APIO / G-TRAC 58*STAR oder: die Jimny-Untersetzung vom andern Stern ;)

Am vergangenen Freitag, 07.10.2011, war es soweit: der neue Planetensatz von APIO, das „58STAR“-Planetengetriebe sollte in mein Reserveverteilergetriebe eingebaut werden, um die lange Übersetzung in der Geländereduktion etwas kürzer zu bekommen. Mein Jimny als einer der letzten mit Schaltknüppelallrad kommt da leider nur auf schwache 30,62:1 im ersten Gang (3,652 x 2,145 x 3,909).

Eine (verrückte) Idee

Möglichkeiten gibt es wie immer mehrere; eine habe ich vor kurzem probiert und wieder verworfen. TRIALJIMNY bietet einen 24%-Kit an. Vorteil: Der erste Gang ist in der Untersetzung mit 37,96:1 ein Stück kürzer, leider erkauft man sich einen eklatanten Nachteil: durch das Ändern der Eingangsübersetzung, nämlich den Austausch des Kettenzahnradpaares von 33/25 auf 36/22, mutiert der fünfte Gang in der Endübersetzung von 5:53:1 zu einem realen vierten Gang auf der Straße. Für die Stadt eine tolle Lösung, da der Jimny spritzig ohne Ende ist, für Landstraßen oder Autobahnen auf Dauer nur was für ganz Harte. Käme ein sechster Gang zum Getriebe hinzu, wäre das allerdings eine geniale Lösung. Ebenso bietet sich das Kit für größere Reifen (ca. 31er) zum Ausgleich des größeren Abrollumfangs an.

Die TRIALJIMNY-Räder mit 36/22 Zähnen anstatt den originalen 33/25.

Beliebt nach wie vor ist auch der Umbau auf das „Viersechzehner“, das Verteilergetriebe mit 1,58:1 im HI und 4,16:1 im LO - so wie es der liebe Bernd verbaut hat. Auch hier wieder das Dilemma mit einem 20 % kürzeren Straßengang - ohne größere Reifen oder den Diesel-Differentialen als „Ausgleich“ für mich uninteressant, da ich bei meinen 215/75 R15 auf absehbare Zeit bleiben werde und den Jimny die meisten Kilometer auf der Straße als „daily driver“ und Reisefahrzeug nutze und der 5. Gang mit seinen 4,46:1 sich angenehm fahren läßt.

Bevor ich also den ganzen Antriebsstrang für ein paar Ausflüge im Jahr in den Mammutpark oder Bösen Wolf komplett umwerfe, bin ich hier im Forum, inspiriert unter anderem durch den Umbau von nr5, der ja seinen Straßengang trotz extrem kurzer Untersetzung beibehielt („huch, wie geht denn das?“) auf das 58STAR, welches APIO vertreibt und - so die Werbung - von „G-TRAC“ hergestellt wird, gestoßen.

Eine technisch höchst raffinierte wie einfache Lösung, wenn man sich etwas mit Umlaufgetrieben beschäftigt hat. Das größere Problem hier war die Beschaffung aus Japan, wo mir auch das Erdbeben und dessen Folgen den Zeitplan ordentlich durcheinanderwirbelten.

Aber der Reihe nach …

Suzuki hat mit der Einführung des Jimnys im Jahr 1998 bei den Benzinmodellen das Vorgelege für die Geländeuntersetzung durch ein Planetengetriebe ersetzt. Kompakt in der Baugröße und konstruktionsbedingt mit hohem Wirkungsgrad, erlaubt so ein Umlaufgetriebe ein großes Übersetzungsverhältnis, welches Suzuki jedoch nicht genutzt hat. Die Spreizung vom Straßengang zum Gelängegang blieb mit 2,145 / 1,32 = 1,625 auf dem Niveau der SJs und Samurais. Verspieltes Potential, wenn man sich die Konstruktion einmal genauer betrachtet:

Exkurs: Das Umlaufgetriebe

Wikipedia hat seinen sehr schönen Artikel zu Planetengetrieben, weshalb ich mir weitere Details zur Funktion an dieser Stelle erspare. Wer sich also nicht nur an den nachfolgenden Bildern amüsieren möchte, sollte also das eine oder andere nachschlagen, wenns ihm spanisch vorkommt

Planet Suzuki: nicht ganz ausgereizt

Zähnezahl Hohlrad: z_H = -96
Zähnezahl Sonnenrad: z_S = 60
Zähnezahl Planeten: z_P = 18 (bei drei Planeten)
Standübersetzung: i_St = -96/60 = -1,6

Im Straßengang ist das Zahnrad auf der Abtriebsseite der Kette, welches mit dem Hohlrad verbunden ist, ebenso mit der Abtriebswelle verbunden. Der Planet ist gesperrt und überträgt 1:1 die Straßenübersetzung.

original Suzuki: Hohlrad links, Planetenträger samt Sonnenrad rechts

Beim Einlegen der Geländeuntersetzung bleibt das Hohlrad an seiner Position und die Schaltgabel zieht den kompletten Planetenträger samt Sonnenrad ein Stück in axialer Richtung aus dem Hohlrad raus. . Die Verzahnung außen an der Sonnenscheibe rückt in die vorgesehene Vertiefung im VTG ein und hält damit das Sonnenrad fest.

Hier im Vordergrund: das Sonnenrad mit der Außenverzahnung für die Sperrvorrichtung

Der Antrieb erfolgt über das Hohlrad, der Abtrieb über den Planetenträger, das Sonnenrad ist fixiert. Macht eine Übersetzung i (siehe Wikipedia) von i = 1 - 1/i_St = 1- 1/-1,6 = 1,625. Das ist der Faktor, mit dem die Eingangsübersetzung von 1,32:1 multipliziert wird und für die 2,145 :1 in der Untersetzung sorgt.

Planetenträger mit Sonnenrad


Hohlrad mit eingestecktem Kettenzahnrad


Das komplette Planetengetriebe mit unten sitzendem Kettenzahnrad

Planet APIO: umgekehrt wird ein Schuh draus.

Zähnezahl Hohlrad: z_H = -100
Zähnezahl Sonnenrad: z_S = 64
Zähnezahl Planeten: z_P = 18 (bei VIER Planeten)
Standübersetzung: i_St = -100/64 = -1,5625

Einzelteile des 58STAR

Blick ins Innere: eines der vier kleinen Planetenräder; darunter sitzt die Verzahnung des Sonnenrades

Ein kluger Kopf bei G-TRAC, für den so ein Planetengetriebe „ganz normaler Maschinenbau“ ist, kam wohl auf die pfiffige Idee, gar nicht erst zu probieren, ob im Rahmen der vorgegebenen Geometrie (Gehäusemaße, Wellendurchmesser) die Standübersetzung großartig geändert werden kann, sondern „einfach“ den An- und Abtrieb des Planeten zu modifizieren.

Wie beim Suzuki-Planet verbindet der Planet die Verzahnung des Kettenzahnrades mit der Abtriebswellenverzahnung, sodaß im Straßengang das Planetengetriebe „überbrückt“ und 1:1 die Eingangsübersetzung durchreicht. Das wars aber schon an Gemeinsamkeiten.

Wie auf den Bildern erkennbar, ist sitzt das Hohlrad „andersherum“ auf der Welle. Ist beim Suzuki-Planet die Öffnung für den Planetenträger samt Sonnenrad „unten“, wenn man von oben auf das geöffnete Verteilergetriebe schaut, so ist sie beim 58STAR oben. Wird nun die Übersetzung geschaltet, zieht die Schaltgabel das komplette Hohlrad samt Innenleben ein Stück zurück, sodaß die Verzahnung des Kettenzahnrades nur noch in die Innenverzahnung des Sonnenrades greift. Das Sonnenrad fungiert also als Antrieb, der Planetenträger als Abtrieb und das Hohlrad ist gesperrt. Die Übersetzung i hierzu errechnet sich nach der Formel i = 1 - i_St = 1 - (-1,5625) = 2,5625. Multipliziert mit der Eingangsübersetzung von 1,32:1 macht das eine Gesamtübersetzung im VTG von 3,3825:1, runde 58% kürzer.

Das komplette Planetengetriebe mit aufgestecktem Kettenzahnrad, so wie in der Untersetzung geschaltet: das Zahnrad greift nur ein kleines Stück hinein und treibt das Sonnenrad an, während der hintere Teil der Innenverzahnung die Kraft auf die Ausgangswelle überträgt. Auch zu sehen: die Sperrverzahnung am Hohlrad.

Beschaffung aus dem Land der aufgehenden Sonne

Die Bestellung erfolgte direkt bei APIO auf elektronischem Wege. Nach ein paar E-Mails waren die Eckdaten festgezurrt, die Bezahlung erledigt (Kreditkarte) und das Paket ging am 12. August im Bauch eines Containerschiffes von Japan nach Deutschland auf die große Reise. Am 29. September kam es ohne piratentechnische Zwischenfälle in Hamburg an. Nach dem langen Wochenende konnte ich es am 4. Oktober beim Zollamt in Duisburg abholen. Die Sendungsverfolgung war, abgesehen von der langen Pause auf See, ganz gut. In Deutschland bekam die Sendung noch eine DHL-Nr. und konnte auch auf diesem Wege - zusätzlich - verfolgt werden.

ES IST DA! Weihnachten!

Fortsetzung folgt ...

Fortsetzung ...

Umbau im Sauerland - Einbau im Ruhrgebiet

Vor ein paar Wochen hatte ich das große Glück, ein gebrauchtes Verteilergetriebe für 100 Euro in ebay zu erwerben. Laufleistung laut Verkäufer: 2000 km. Der äußere Zustand als auch das Innenleben ließen darauf schließen, daß er wohl nicht gelogen hat. Eine optimale Ausgangsbasis für den Umbau.

wickie aus dem Suzuki Offroad-Forum war dann so freundlich, mir am Freitagabend nach Feierabend das Planetengetriebe im Handumdrehen zu tauschen. Im Vorfeld hatte er sich bereits vom Zustand im Inneren ein Bild gemacht und den alten Planeten ausgebaut.

Geöffneter Deckel, ausgebaute Kette samt Verzahnung, ausgebauter Planet, ausgebaute Schaltgabel. Nur die Wellen und die Synchroneinrichtung sind verblieben.

Alter und neuer Planet nebeneinander, dazu die Kette mit ihrer Verzahnung

wickie und das 58STAR-Getriebe

Die Schaltgabel für die Untersetzung

Das eingesetzte Planetengetriebe - das Hohlrad ist jetzt "oben" offen in axialer Richtung.

Mit aufgesetzter Eingangswelle und Kette samt Verzahnung

Vom alten Planetengetriebe mußten zwei Sicherungsringe entfernt und einer davon wieder auf dem neuen angebracht werden - fertig. Das gute Ding rein und alles wieder zusammengebaut. Dank der durchdachten Verteilergetriebekonstruktion war das reines „plug & play“. Weder Lager mußten gepreßt noch Schaltsteine gesucht werden. Zum Glück waren auch ausreichend Knackpatronen für den Drehmomentschlüssel in wickies Werzeuglager - alles ordnungsgemäß angezogen!

Beim Anziehen der Flansche

Nach einer geruhsamen Nacht im Sauerland ging die Reise zurück ins Ruhrgebiet zu ORB, einer Jeep-Werkstatt in Bochum, wo ich dann Hand anlegen durfte - mittlerweile hatte ich ja jede Menge Übung im Ein- und Ausbau von Verteilergetrieben; seit Juni hatte ich zuvor schon zweimal das VTG gewechselt Abgesehen vom üblichen MMP-Dreck aufm ASFIR und hartnäckigen Schlammrückständen an den Längslenkeraufnahmen grüßte von unten nur der übliche Dreck - keine besonderen Vorkommnisse, alles lief nach Plan.

Kurzer Test

Nachdem ich wickies Vorschlag, das VTG direkt bei Jeroen im Mammutpark auf der Hebebühne zu wechseln, ausschlug, blieb zum ersten Testen nur der Hof, wo mir die Kombination Standgas und erster Gang Untersetzung erst einmal ein breites Grinsen aufs Gesicht zauberte. Nicht schlecht, Herr Specht. Damit kann man was anfangen! Auf dem Rückweg ins Sauerland, um wickie abzusetzen, hielten wir noch mal kurz an einem Parkplatz und testeten ganz kurz unter erschwerten Bedingungen bergauf am Waldrand. Genial! Dank Scangauge eco lassen sich die Drehzahlen ganz gut ablesen; 600 Touren hält er am Berg ganz gut, unter 600 wirds eng. Läuft, paßt und hat Luft! Demnächst mehr, wenns mal wieder zum Früüüühstücksbrunch in den Mammutpark geht, auch wenn die Saison schon wieder so gut wie vorbei ist und in KW42 die Winterreifen aufgezogen werden. Vielleicht ergibt sich dazwischen noch eine andere Gelegenheit.
Auf der Straße läuft das VTG absolut ruhig und unauffällig - quasi wie neu. Das 58STAR heult in der eingelegten Untersetzung etwas mehr als das originale von Suzuki, aber nicht unangenehm.

Zahlen, Daten, Fakten zum 58 Star

Technisches
Übersetzung im HI: 1,32:1
Übersetzung im LO: 3,3825:1
Gesamtübersetzung im 1. Gang LO: 48,29:1 (3,652 x 3,3825 x 3,909 = 48,29)
Geschwindigkeiten in km/h im 1. Gang LO mit den BF Goodrich MT in 215/75 R15 bei folgenden Drehzahlen: 600: 1,6; 700: 1,87; 1000: 2,67; 2000: 5,3; 6500: 17,3.
Maximalgeschwindigkeit in der Untersetzung: 73,2 km/h bei 6500 1/min im 5. Gang.

Wirtschaftliches

Für alle, die die Umbaumaßen nicht abschrecken, tuns vielleicht die folgenden Preise in EURO:

Verteilergetriebe, gebraucht, 2000 km Laufleistung: 100
58STAR: 1533,77
Versand („surface mail“): 44,47
Zoll: 55,08
Einfuhrumsatzsteuer: 309,45
Hebebühnennutzung, Öl und Dichtringe: 65

Alles andere wie Zeit (egal ob Recherche, Bestellung oder Umbau), Fahrerei, den Spaß mit den TRIALJIMNY-Zahnrädern etc. rechne ich jetzt mal nicht dazu.

… und zum Schluß ….

ein ganz großes Dankeschön besonders an wickie und an nr5 für Eure Hilfe!

Und bevor ich es vergesse: Das VTG mit der TRIALJIMNY-Übersetzung ist noch zu haben

kleiner Nachtrag ...

DAS fahre ich so spazieren ... Grüße ausm Mammutpark und Bösen Wolf

Andreas packt mit an und schraubt an den Haltern am neuen VTG

Das alte VTG mit Serienübersetzung und krummen Flansch

Unterbodenwachs im Braunton - ebenfalls MMP-Grüße

Achja ... Spaß und Gaudi hatten wir natürlich auch jede Menge

Zitat von Blackdriver

Klasse Arbeit

aber wärst du mit 1,409 und 4,16 nicht besser Untersetz gewesen mit den 215ern..?

Danke. Aber leider kenne ich kein VTG, das im HI 1,409:1 und im LO 4,16:1 hat. Ich kenne nur das mit 1,58:1 im HI und 4,16:1 im LO. Bitte kläre mich auf

Die 215er sind gut fahrbar, auch wenn man man durch den Westerwald auf den Weg in die Heimat mal in den vierten Gang schalten muß. Dafür läuft er sonst schön ruhig mit 4150-4200 Touren bei echten 120 km/h Reisegeschwindigkeit.

Aber ist meine Erklärung des Planetensatzes echt so kryptisch?

Das 58STAR läuft so:

Das Hohlrad ist fixiert, Antrieb vorne über das kleine Sonnenrad, Abtrieb über den Planetenträger "hinten".

Hier noch mal langsamer:

Antrieb über das blaue Sonnenrad, grünes Hohlrad fix, Abtrieb über den roten Planetenträger.

Der originale Suzuki-Satz läuft so (ab 0:22 für ca. 10s

Leider habe ich keine schönere Animation gefunden. Sonnenrad (rot) ist fixiert, Antrieb über Hohlrad (blau), Abtrieb über Planetenträger (grau).

Haben es jetzt alle verstanden?

Huch So etwas gibts wirklich? Das wäre in der Tat eine fast noch schönere Lösung, zumindest auf dem Papier. Etwas kürzer auf der Straße und eine Spreizung von 2,95... Praktisch zieht das wieder einen geänderten Halter und eine andere Welle nach sich. Und dazu ein SJ-Verteilergetriebe. Finanziell bin ich da nicht besser dran. Und jetzt habe ich einen neuen Planeten und ein neuwertiges Verteilergetriebe. Langfristig wohl keine schlechte Investition.

Aktuell siehts jetzt so aus:

Damit kann ich sehr gut leben. Zumal mich als Technikbegeisterter das Planetengetriebe so fasziniert (hat).

Ein erstes Fazit nach einem Nachmittag im Mammutpark, leider ohne Bilder oder Videos. Ich war zu sehr beschäftigt

1. Auf der Straße läuft das Verteilergetriebe mit dem 58STRAR nach 200 km am Samstag und 650 km am gestrigen Sonntag absolut ruhig und ohne irgendwelche Geräusche - wie neu! Das ist aber in erster Linie wohl der Tatsache geschuldet, daß das Spender-Verteilergetriebe mit 2000 km auf der Uhr quasi neuwertig war.

2. im Dreck zeigt sich das Getriebe knackig kurz. Der Jimny reißt ordentlich an, wenn man aufs Gas geht, das Standgas ist in vielen Fällen ausreichend. Man könnte zwar meinen, ein Stück kürzer wäre noch besser, aber so jetzt paßt die Übersetzung der ersten drei Gänge in der Untersetzung sehr gut, vier und fünf kann man dann immer noch für längere Verbindungsstrecken nutzen, ohne stehenbleiben zu müssen, um in den Straßengang zu schalten. Die Hügelchen, steilen Passagen und Strecken im MMP hat er jedenfalls mit Bravour gemeistert.
Es bleibt noch viel zu probieren und erFAHRen, aber schon jetzt bin ich begeistert über die Langsamkeit

3. Das 58STAR ist laut, extrem laut sogar. Bis etwa 10 km/h macht es sich durch ein hörbares Sirren aus dem rotierenden Plantensatz bemerkbar, bleibt aber unaufdringlich. Jenseits der 10 km/h bis "open end" singen, kreischen und sirren die gerade verzahnten Zahnräder des Planetensatzes grell. Zuerst hört man den Jimny, dann irgendwann sieht man ihn auch, wenn er ums Eck kommt. Der arg- und ahnungslose Zuschauer quittiert das mit einem mitleidigen "ohh, das Getriebe klingt aber kaputt"-Blick.
Dabei ist der Ton im normalen Vortrieb anders als im Schubbetrieb, bleibt aber in jedem Fall konstant und klingt trotz der Lautstärke "gesund" und gleichmäßig. Jeroen vom MMP verglich es gar mit dem typischen Klang eines Getriebes aus dem Ralleysport Naja, wir wollen mal nicht übertreiben.
Zwar hatte ich das Gefühl, daß das 58STAR zumindest in den langsamen Geschwindigkeiten am Ende des Tages etwas leiser geworden zu sein scheint, aber das kann auch täuschen. Als Vergleich: das originale Planetengetriebe war fast unhörbar in der Untersetzung.

Eventuell gibts am 29.10. ein paar Bilder / Videos etc. aus Geilenkirchen, aber bereits gestern haben sowohl Fuchs89 als auch nr5 und wickie bei unabhängigen Probefahrten die jetzige Untersetzung für gut befunden.

Ich halte euch auf dem Laufenden.