenseite ohne Vorarbeiten beschrieben. Für die ESP-Rollen siehe Artikel Einspritzpumpe.
  • Da diese Arbeit in der Regel im Rahmen eines Zahnriemenwechsels erfolgt, wird bezüglich ergänzender Hinweise und der Vorarbeiten auf den Artikel Zahnriemen (Wechsel) verwiesen.
  • Die Spannrolle muss in jedem Fall entspannt werden. Der komplette Ausbau ist aber nur erforderlich, wenn die Spannrolle getauscht werden soll. Dies ist aber empfehlenswert; siehe auch Zahnriemen (Problematik).
  • Auf die korrekte Länge der Befestigungsschraube achten. Eine zu lange Schraube könnte beim Anziehen in darunter liegende Ölkanäle eindringen. Die Folge wäre ein Ölleck.
  • Das Spannen des Zahnriemens erfolgt durch Verdrehen der Spannrolle. Die Markierungsflächen an der Spannrolle dienen dabei als Referenz.
  • Wird die Spannrolle zu weit gespannt, muss sie immer zuerst komplett entspannt und dann neu gespannt werden. Ein Zurückdrehen auf die korrekte Position ist nicht ausreichend.
  • Bei den 5-Zylindermotoren ist darauf zu achten, dass die Lasche an der Unterseite der Spannrolle im Verdrehstift des hinteren Zahnriemenschutzes greift. Sie wird dadurch während der Montage bzw. während des Spannens in Position gehalten. Sobald die Spannrolle korrekt montiert ist, ist diese Verdrehsicherung nicht mehr wichtig für die Funktion der Spannrolle. Ist dieser Verdrehstift verbogen oder gar abgebrochen, was offensichtlich nicht selten ist, ist das kein Problem. Fehlt der Stift, kann man sich stattdessen mit einem Schraubenzieher behelfen, mit dem man die Lasche der Spannrolle während des Einbaus an der Position des Stiftes fixiert.
    Verbogener Verdrehstift (Quelle: www.caravelle.dk)
  • Wird der vorher abgenommene Zahnriemen wieder eingebaut, muss auf die Laufrichtung geachtet werden.
  • Beim Auflegen darauf achten, dass der Zahnriemen zwischen den Rädern straff gespannt ist.
  • Selbstsichernde Schrauben/Muttern grundsätzlich erneuern.


Werkzeug:

  • Schraubenschlüssel oder Nuss SW13
  • Drehmomentschlüssel für o.a. Einsatz bis 20 Nm bzw. 40 Nm
  • Ringschlüssel VW 3355 oder alternatives Werkzeug
  • Mutterndreher wie z.B. Matra V159 (nur 4-Zylindermotoren)
  • Zahnriemenprüfgerät VW 210 (nur 4-Zylindermotoren mit nichtautomatischer Spannrolle)


Arbeitsschritte:

  1. 4-Zylindermotoren:
    1. Sechskantmutter (selbstsichernd) eine Umdrehung lösen.
      Suboptimale ZR-Spannung beim ABL
    2. Zahnriemen abnehmen.
    3. Mutter herausschrauben und Spannrolle abnehmen.
  2. 5-Zylindermotoren:
    1. Befestigungsschraube/-mutter der Spannrolle (Sechskant M8, 20 Nm) ca. eine Umdrehung lösen.
      Befestigungsschraube
    2. Spannrolle mit Ringschlüssel (im Bild ein Selbstbau) oder Inbusschlüssel durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn entspannen.
      Befestigungsschraube lösen
    3. Zahnriemen abnehmen.
    4. Befestigungsschraube/-mutter herausschrauben und Spannrolle abnehmen.


Wiederherstellung:

  1. 4-Zylindermotoren:
    1. Spannrolle auf Stehbolzen (Gewinde) schieben, Mutter aufschrauben und leicht anziehen.
    2. Spannrolle mit Mutterndreher spannen, bis entweder die korrekte Spannung am Prüfgerät angezeigt wird oder sich Kerbe und Erhöhung sich wie im Bild gegenüber stehen (halbautomatische Spannrolle).
      Korrekte Einstellung beim ABL
    3. Befestigungmutter mit 20 Nm (halbautomatische Spannrolle) bzw. 40 Nm anziehen.
  2. 5-Zylindermotoren:
    1. Spannrolle so ansetzen, dass die Lasche an der Unterseite der Spannrolle im Verdrehstift des hinteren Zahnriemenschutzes sitzt.
      Verdrehstift am Zahnriemenschutz
      Einbaulage
    2. Befestigungsschraube/-mutter handfest anziehen.
    3. Zahnriemen auflegen.
    4. Spannrolle mit Ringschlüssel im Uhrzeigersinn verdrehen, bis die korrekte Spannung eingestellt ist. Die rechte Kante des oberen Zeigers muss für eine korrekte Spannung an der rechten Kante der unteren Fläche anliegen. Das nachfolgende Bild zeigt die korrekte Position des Zeigers.
      Markierungsfläche
    5. Befestigungsschraube/-mutter der Spannrolle (Sechskant, M8) mit 20 Nm anziehen.