WESMO Differenzialsperre

Differenzial

WESMO Differenzialsperre für 7" Differenzial
30°/30° oder 45°/45° - einstellbar
1.966,20 € inkl. 16 % MwSt
1.695,00 € exkl. MwSt
WESMO Differenzialsperre für BMW Differenzial
30°/30° oder 45°/45° - einstellbar
1.966,20 € inkl. 16 % MwSt
1.695,00 € exkl. MwSt
Einbau ins ausgebaute Diffenzial
341,04 € inkl. 16 % MwSt
294,00 € exkl. MwSt
Differenzial in den Caterham S3/SV aus- und einbauen
574,20 € inkl. 16 % MwSt
495,00 € exkl. MwSt
Differenzial in den Caterham CSR aus- und einbauen
752,84 € inkl. 16 % MwSt
649,00 € exkl. MwSt


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Um den Vorteil und Preis der WESMO Lamellen-Differenzialsperre zu rechtfertigen, bedarf es einiger Erklärungen.

Es werden die drei wesentlichen Punkte und Eigenschaften einer Lamellensperre beschrieben.

  • Die Vorspannung des Lamellenpaketes
  • Die verschiedenen Rampenwinkel der Druckplatten
  • Die Beschaffenheit der Lamellen

Es gibt auf dem Markt einige Lamellen-Differenzialsperren (z.B. Titan, Tran-X) für den Caterham Seven, die sehr schnell die Vorspannung (Preload) verlieren bzw. eine weitgehend undefinierte Vorspannung aufweisen.

Die Vorspannung des Lamellenpaketes ist aus verschiedenen Gründen wichtig.

Eine Sperre, die die Vorspannung verloren hat, wird bei langsamer Kurvenfahrt hässliche Geräusche machen, da sich die Lamellen nun im Differenzial frei bewegen können und dadurch klappern.

Das ist für den Einsatz im Straßenverkehr natürlich von großer Bedeutung, weshalb bei für diesen Verwendungszweck die Quaife ATB, ein sogenanntes Torsendifferential, seine Berechtigung findet und sehr beliebt ist.

Leider haben diese Torsendifferential konstruktionsbedingte Nachteile, wie z.B. Dreher beim plötzlichen Gaswegnehmen auf nasser Straße und Durchdrehen des entlasteten Rades, wenn dieses in der Luft ist. Dies ist auf einem Trackday ständig der Fall. Mit einem Torsendifferential kann man auch nicht so gut mit dem Gaspedal lenken – driften. Nimmt man diese Nachteile in Kauf, dann ist das Torsendifferential eine preiswerte und verschleißfreie Alternative zu der hier vorgestellten Sperre, auch, weil die Untersteuerneigung etwas geringer ist. Diese Konstruktion sperrt nicht, sondern schiebt lediglich das Antriebsdrehmoment der Räder hin und her;  Für den Amateur etwas leichter zu beherrschen.

Durch die Vorspannung des Lamellenpaketes wird der Grundsperrwert der Lamellen-Differenzialsperre vorgegeben.

Nun könnte man meinen, dass bei einem Sportwagen der Grundsperrwert nicht so wichtig ist, da die Sperre bei Volllast sowieso maximal sperrt. Dabei kommt aber ein wichtiger Aspekt zum Tragen. Durch die Vorspannung sind die beiden angetriebenen Räder miteinander verbunden und lassen keinen Drehzahlausgleich zu. Deshalb bevorzugt man beim leichten Seven einen niedrigen Grundsperrwert, um ein Untersteuern in langsamen Kurven zu vermeiden.

Man könnte also bei einem Sportwagen der Annahme sein, dass komplett auf die Vorspannung verzichtet werden kann, da a.) Geräusche egal sind, b.) Einbautoleranzen nicht interessieren und wichtiger c.) ein Untersteuern in langsamen Kurven unbedingt vermieden werden möchte.

Auf der anderen Seite braucht man, gerade bei dem leichten Seven, einen hohen Sperrwert beim Beschleunigen, damit das entlastete Rad nicht durchdreht und folglich Traktion und so wertvolle Zeit verloren geht. Das stört natürlich auch beim Straßenauto und macht dort vor allem den Fahrspaß zunichte.

Nun ist es aber so, dass ein Lamellenpaket in Verbindung mit einem hohen Sperrwert, fahrerisch nur schwer zu beherrschen ist. Das Fahrzeug reagiert wird sehr heftig auf Lastwechsel reagieren. Lastwechsel wird vor allem dann provoziert, wenn man in Kurven mit dem Gaspedal den besten Grip auslotet. (Radlastverschiebung / Gripabriss).

Aufgrund dessen ist man auf eine korrekte Vorspannung angewiesen, denn gerade in schnellen Kurven verliert man die meiste Zeit, falls der Grip auf der Hinterachse abreist, man dadurch vom Gas muss, da das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit plötzlich übersteuert. So werden die Titan Sperren, die in den englischen Caterham Rennserien vorgeschrieben sind, bis zu zwei Mal pro Jahr revidiert, um die Vorspannung wieder zu herzustellen. Es läßt sich leicht ausrechnen, welcher Aufwand jedes Mal betrieben werden muss, von den Kosten ganz zu schweigen: Differenzial ausbauen, Sperre ausbauen, Sperre revidieren und alles wieder zurück. Alles in allem etwa ein Tag Arbeit plus die sehr teuren Ersatzteile.

Hier kommt die Konstruktion der WESMO Sperre voll zum Tragen. Diese Sperre kann niemals die Vorspannung verlieren. Sie wird mit der Materialdicke und Wölbung der sogenannten Tellerfedern erreicht. Jede einzelne Feder hat einen gewissen Arbeitsbereich, den Federweg. Wird dieser überschritten, wird diese Feder permanent überdehnt, auf Dauer lahm oder bricht. Deshalb geben die Hersteller hochwertiger Tellerfedern, bezogen auf deren Wölbung und Dicke, einen maximalen Arbeitsweg – Federweg vor. Nun sollte man doch meinen, dass diese Vorgaben von den Herstellern diverser Sperren respektiert werden.

Dem ist aber nicht so. Die Konstruktion der Sperre soll ja nicht nur für einen leichten Seven geeignet sein, sondern auch für einen schwereren Tourenwagen. Deshalb verwendet man in den Sperren unterschiedliche Materialdicken und Wölbungen der Tellerfedern.

Da WESMO ausschließlich Sperren für leichte Seven anbietet, kennt man natürlich die ideale Tellerfeder für den Einsatz im Seven. Das bedeutet, dass WESMO den maximalen Federweg der verwendeten Tellerfeder kennt und diesen konstruktiv begrenzt. Somit werden diese Tellerfedern niemals lahm werden oder brechen. Da die WESMO Sperre nur im Seven Verwendung findet, sind die Stückzahlen natürlich wesentlich kleiner. Dies wiederum wirkt sich erstmals negativ auf die Herstellkosten aus. Allerdings ist dieser Mehrpreis, zu alternativen Angeboten, schon bei ihrer ersten Revision ausgeglichen. Somit ist die WESMO Sperre in jedem Fall die bessere Investition.

Ein weiterer Aspekt sind die Rampenwinkel der Druckringe. Pauschal kann gesagt werden, dass, je flacher der Rampenwinkel der darin gelagerten Differenzialachsen ist, desto höher der Sperrgrad ist. Hier haben sich im Straßenverkehr Rampenwinkel von 45° und im Rennsport etwas flachere Winkel von zirka 30-35° bewährt.

In vielen Jahren experimentierte man immer wieder mit gleichmäßigen und ungleichmäßigen Rampenwinkel. Da im Seven eigentlich immer Reifen mit gutem Grip gefahren werden, man eine nahezu 50/50 Achslastverteilung hat und im Seven nur 4 Zylinder-Motoren gefahren werden, ist das Schleppmoment beim Gas wegnehmen und Bremsen zu vernachlässigen. Sperren mit 0° Rampenwinkel im Schiebebetrieb machen „auf“. Die Hinterachse beim Bremsen spürt man deutlich weniger.

Nach vielen aufwendigen Fahrversuchen über all die Jahre mit verschiedenen erfahrenen Testfahrern, kam man zu dem Ergebnis, dass für sich für alle Seven Anwendungen, Rampenwinkel von 30° auf der Zugseite, beim Gas geben, und 30° auf der Schubseite, beim Gaswegnehmen oder beim Bremsen, bestens bewährt haben. Und das, sowohl auf der Straße, als auch auf der Rennstrecke. Diese Erfahrungen machte man bereits in den 90er Jahren mit den ZF Differenzialsperren. Allerdings werden diese Sperren seit vielen Jahren nicht mehr produziert, findet sie aber noch in vielen Caterham der Generationen vor dem R 300 / 420R.

Spricht man über Sperren im Seven, muss man diese ZF Sperre genauer betrachten. ZF lieferte diese Sperren an verschiedene Großserienhersteller. Deshalb musten die  Herstellkosten im Rahmen bleiben. In ZF-Sperren, die in den Seven verwendet wurden, war auf jeder Seite immer nur eine „aktive“ Innenlamelle verbaut, die direkt auf den Druckring und die passive Außenlamelle wirkte / sperrte. ZF-Sperren gab es ab Werk nur mit 45°/45° oder 30°/30° Rampenwinkel.

Abkürzend kann man sagen, dass eine 45° ZF-Sperre mit dem ZF-Lamellenpaket in einem Seven von über 150 PS, viel zu wenig sperrt, und das entlastete Rad hoffnungslos durchdreht und dadurch Traktion verloren geht.

So sind es immer wieder die 45°/45° ZF-Sperren, die immer wieder in linksgelenkten CSR Rennwagen und fast immer in CSR Straßenwagen vorgefunden werden.

Ein Schelm wer Böses dabei denkt. Waren doch gerade in den Jahren als Caterham die Cosworth Masters mit den CSR Rennwagen als Europameisterschaft austrug, die ZF-Sperren knapp geworden, muss man dem Werk doch geradezu böswillige Absicht unterstellen, dass ausgerechnet die deutschen und französischen CSR ausnahmslos mit 45° Sperren und die englischen CSR mit den perfekt geeigneten 30° Sperren ausgestattet waren. Zu dieser Erkenntnis kam Joachim Westermann im Jahr 2006 als er mit Kurt Hoffmann im Eurocup mit einem linksgelenkten CSR Rennwagen gegen die Briten aus den Kurven raus massiv Zeit einbüßte. Ein Blick ins Innere der Differenzialsperre brachte Licht ins Dunkel. Zum Glück waren seinerzeit noch ausreichend ZF-Ersatzteile verfügbar, so dass man den deutschen CSR Rennwagen mit einer 30°/30° Abstimmung ausrüsten konnte und fortan endlich konkurrenzfähig war.

Westermann Motorsport hat einen Großteil aller je gebauten, linksgelenkten CSR Rennwagen anschließend von 45°/45° auf 30°/30° Rampen umgebaut. Das hier aber nur am Rande, um die Bedeutung des Sperrwertes einer Differenzialsperre hervorzuheben.

Um  bei der Konstruktion von ZF-Sperren zu bleiben. Deren einfache, molybdän-bedampften Lamellen, hatten einen relativ geringen Reibwert. Dies wiederum führte zu einem erhöhten Verschleiß der Lamellen.

Aufgrund dessen werden WESMO-Lamellensperren mit je 2 aktiven molybdän-bedampften Lamellen ausgestattet, die auf die passiven Lamellen wirken, um die Reibung und somit den Verschleiß zu minimieren bzw. zu eliminieren.

Reibung erzeugt Reibungswärme. Das wiederum hat zur Folge, dass sich das Einbauspiel durch Ausdehnung der Lamellen und Druckringe verändert und die Viskosität des Differenzialöles massiv beeinflusst. Das geht soweit, dass man ein Differenzial mit herkömmlicher Differenzialsperre nach 30 Minuten Renneinsatz nicht mehr anfassen kann und im Differenzial Temperaturen vorfindet, die die Schmierung soweit verringeren, dass es sogar zu kapitalen Schäden am Teller- und Kegelrad kommt.

Auf das Lamellenmaterial und die Beschichtung möchten man hier nicht näher eingehen. Dies würde hier zu weit führen und keine weiteren Erkenntnisse zu den angebotenen Alternativen bringen. An dieser Stelle kann man sich auf der Internetseite von limitedslip.de weiter gut informieren.

Die Tran-X Sperre verwendet konstruktionsbedingt deutlich kleinere Lamellen mit sehr niedrigen Reibwert, die TITAN-Sperre allerdings etwas größere mit hohem Reibwert ausweist. Beide Sperren verlieren leider sehr schnell die Vorspannung.

Die WESMO-Sperre wurde mit verschiedenen Fahrern mit 45°/45° und 30°/30° Druckringen getestet, immer mit je zwei Lamellenpaaren mit hohem Reibwert. Selbst bei PS starken Klassen 1 Caterham auf Slicks, reicht der 45° Rampenwinkel aus, damit das entlastete Rad nicht mehr durchdreht. Man fand heraus, dass der flacherer Rampenwinkel von 30° kein erhöhtes Untersteuern auslöst, man das Auto aber am Limit besser spürt und ein deutlich stabileres Heck beim Bremsen am Limit hat.

Fazit: Alle Differenzialsperren, die auf dem Markt sind, sperren je nach Setup genügend, um die gewünschte Traktion zu erreichen.

Zusammengefasst weist die WESMO-Sperre jedoch wesentliche Vorteile auf:

  • Die WESMO-Sperre verliert nicht die Vorspannung. Deshalb sind die Investitionskosten zu vernachlässigen, da diese über die eingesparten Revisionskosten amortisiert werden.
  • Im Grenzbereich bleibt das Fahrzeug beherrschbar, da im Vergleich massiv weniger Radlastverschiebung und Gripabriss erreicht wird.
  • Durch weniger Reibung erreicht man eine geringe Betriebstemperatur, weniger Verschleiß und gleichmäßiger Sperrgrad im Betrieb.
  • Die Rampenwinkel der Druckringe sind auf 30°/30° oder 45°/45° einstellbar.