Kolbenfresser – wie entsteht er und was verrät das Schadensbild? - Motorensachverständiger, Motorengutachter, Motorschaden Sachverständiger, Motorschaden Gutachter

Ingenieurbüro für Verbrennungsmotoren GmbH

öffentlich bestellter und vereidigter Motorensachverständiger-Dipl. - Ing. (FH) Jörg Schulz

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Zahnriemenriss – warum entsteht der Schaden und wer trägt die Verantwortung?

Fachbeitrag von Dipl.-Ing. (FH) Jörg Schulz – Sachverständiger für Motorenschäden

Zahnriemenriss – warum entsteht der Schaden und wer trägt die Verantwortung?

Ein gerissener Zahnriemen gehört zu den Schadensereignissen, die innerhalb weniger Sekunden aus einem zunächst unauffälligen Problem einen erheblichen Motorschaden machen können. Bei vielen modernen Verbrennungsmotoren führt ein Zahnriemenriss dazu, dass Kolben und Ventile miteinander kollidieren. Die möglichen Folgen reichen von verbogenen Ventilen und beschädigten Ventilführungen bis hin zu Schäden an Kolben, Pleueln oder Zylinderkopf.

Doch ein Zahnriemen reißt nicht zwangsläufig allein aufgrund seines Alters. Für die technische und gegebenenfalls rechtliche Bewertung eines solchen Schadens ist deshalb eine entscheidende Frage:

Warum ist der Zahnriemen gerissen?

Diese Frage lässt sich häufig nur durch eine systematische technische Untersuchung des gesamten Zahnriementriebs beantworten.

1. Welche Aufgabe hat der Zahnriemen?

Der Zahnriemen synchronisiert im Verbrennungsmotor die Drehbewegung der Kurbelwelle mit der Nockenwelle. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ventile zum richtigen Zeitpunkt öffnen und schließen.

Je nach Motorkonstruktion kann der Zahnriemen zusätzlich weitere Aggregate antreiben, beispielsweise:

die Wasserpumpe,
eine Hochdruck- oder Einspritzpumpe,
Ausgleichswellen oder
weitere Nebenaggregate.

Der Zahnriemen arbeitet dabei mit Spannrollen, Umlenkrollen und gegebenenfalls einem hydraulischen Riemenspanner zusammen. Bei einer vom Zahnriemen angetriebenen Wasserpumpe ist auch deren Zustand für die Betriebssicherheit des gesamten Systems von Bedeutung.

Der Zahnriemen ist deshalb nicht als isoliertes Bauteil zu betrachten. Der gesamte Steuertrieb bildet ein funktionales System.

2. Was passiert bei einem Zahnriemenriss?

Reißt der Zahnriemen während des Motorbetriebs, wird die Verbindung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle unmittelbar unterbrochen.

Die Kurbelwelle kann sich aufgrund der Massenträgheit zunächst weiterdrehen, während die Nockenwelle stehen bleibt oder ihre Bewegung verändert.

Bei sogenannten Interferenzmotoren besteht dabei die Gefahr einer Kollision zwischen Kolben und geöffneten Ventilen.

Mögliche Schadensfolgen sind:

verbogene Einlass- oder Auslassventile,
beschädigte Ventilteller,
beschädigte Ventilführungen,
Schäden an den Ventilsitzen,
Beschädigungen der Nockenwelle,
Schäden an Kipphebeln oder Schlepphebeln,
Eindrücke auf den Kolbenböden,
gebrochene Kolben,
Schäden an Pleueln,
Beschädigungen des Zylinderkopfes.

Der eigentliche Zahnriemenriss ist deshalb häufig nicht der gesamte Motorschaden, sondern vielmehr das auslösende Ereignis für die nachfolgende mechanische Kollision.

3. Die häufigsten Ursachen eines Zahnriemenrisses

Ein Zahnriemen kann aus unterschiedlichen Gründen versagen. Für die Ursachenanalyse ist deshalb eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Schadensmechanismen erforderlich.

3.1 Überschreitung des vorgeschriebenen Wechselintervalls

Zahnriemen unterliegen sowohl einem laufleistungsabhängigen als auch einem zeitabhängigen Alterungsprozess.

Das konkrete Wechselintervall ist vom jeweiligen Motor abhängig. Maßgeblich sind die Herstellervorgaben für das betreffende Fahrzeug und den konkreten Motor. Allgemeine Angaben wie „Zahnriemen halten 100.000 oder 150.000 km“ sind für eine technische Beurteilung deshalb nicht ausreichend.

Mit zunehmender Betriebsdauer können sich die Materialeigenschaften des Riemens verändern.

Eine Überschreitung des vorgeschriebenen Wechselintervalls kann deshalb einen wesentlichen Beitrag zum Schaden leisten.

Sachverständige Bewertung

Bei einem gerissenen Zahnriemen ist zunächst zu prüfen:

Welcher Motor ist verbaut?
Welches Wechselintervall schreibt der Hersteller vor?
Wann wurde der Zahnriemen zuletzt gewechselt?
Bei welchem Kilometerstand erfolgte der Wechsel?
Ist das vorgeschriebene Zeitintervall eingehalten worden?
Welche Betriebsbedingungen lagen vor?

Erst danach lässt sich beurteilen, ob eine Überalterung als Schadensursache in Betracht kommt.

4. Materialermüdung ist nicht gleich Materialermüdung

Der Begriff „Materialermüdung“ wird bei Zahnriemenschäden häufig sehr allgemein verwendet.

Für eine gerichtsfeste technische Bewertung ist eine genauere Betrachtung erforderlich.

Am Zahnriemen können beispielsweise folgende Schadensbilder auftreten:

Risse an der Zahnseite,
Risse am Riemenrücken,
ausgebrochene Zähne,
abgeschälte Zahnflanken,
beschädigte Gewebeschichten,
Auflösungserscheinungen,
ausgefranste Zugträger,
Abrieb,
Öl- oder Kraftstoffeinwirkung,
Kühlmittelbeeinträchtigung.

Die Art und Lage der Beschädigung kann wichtige Hinweise auf die Ursache geben.

Technische Herstellerinformationen unterscheiden beispielsweise zwischen Schäden durch falsche Spannung, Fremdkörper, festsitzende Rollen und andere Ursachen.

Deshalb sollte der gerissene Zahnriemen niemals vorschnell entsorgt werden.

Er kann ein wesentliches Beweismittel für die Ursachenklärung darstellen.

5. Defekte Spannrolle als Ursache des Zahnriemenrisses

Eine häufig unterschätzte Ursache ist eine beschädigte oder blockierende Spannrolle.

Das Lager einer Spannrolle kann beispielsweise:

schwergängig werden,
Geräusche entwickeln,
überhitzen,
Spiel bekommen,
blockieren oder
mechanisch auseinanderbrechen.

Blockiert die Rolle während des Motorbetriebs, kann der Zahnriemen erheblich belastet werden.

Je nach Konstruktion kann es zu:

Riemenschlupf,
Zahnüberspringen,
Beschädigung der Riemenzähne,
Überhitzung,
Riemenabrieb oder
vollständigem Riemenriss

kommen.

Aus diesem Grund reicht es bei der Ursachenanalyse nicht aus, lediglich den gerissenen Zahnriemen zu untersuchen.

Spannrollen und Umlenkrollen müssen ebenfalls untersucht werden.

6. Falsche Riemenspannung nach einem Zahnriemenwechsel

Eine weitere wichtige Schadensursache kann eine fehlerhafte Montage sein.

Der Zahnriemen muss entsprechend den Herstellervorgaben gespannt werden. Eine zu geringe oder zu hohe Riemenspannung kann unterschiedliche Schadensmechanismen verursachen.

Zu geringe Spannung

Mögliche Folgen:

Zahnübersprung,
unruhiger Riemenlauf,
Schwingungen,
Beschädigung der Zahnflanken,
Kontakt mit angrenzenden Bauteilen.

Zu hohe Spannung

Mögliche Folgen:

erhöhte Lagerbelastung,
erhöhter Verschleiß,
Beschädigung von Spann- und Umlenkrollen,
übermäßige Belastung des Zugträgers,
vorzeitiger Riemenausfall.

Technische Informationen von Herstellern weisen ausdrücklich darauf hin, dass sowohl falsche Spannung als auch Montagefehler zu Schäden am Zahnriemen führen können.

7. Montagefehler nach einem Zahnriemenwechsel

Besondere Bedeutung besitzt der Fall, wenn der Zahnriemen erst kurze Zeit vor dem Motorschaden erneuert wurde.

Dann stellt sich die Frage:

War der Zahnriemenwechsel fachgerecht ausgeführt?

Zu untersuchen sind beispielsweise:

wurde der richtige Zahnriemen verwendet?
wurde der vorgeschriebene Zahnriemensatz verwendet?
wurden Spann- und Umlenkrollen erneuert?
wurde die Riemenspannung korrekt eingestellt?
wurden die vorgeschriebenen Spezialwerkzeuge verwendet?
wurden die Befestigungsschrauben entsprechend den Herstellervorgaben angezogen?
wurden Dehnschrauben erneuert?
wurde die Steuerzeit korrekt eingestellt?
wurde der Motor nach der Montage entsprechend den Herstellervorgaben durchgedreht?
wurde die korrekte Riemenspannung anschließend kontrolliert?

Bereits kleine Montageabweichungen können unter Umständen zu einem späteren Zahnriemenversagen führen.

8. Wasserpumpe als mögliche Schadensursache

Bei zahlreichen Motoren wird die Wasserpumpe durch den Zahnriemen angetrieben.

Ein Lagerschaden oder eine Blockierung der Wasserpumpe kann deshalb unmittelbare Auswirkungen auf den Zahnriementrieb haben.

Mögliche Schadensmechanismen sind:

Lagerschaden → Schwergängigkeit → erhöhte Riemenbelastung → Zahnriemenschaden

oder:

Blockierung der Wasserpumpe → schlagartige Belastung des Zahnriemens → Zahnübersprung bzw. Riss

Auch eine Undichtigkeit der Wasserpumpe kann relevant sein, wenn Kühlmittel in den Bereich des Zahnriemens gelangt.

Ob die Wasserpumpe bei einem Zahnriemenwechsel grundsätzlich erneuert werden muss, hängt von der jeweiligen Motorkonstruktion und den Herstellervorgaben ab. Wird sie jedoch vom Zahnriemen angetrieben, ist ihr Zustand bei der Schadensanalyse besonders zu berücksichtigen.

9. Öl oder Kühlmittel am Zahnriemen

Ein Zahnriemen kann auch durch Fremdstoffe beeinträchtigt werden.

Von besonderer Bedeutung sind:

Motoröl,
Kraftstoff,
Kühlmittel und
andere chemische Einflüsse.

Eine Undichtigkeit an einem Kurbelwellen- oder Nockenwellen-Dichtring kann dazu führen, dass Öl in den Bereich des Zahnriemens gelangt.

Das kann die Materialeigenschaften des Riemens beeinträchtigen.

Bei der Untersuchung ist deshalb zu prüfen:

Ist der Riemen ölig?
Befinden sich Ölspuren unter der Zahnriemenabdeckung?
Gibt es Hinweise auf eine Undichtigkeit?
Ist Kühlmittel aus der Wasserpumpe ausgetreten?
Sind die Riemenflanken oder Zähne auffällig verändert?

Ein Zahnriemen mit deutlichen Fremdstoffspuren darf daher nicht isoliert betrachtet werden.

10. Fremdkörper im Zahnriementrieb

Auch Fremdkörper können einen Zahnriemen beschädigen.

Mögliche Ursachen sind beispielsweise:

Teile einer gebrochenen Kunststoffabdeckung,
Schrauben,
Bruchstücke von Rollen,
Teile des Keilrippenriemens,
Verschmutzungen oder
andere mechanische Fremdkörper.

Ein Fremdkörper kann dazu führen, dass der Zahnriemen:

seitlich läuft,
Zähne verliert,
beschädigt wird,
von einer Riemenscheibe abläuft oder
schließlich reißt.

Bei einem Schaden sollte deshalb auch der Bereich innerhalb und außerhalb der Zahnriemenabdeckung sorgfältig untersucht werden.

11. Warum die Schadensursache häufig nicht sofort erkennbar ist

Nach einem Zahnriemenriss findet man häufig einen erheblich beschädigten Motor vor.

Das Problem:

Der Folgeschaden kann die ursprüngliche Ursache verdecken.

Beispiel:

Spannrolle blockiert → Zahnriemen reißt → Ventile schlagen auf Kolben → Zylinderkopf wird beschädigt.

Wird anschließend lediglich der Zylinderkopf zerlegt und werden verbogene Ventile festgestellt, ist damit noch nicht geklärt, warum der Zahnriemen gerissen ist.

Für eine belastbare Ursachenanalyse muss die Untersuchung deshalb möglichst am gesamten Schadensbild ansetzen.

12. Welche Untersuchungen sind bei einem Zahnriemenriss sinnvoll?

Eine sachverständige Untersuchung kann unter anderem folgende Punkte umfassen.

Zahnriemen

Bruchbild,
Rissverlauf,
Zustand der Zähne,
Zustand des Zugträgers,
Abrieb,
Materialablösungen,
Fremdstoffeinwirkung,
thermische Auffälligkeiten.

Spann- und Umlenkrollen

Leichtgängigkeit,
Lagerspiel,
Laufspuren,
Blockierspuren,
Beschädigungen,
ungewöhnliche Geräusch- oder Reibspuren.

Wasserpumpe

Lagerspiel,
Leichtgängigkeit,
Undichtigkeit,
Beschädigung des Pumpenrades,
Spuren einer Blockierung.

Steuerzeiten

Stellung der Kurbelwelle,
Stellung der Nockenwelle,
Zahnübersprung,
Abweichung der Steuerzeiten,
Montagepositionen.

Motorschaden

Ventile,
Kolbenböden,
Ventilführungen,
Ventilsitze,
Nockenwelle,
Kipp- und Schlepphebel,
Zylinderkopf,
gegebenenfalls Pleuel und Kurbeltrieb.

Dokumentation

Besonders wichtig sind:

Wartungsnachweise,
Rechnungen,
Serviceheft,
Herstellerinformationen,
Reparaturaufträge,
Angaben zum letzten Zahnriemenwechsel,
verwendete Ersatzteile,
Arbeitsanweisungen,
Fotos vom Schaden.

13. Wer trägt die Verantwortung für einen Zahnriemenriss?

Diese Frage lässt sich nicht allein anhand des Motorschadens beantworten.

Entscheidend ist die festgestellte technische Ursache.

Es kommen grundsätzlich unterschiedliche Verantwortungsbereiche in Betracht.

Fall 1: Wechselintervall wurde überschritten

Wurde der vorgeschriebene Zahnriemenwechsel trotz entsprechender Vorgaben nicht durchgeführt, kann dies für die Bewertung der Verantwortlichkeit von Bedeutung sein.

Hier ist zunächst anhand der konkreten Herstellervorgaben und der Wartungshistorie zu prüfen, ob das Intervall tatsächlich überschritten wurde.

Fall 2: Zahnriemen kurz zuvor erneuert

Wurde der Zahnriemen erst kurz vor dem Schaden gewechselt, kommt insbesondere eine Prüfung der ausgeführten Reparatur in Betracht.

Dann sind beispielsweise folgende Fragen relevant:

Wurde fachgerecht gearbeitet?
Wurden die vorgeschriebenen Bauteile erneuert?
Wurde die richtige Riemenspannung eingestellt?
Wurden die Herstellervorgaben eingehalten?
Liegt ein Montagefehler vor?
War bereits vor dem Wechsel ein Bauteil des Steuertriebs schadhaft?

Eine kurze Laufzeit zwischen Reparatur und Schadensereignis kann deshalb ein wichtiger Untersuchungsansatz sein, stellt für sich allein aber noch keinen Beweis für einen Montagefehler dar.

Fall 3: Defektes Bauteil des Zahnriementriebs

Ist beispielsweise eine Spannrolle, Umlenkrolle oder Wasserpumpe ursächlich ausgefallen, muss zusätzlich geklärt werden, weshalb dieses Bauteil versagt hat.

Dabei können unter anderem relevant sein:

Verschleiß,
Materialbruch,
Montagefehler,
falsche Spannung,
Fremdkörpereinwirkung,
Vorschädigung oder
ein Defekt des Bauteils selbst.

Fall 4: Material- oder Bauteilfehler

In bestimmten Fällen kann auch ein Fehler des Zahnriemens oder eines anderen Bauteils des Steuertriebs in Betracht kommen.

Hier sind insbesondere die Schadensmerkmale am Bauteil und gegebenenfalls die Herkunft und Charge des Ersatzteils von Bedeutung.

Eine entsprechende Bewertung sollte möglichst auf einer technischen Untersuchung und nicht allein auf dem Umstand beruhen, dass ein Bauteil vorzeitig ausgefallen ist.

14. Warum ein Sachverständigengutachten sinnvoll sein kann

Gerade bei Zahnriemenschäden stehen häufig erhebliche Reparaturkosten im Raum.

Hinzu kommen mögliche Auseinandersetzungen zwischen:

Fahrzeughalter,
Verkäufer,
Werkstatt,
Hersteller,
Teilehersteller,
Versicherung oder
weiteren Beteiligten.

Die entscheidende Frage lautet dabei häufig:

Was war die technische Ursache des Zahnriemenversagens?

Ein Sachverständiger kann den Schaden unabhängig untersuchen und die einzelnen möglichen Ursachen anhand des vorhandenen Schadensbildes bewerten.

Dabei sollte zwischen drei Ebenen unterschieden werden:

1. Schadensbild

Was ist tatsächlich beschädigt?

2. Schadensursache

Welcher technische Vorgang hat den Schaden verursacht?

3. Verantwortungszuordnung

Welcher Umstand bzw. welcher Verantwortungsbereich ist nach den festgestellten technischen Tatsachen für die Ursache relevant?

Diese drei Fragen dürfen nicht miteinander vermischt werden.

15. Besonders wichtig: Den Zahnriemen nicht entsorgen

Nach einem Zahnriemenriss sollte der beschädigte Riemen möglichst nicht vor der sachverständigen Untersuchung entsorgt werden.

Auch folgende Bauteile können wichtige Beweismittel darstellen:

Spannrolle,
Umlenkrollen,
Wasserpumpe,
Zahnriemenräder,
Riemenspanner,
beschädigte Ventile,
Kolben,
Nockenwelle,
Zylinderkopf.

Darüber hinaus sollten möglichst frühzeitig aussagekräftige Fotos angefertigt werden.

Denn nach der Reparatur oder Entsorgung der beschädigten Bauteile kann die ursprüngliche Schadensursache unter Umständen nicht mehr zuverlässig rekonstruiert werden.

16. Beispiel einer technischen Ursachenanalyse

Ein typischer Untersuchungsfall kann beispielsweise wie folgt aussehen:

Schadensereignis:

Der Motor bleibt während der Fahrt plötzlich stehen. Anschließend wird ein Zahnriemenriss festgestellt.

Erste Diagnose:

Ventile sind verbogen, mehrere Kolben weisen Einschlagspuren auf.

Oberflächliche Schlussfolgerung:

„Zahnriemen gerissen – Motorschaden.“

Diese Feststellung beschreibt jedoch lediglich das Schadensereignis.

Eine weitergehende Untersuchung könnte beispielsweise ergeben:

Spannrolle blockiert → Zahnriemen wird beschädigt → Zahnriemen reißt → Steuerzeiten gehen verloren → Kolben-Ventil-Kollision → Motorschaden.

In einem anderen Fall könnte die Untersuchung dagegen ergeben:

Zahnriemen deutlich über Wechselintervall → Materialalterung → Riss des Zugträgers → Steuerzeitenverlust → Kolben-Ventil-Kollision.

Technisch handelt es sich um zwei völlig unterschiedliche Ursachenketten.

17. Fazit

Ein Zahnriemenriss ist nicht automatisch ein „normaler Verschleißschaden“.

Ebenso wenig lässt sich allein aus einem gerissenen Zahnriemen ableiten, dass eine Werkstatt oder ein Teilehersteller für den Motorschaden verantwortlich ist.

Für eine belastbare Bewertung muss zunächst die konkrete technische Schadensursache ermittelt werden.

Dabei sind insbesondere folgende Ursachen zu berücksichtigen:

Überschreitung des vorgeschriebenen Wechselintervalls,
Materialalterung,
fehlerhafte Riemenspannung,
Montagefehler,
defekte Spann- oder Umlenkrollen,
Wasserpumpenschäden,
Öl- oder Kühlmitteleinwirkung,
Fremdkörper,
Zahnübersprung,
Fehler an Riemenscheiben oder
ein möglicher Bauteilfehler.

Der entscheidende Punkt lautet daher:

Nicht der Zahnriemenriss allein bestimmt die Ursache des Motorschadens. Entscheidend ist die Rekonstruktion des Schadensmechanismus, der zum Zahnriemenversagen geführt hat.

Bei Streitigkeiten über die Ursache eines Zahnriemenrisses kann eine unabhängige technische Untersuchung deshalb eine wesentliche Grundlage für die weitere Beurteilung bilden.