Verschiedene Motoren

Roth Motoren

Willi Roth aus München hatte bereits als 13-jähriger Gymnasiast zahlreiche Bücher über Verbrennungsmotoren studiert und wollte unbedingt einen eigenen Motor bauen. So fertigte er bereits in jungen Jahren zahlreiche Zeichnungen über Mehrzylindermotoren mit obenliegender Nockenwelle und über Tassenstößel betätigte Ventile an, die aber in der Planungsphase stehenblieben, da das Taschengeld welches der Sohn eines Bäckereibesitzers bekam für die Verwirklichung der Projekte natürlich nicht ausreichte. Später machte er eine Lehre bei BMW, wo er bereits mit Ende des dritten Lehrjahres in der Rennmotorenabteilung an Formel-2 Motoren schraubte.
In dieser Zeit, so um das Jahr 1970, fing er dann mit der Konstruktion eines Einzylinder Sandbahnmotors an. Es sollte ein Vierventilmotor mit zwei obenliegenden Nockenwellen und über Tassenstößel betätigten Ventilen sein. Da Sandbahnmotoren ein möglichst breites Drehzahlband mit hohem Drehmoment benötigen, sind Vierventilmotoren hier klar im Vorteil. Wird hier doch schon bei geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment erreicht

Roth-Prototypen02

 Bilder des ersten Prototyps von Willi Roth 1972 .Die Ölpumpe wird hier noch von der Einlassnockenwelle angetrieben

Auf der Basis des JAWA-Kurzhubmotors entstand ein erster Prototyp,(auf den oberen Bildern zu sehen) wo aber am Ende nur noch das Kurbelgehäuse und eine im Hub verlängerte Kurbelwelle übrigblieben. Rudi Kastl probierte im Frühjahr 1972 diesen Motor bei einigen Rennen aus, wobei er schnell feststellte das das Fahrwerk der enormen Leistungsentfaltung des Motors nicht gewachsen war. Kastl mußte nicht nur das Fahrwerk verändern sondern auch seinen Fahrstil, weil der Motor es nicht  erlaubte  ständig Vollgas zu fahren da das Hinterrad sonst durchdrehte und so die Kraft nicht auf den Boden zu bringen war. Nachdem diese Probleme gelöst waren, gab es entgegen ersten Befürchtungen von Roth, keinerlei Probleme was die Zuverlässigkeit und Standfestigkeit  des Motors betraf.


Das von Willi Roth entworfene Kurbelgehause besteht aus sehr dünnwandigen  Elektron und ist ca. zwei Roth-1-102Kilogramm leichter als das Jawa-Gehäuse. Revolutionär ist auch die Befestigung von Zylinder und Zylinderkopf mittels durchgehender Dehnschrauben wodurch die, durch Roth-unten        

die auf und abwärts Bewegung des Kolbens entstehenden Zug- und Druckkräfte,  nicht mehr übers Gehäuse geleitet, sondern von den Dehnschrauben aufgenommen werden. Zur Demontage von Zylinder und Zylinderkopf löst man einfach die vier Schrauben und kann dann Zylinder und Kopf abheben. Ein weiterer Vorteil ist, das die Muttern von unten frei zugänglich sind und mit dem Drehmomentschlüssel angezogen werden können. Auf dem Bild oben rechts ist eine Vertiefung im Kurbelgehäuse zu erkennen in der sich das von den Gehäusewänden abströmende Öl sammelt und dann von der Ölpumpe abgesaugt und zum Tank zurückgefördert wird.


Der Kolben

Die Bauhöhe des Kolbens ist, hier im Vergleich zum Roth-KolbenKolbenbolzen, bereits sehr niedrig gehalten. Der im Gesenk geschmiedete Kolben ist mit drei verchromten Stahlkolbenringen  von je 1 mm breite ausgestattet und wiegt 260 Gramm, was für damalige Verhältnisse bereits sehr niedrig war. Die Oberfläche des Kolben trägt eine dünne Bleischicht welche gute Einlaufeigenschaften garantieren sollte. Den Kolben gab es ausser in der Originalgrösse von 85,5 mm in zwei Übergrössen für die Schleifmasse 85,75 mm und 86 mm. Durch die Vierventiltechnik konnten die Ventiltaschen sehr niedrig gehalten wodurch wiederum eine höhere Verdichtung erzielt werden konnte.
Der Kolbenbolzen hat einen Durchmesser von 20 mm und und wird durch Drahtsprengringe axial gesichert.


Der Zylinder besteht aus einer speziellen Alulegierung in dem eine auswechselbare, verzugfeste Laufbuchse eingeschrumpft ist.Für die Abdichtung zum Zylinderkopf hin dient eine mit Rillen versehene Dichtung die durch eine im Zylinder eingefräste Nut fixiert wird.

RothZylinder02

Die Kurbelwelle ist aus Einzelteilen zusammengepresst, wobei der RothKurbelwelle02Kurbelzapfen für einen Hub von 86 mm ausgelegt wurde. Das sind 4 mm mehr als beim Jawa Kurzhubmotor und sorgt für ein höheres Drehmoment.Der Hubzapfen hat einen Lagerdurchmesser von 40 mm und wird mit einen speziell angefertigten Pleuellager mit käfiggeführten Nadeln versehen, welches durch sein spezielles Ölreservoir für höchste Belastungen ausgelegt ist.
Die Handelsüblichen Kurbelwellenlager bestehen aus Einzelteilen wobei der Innenring auf die Kurbelwelle und der Aussenring mitsamt Rollenlager in das Motorgehäuse gepresst wird. Dadurch ist es möglich die Kurbel-  welle zu demontieren ohne das Lager aus dem Motorgehäuse auspressen zu müssen. Das rechte Hauptlager wird durch Nut und Sprengring spielfrei fixiert, während das linke Lager ohne Fixierung bleibt und bei axialer Belastung leicht ausweichen kann. Das Pleuel, welches von Willi Roth neu entworfen wurde,RothPleuel02 besteht aus einem im Gesenk geschmiedeten hochfesten Stahl und ist ebenfalls wesentlich leichter als damals übliche Pleuel. Später konnte der Kunde auf Wunsch auch ein Titan-Pleuel bekommen. Als Kolben- bolzenlager wurde eine Bronzebuchse eingepresst..


Roth-Zündung-202

Prototyp mit Kröber MHKZ-Anlage

Roth-Zylinderkopf mit drei Zündkerzen

Roth-Zündung-102

BOSCH Kontaktzündanlage

Als Zündanlage verwendete Willi Roth bei seinen Prototypen die von Wolfgang Kröber aus Winnigen entwickelte kontaktlose Magnet-  Hochspannungs-Kondensatorzündung (MHKZ) die auf dem Antriebsrad der Auslaß-Nockenwelle montiert war. Sie hatte damals 30% mehr Leistung als herkömmliche Zündanlagen und  lieferte für drei Zündkerzen gleichzeitig den Funken. Später wurde aber überwiegend eine BOSCH-Spulenzündanlage mit Unterbrecherkontakten und nur einer Zündkerze verwendet.


Der Zylinderkopf besteht aus einer sehr zähen gut wär- meleitenden Aluminiumlegie- rung in dem Ventilsitzringe aus Dulenit und Ventilführungen aus Messing eingeschrumpft sind. Für die Be- festigungsschrauben wurden Gewindebuchsen aus Stahl in dem Zylinderkopf eingeschraubt. Durch einen sehr steilen Ventilwinkel konnte der dachförmige Brennraum sehr flach gehalten werden. Oben auf dem Zylinderkopf sind die beiden Nockenwellengehäuse montiert mit jeweils einer Nockenwelle für die 

Roth-Zylkopf-102

 Der sehr flach gehaltene dachförmige Brennraum

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 Die Ansaugkanäle führen gerade in den Zylinder

 Einlass- und Auslassventile. Die Gehäuse sind an der Steuerseite mit vier 6 mm und an der gegenüber- liegenden Seite mit zwei 8 mm Stehbolzen und Muttern befestigt. Diese Bolzen dienen gleichzeitig zur Befestigung der Nockenwellenlager- deckel, während zwei mittig plazierte 6 mm Stehbolzen das Gehäuse auch dann noch in seinem Sitz halten wenn die Nockenwellen demontiert werden müssen. Eine Demontage der Nockenwellen wird zum Beispiel immer dann nötig wenn das Ventilspiel eingestellt werden muss, da das Spiel mittels auswechselbarer Ventilkäppchen die direkt auf dem Ventil unter dem Tassenstössel plaziert sind, eingestellt wird..


Die Nockenwellen sind aus Stahl gefertigt, Einsatzgehärtet und anschließend mehrfach oberflächenbe- Roth-Zylkopf-3handelt. An der Antriebsseite  ist die Welle Nadelgelagert, während sie an der anderen Seite mit zwei nebeneinander plazierten Kugellagern versehen ist, die gegeneinander abgedichtet sind. Zur Arretierung der Nockenwelle wurde  im Lagerdeckel ein Halbring eingelegt. Die Nockenerhebungs- kurve wurde von Willi Roth selbst errechnet. Die sehr dünnwandigen Tassenstössel sind auf der Planfläche Roth-Ventileauf welcher der Nocken abläuft,  mit einer Rauhtiefe von  0,5 tausendstel geläppt worden. Die Ventile sind vergütet und zusätzlich gehärtet worden, wobei die 7 mm Ventilschäfte verchromt wurden. Bei den Auslassventilen besteht der Ventilteller aus einer besonderen Hochtemperaturlegierung in der nur noch 2% Eisen enthalten sind. Trotzdem wiegt das Ventil nur 125 Gramm was sich wiederum positiv auf die Höchstdrehzahl des Motors  auswirkt. Die Ventilfedern sind progressiv gewickelt und als einzelne Schraubenfedern ausgelegt. Unter der Feder, zum Zylinderkopf hin, ist eine Stahlscheibe untergelegt welche zusammen mit der Progressivität der Ventilfeder Schwingungen verhindern soll. Die Ventilfedern werden oben durch einen Ventilfederteller aus Titan und durch Ventilkeile mit drei Wülsten in ihren Sitz gehalten, welche ein freies Drehen des Ventils erlauben.


Die Ölpumpe wurde bei den ersten Prototypen, aber auch bei späteren Motoren die auf dem JAWA- Roth-Oelpumpe02Roth-Oelpumpe-IIKurbelgehäuse basierten von der Einlassnockenwelle angetrieben. Beim von Roth gebautem Kur- belgehäuse ist die Pumpe auf der rechten Motorseite unterhalb der Kurbelwelle angeflanscht und mittels O-Ring zum Kurbelge- häuse hin abgedichtet. Das Schmiersystem ist als Trocken- sumpfschmierung ausgelegt und hat einen separaten ca. 1 Liter fassenden Öltank. Zur Ölum- wälzung dient dabei eine zweiteilige Eaton Ölpumpe die über Zahnräder von der Kurbelwelle angetrieben wird. Um ein Ansammeln des Öls im Kurbelgehäuse zu verhindern weist der Saugteil der Pumpe die dreifache Menge des Druckteils auf. Die Pumpe saugt dabei das Öl aus dem Tank und drückt es über eine Leitung zu den Nockenwellengehäusen wo es zwischen den beiden Kugellagern der Nockenwelle austritt. Da die beiden Lager nach aussen abgedichtet sind, kann das Öl nicht abfließen sondern wird durch eine Bohrung in die hohlgebohrte Nockenwelle gedrückt wo es dann durch eine weitere Bohrung im Grundkreis der Nockenwelle vor der Anlauframpe des Nockens austritt und auf dem Tassenstößel spritzt bevor der Nocken den Stößel belastet. Die Rücklaufbohrung ist so hoch angebracht das immer ein wenig Öl im Nockenwellengehäuse stehen bleibt und so die Nockenwelle sofort nach dem Motorstart bereits geschmiert wird.
Gleichzeitig wird das Öl von der Druckpumpe zur Kurbelwelle gefördert wobei es einem Micronic- Ölfilter durchströmt. Durch eine Düse gelangt es zu einem auf der Kurbelwelle befindlichen Schleuderring welcher es durch den Hubzapfen in das Pleuellager leitet. Da das Öl durch die Düse fein zerstäubt wird sammelt sich nur wenig Öl im Kurbelgehäuse an, wodurch Leistungsverlust durch Ölpanschen verhindert wird. Das aus dem Pleuellager austretende Öl wird an den Kolben geschleudert und sorgt so für dessen Schmierung. Das an den Gehäusewänden abtropfende Öl sammelt sich in einer Vertiefung im Kurbelgehäuse von wo es von der Saugpumpe zurück in den Tank gefördert wird


Roth-Zahnriemenseite

Der Antrieb der Nockenwellen erfolgt über einen Zahnriemen, der durch eine verstellbare Rolle gespannt wird. Die Nockenwellenräder sind aus hart eloxierten Aluminium und wiegen lediglich 90 Gramm. Sie sind mit jeweils sechs Schrauben auf der Nockenwelle befestigt.

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 Joachim Kall aus Schaalby  mit Roth Motor

Bei der Langbahn-Weltmeisterschaft 1973 in Oslo wurde der Motor zum erstenmal eingesetzt. Zahlreiche Spitzenfahrer, wie Hans Zierk, Jan Käter, Hans Nielsen oder auch Joachim Kall setzten diesen Motor auf der Langbahn ein. Der Motor brachte schon damals über 70 PS auf der Motorbremse. Doch galt der Motor als zu anfällig und konnte sich daher nicht durchsetzen,

Rothmaschinezumal  die  großen  Hersteller  wie  JAWA oder  auch Weslake kurz darauf eigene Vierventilmotoren auf den Markt brachten. Anfang der achtziger Jahre entwickelte Willi Roth für dem Meringer Mike Krauser einen 1000ccm Boxermotor der hauptsächlich nach Übersee verkauft wurde, aber aufgrund zahlreicher Reklamationen wurde auch dieses Projekt schnell wieder eingestellt.

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SIWA

SIWA-Motor mit von SIWA umgebauten Kurbelgehäuse

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SIWA-Motor mit Original-JAWA Kurbelgehäuse

 SIWA steht für Siegfried Wartbichler aus Öster- reich.Im Gegensatz zu seinen beiden Brüdern Kurt und Walter,bestritt er keine Eisspeedwayrennen, sondern beschäftigte sich mit dem Tunen der Motoren für die Brüder. Bereits 1974 kam sein erster Jawa- Umbau zum Einsatz als er auf einem OHV-Unterbau einen Porsche 935-Zylinderkopf setzte sowie Kurbelwelle und Kolben neu konstruierte. Dieser Motor leistete damals bereits 60 PS. 1984 kam er mit einem JAWA 891 DOHC Umbau heraus, wobei er das Kurbel- gehäuse komplett umbaute undeine aus drei Teilen bestehende Kurbelwelle mitt außenliegender Schwungscheibe zum Einsatz brachte. Ein Jahr später, 1985 kam der oben rechts abgebildete Motor mit von SIWA neu konstruierten Zylinder und Zylinderkopf heraus.

Interessant ist hierbei der seitliche Deckel am Zylinderkopf, der es ermöglicht die Motorsteuerung bei eingebautem Motor zu reparieren. Wiederum ein Jahr später, nämlich 1986 brachte Siegfried Wartbichler einen von ihm völlig neu entwickelten Motor auf den Markt.

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Erdmann-Honda

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  Erdmann-Honda-Motor

Einzylinder Viertakt- HONDA- Motor, der im Gespann des Sulzbacher Seitenwagenpiloten Horst Bund in den achtziger Jahren eingesetzt wurde. Er leistete zwischen 50 und 60 PS und drehte ca. 6000 Umdrehungen. Der Mittelvergaser wurde auf Methanolbetrieb umgestellt. Konstruiert wurde das ganze von der     Fa. HONDA- Erdmann aus Lollar bei Gießen.

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 Horst Bunds Gespann mit Honda- Motor

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JWS-Motor

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Roelof Thijs wartet hier den JWS-Motor im Gespann der Niederländischen Brüder Willy und Albert Dijkema beim Grasbahnrennen in Verl 1985

JWS steht für Jeroen Woudenberg Spezial, wobei es sich um einen Diplomingenieur aus KH Wapse in Holland handelt. Woudenberg brachte diesen Motor 1985 mit Dreiventil- technik auf den Markt. Auf einem Jawa -OHV Kurbelgehäuse aufbauend konstruierte er den Zylinder und vor allen Dingen den Zylinder- kopf völlig neu. Zwei obenliegende Nocken- wellen betätigen über Tassenstößel die zwei Einlaß- und das eine Einlaß- und das eine Auslaßventil. Woudenberg hatte nämlich, zusammen mit seinem Freund Jan Roelofs, herrausgefunden, das ein großes Auslaßventil die gleiche Gasmenge durchläßt wie zwei kleine Ventile. Die Ventile stehen dabei in einem Winkel von 15° im Zylinderkopf, wodurch der Einbau eines sehr flachen Kolbens möglich wurde. Der Nockenwellen- antrieb erfolgt über ein Zahnradvorgelege über der Kurbelwelle und dann über eine Rollenkette nach oben. Zum Spannen der Kette dienen zwei verstellbare exentrische Zahnräder. Der Kolben dieses Motors wird von der britischen Formel 1-Schmiede Cosworth hergestellt und ist sehr leicht.

Das Gewicht dieses Motors beträgt 28,5 kg, wovon allein die Kurbelwelle 11 kg wiegt. Das Schmiersystem, welches mit kleinen Änderungen, vom Jawa- OHV übernommen wurde, ist als Verlustschmiersystem ausgelegt. Das Verdichtungsverhältnis des Motors beträgt 15:1 und als Höchstdrehzahl gibt Woudenberg  mit 10 000/min.an   

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Rotax-Flatrack

rotax

Rotax-Flattrack im Langbahnfahrgestell,eingesetzt von Waldemar Möbus aus Echzell hier beim Grasbahnrennen in Melsungen 1984

Als Ende 1983 bekannt wurde, das die Firma Weslake die Herstellung von Bahnmotoren einstellen wolle und auch die Jawa- Werke in der Krise steckten, brachte der frühere Bahnfahrer Ekart Wösner aus Weil am Rhein, den Österreichischen Rotax-Motor im Gespräch. Dazu muß man wissen, das Wösner der Inhaber der Firma Wiseco Piston Deutschland ist, die mit Kolben und Motorenteilen handelt. Er wollte wieder Motoren mit dem Bezug zur Seriemaschine auf den Markt bringen, weil diese erstens billiger sind und zweitens der Zuschauer sich eher mit diesen Motoren identifizieren kann. Die Wahl fiel auf den Rotax- Flattrack der vom Österreichischen Hersteller bereits seit Jahren in großer Stückzahl in die USA exportiert wurde und dort recht erfolgreich bei Shorttrack-Rennen eingesetzt wurde. Es handelt sich hierbei um einen Vierventiler mit einer obenliegenden Nockenwelle die über Zahnriemen angetrieben wird. Das Bohrung/ Hub-Verhältnis beträgt 89,0 x 79,4 mm also ein extremer Kurzhubmotor. Die Leistung wurde mit 54 PS angegeben und die Höchstdrehzahl liegt bei über 10 000    Umdrehungen. Der Motor verfügt über ein integriertes - Fünfgang-Getriebe welches vom Fahrer auf die Bahnlänge abgestimmt werden muss, damit nicht zu oft geschaltet werden braucht.

 Weiterhin besitzt der Motor ein Trockensumpf- Schmiersystem und rotaxgespannkann mit der Serienmäßigen Auspuffanlage betrieben werden, die mühelos unter die damals noch erlaubten 108 dbA blieb. Das Gewicht des Motors inclusive Getriebe und Kupplung beträgt 39 kg. Willi Duden testete diesen Motor auf den Eichenring und überlegte ernsthaft eine Werksvertretung zu übernehmen. Auch der damalige Spitzen Seitenwagenfahrer Michael Lippmann  aus Mossautal im Odenwald bestritt einige Rennen mit diesen Aggregat..

B-Lizenz Bahngespann mit Rotax-Flattrack-Motor, eingesetzt von Edgar Lorei/ Georgia Leder vom MSC Echzell in Ronneburg 1985.

Rotax-5

Die auf den Fotos oben abgebildeten Motorräder wurden von Andy Cusworth, einem in Deutschland lebenden Engländer, der damals für den MSC Diedenbergen startete, gefahren und stammen aus der Werkstatt des Friedberger Motorradhändlers Gottfried Luckey der auch einige Zeit mit diesen Motoren experimentierte. Aber durchsetzen konnte sich dieser Motor nicht und verschwand nach einiger Zeit wieder in der Versenkung.           


Rotax-Grass Rotax-Grass-2

Das von Klaus Grass in den Wintermonaten 1983/84 gebaute Gespann mit dem Rotax-Flattrack Motor

Rotax-Gespann

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