Land Cruiser LJ70: Überholung des Getriebes

Text und Fotos: Gerhard Epple

Mein Getriebe macht Mucken.

Eigentlich tut es das schon seit ich den LJ habe, doch jetzt erst kann man die Quelle der Vibrationen und Geräusche so richtig orten, mit anderen Worten: es verschlechtert sich da drin irgendwas.

Zu den Vibrationen, die so um 55 km/h nur im 4. Gang (Thema zahlreicher Threads hier) auftreten, kommt nun seit einiger Zeit ein Geräusch beim Beschleunigen in den Gängen 3, 4 und 5, das so klingt, als läge der Auspuff am Rahmen oder Aufbau an. Überhaupt tut das so dumpf, als ob der Auspuff ein Loch hätte – nur der ist x-fach überprüft, neu gummigelagert und überhaupt rundum neu. Tatsächlich dürften diese dumpfen Geräusche die Ursache im Getriebe haben. Sie sind motordrehzahl- und lastabhängig, d.h. je stärker man beschleunigt, je geringer die Drehzahl, je höher der eingelegte Gang, umso stärker treten die Phänomene auf.

Schaltet man die Gänge von 1 bis 5 bei neutralem VG durch, so ist im 1. Gang fast nichts hörbar, im 3. bereits deutlich, im 4. und 5. schmerzhaftest polternd, als säße einer mit einer Hilti drin und will raus. Erhöhe ich die Motordrehzahl, verringern sich die Schlaggeräusche, es bleibt aber eher kratzend laut.

Vermutlich sind also ein oder mehrere Lager am Verrecken.
Hat irgendjemand ähnliche Erfahrungen gemacht? Kann man aufgrund der Geräusche in den hohen Gängen auf etwas bestimmtes schließen?
Gibt es bekannte Anfälligkeiten bei dieser Getriebekonstruktion?
Laufleistung des Getriebes an die 300tkm bis jetzt, Hängerbetrieb: ja, in frühen Jahren (vermutlich 87 bis 92). Das Getrtiebe ist bis jetzt problemlos zu schalten, die Ölstände sind überprüft, bis auf das Pumpen vom VG ins SG (ca. 1/2 l nach 30tkm) keine besonderen Vorkommnisse.

Kurzer Zwischenstand:
Das Getriebe ist zerlegt, die Zahnräder sehen allesamt perfekt aus, die Lager dürften allesamt mehr oder weniger kaputt sein. Ganz schlimm das Nadellager, mit dem die Eingangswelle in der Hauptwelle gelagert ist. Das ist so ausgenudelt, daß sich die Eingangswelle vorne, wo sie im Kupplungs-Führungslager steckt, um 5mm auf und ab bewegen läßt.

Blick auf die Zähne:

Jetzt (siehe Bild unten) hab ich allerdings ein Problem, bei dem ich nicht weiterkomme. Es geht um das Kugellager (oberer Bildrand), das nach der Distanzmuffe auf der Ausgangswelle steckt. Das krieg ich einfach nicht runter, hab mich gestern 2 Stunden erfolglos damit beschäftigt.  Ich werde das Lager sowieso tauschen müssen, da es fühlbar Spiel hat, aber deswegen möchte ich trotzdem keine Winkelschleifer-Orgie inszenieren. Das Werkstatthandbuch gibt nur den Hinweis auf ein Special Service Tool, und mit meinem normalen Abzieher schaff ich es nicht.

Was ist mit den Nuten in der Distanzhülse? Gibt es einen handelsüblichen Abzieher, den man da ansetzen kann? Soll ich das Lager anwärmen?

Zu den Kugellagern hätte ich noch eine Frage: Wie prüf ich deren Zustand?
Bei praktisch allen Kugellagern kann ich das Gehäuse minimal spürbar „kippen“. Würde das Lager allerdings mit dem Außengehäuse in der Führung stecken, wäre kein Spiel fühlbar. Ich nehme an, damit ist es (das Lager) trotzdem reif für einen Austausch?


Gestern hab ich die Wellen aus der Zwischenplatte genommen, d.h. es war mir möglich, das Lager zwischen der Schaltgetriebe-Antriebswelle und der Abtriebswelle das erste Mal zu inspizieren.

Ich hatte eigentlich ein demoliertes Lager erwartet, oder zumindest deutlich stärkere Laufspuren. Der Ringschlüssel im Hintergrund ist Größe 17 – zum Vergleich.
Das einzige, was an dem Nadellager auffällt, ist, daß die Nadeln im Lagerkäfig extrem viel Spiel haben. Das ist z.B. beim Nadellager unter dem Vorgelege-Gangrad Nr. 5 ähnlich.

Hier (Bild oben)die Lauffläche dieses Lagers in der Antriebswelle. Man sieht außen und innen Laufspuren, aber es ist nichts eingelaufen. Lediglich ein Hinweis darauf, wo die stärkste Belastung der Nadeln auftritt.

Dieser Wellenstummel ist die innere Lauffläche besagten Lagers, an der Schaltgetriebe-Abtriebswelle. Ebenfalls außen Laufspuren zu sehen – aber NICHT eingelaufen bzw. keine meßbare Veränderung im Durchmesser!

Hier eine etwas andere Ansicht (oben). Im Hintergrund liegt die Vorgelegewelle.
Wie kanns das geben? Die Antriebswelle scheppert auf der Abtriebswelle wie Sau – vorne, am Führungslagersitz, kann ich die Welle gute 5 mm auf und ab bewegen. Und trotzdem finde ich keine Tragödien an den beteiligten Bauteilen.

Reicht es, nur das Nadellager zu tauschen? Anders gesagt, sind die Bautele von der Härtung so konstruiert, daß das schwächste Teil das Nadellager ist?
Oder muß ich doch beide beteiligten Wellen zusätzlich tauschen, um die Laufflächen ebenfalls zu erneuern? Es gibt im Reparaturhandbuch keine Angaben über den korrekten Durchmesser bzw. zulässige Mindestdurchmesser der Laufflächen der Wellen. Wo krieg ich diese Zahlen her? Wie gesagt, eigentlich – bis auf die leicht matten Laufspuren außen und innen an der Welle – seh ich als Laie gar keinen Fehler. Es muß aber einen geben, wo käme sonst das enorme Kippspiel her?
Zu den anderen Bauteilen im Schaltgetriebe: Eigentlich unauffällig. Den ersten Synchronring an der Antriebswelle (4. Gang) hab ich gemessen, bei einer Mindestdistanz von 0,6mm zwischen Anlauffläche und Synchronring kann ich auf beruhigende 1,25mm verweisen – neuwertig wäre 1,6mm.

Hier (oben) besagter Synchronring und im Hintergrund die Anlauffläche an der Antriebswelle. Die anderen Synchronringe auf der Abtriebswelle hab ich noch nicht gemessen.
Letztes Bild, unten: die Schaltmuffe für den 5. Gang.

Am Wochenende werde ich mit der Meßuhr von Thomas versuchen, eventuelle Fehler an den Laufeigenschaften der Gangräder festzustellen, die Druckspiele der Gangräder und Synchronringe messen etc.
Aber bitte äußert Euch zu der Lagergeschichte Antriebs-Abtriebswelle. Beide Wellen neu zu geben wäre teuer und sehr zeitaufwendig, weil ich sämtliche Gangräder, Schaltmuffen etc. abziehen müßte – das will ich eigentlich nur machen, wenns wirklich notwendig ist. Und was die beiden Wellen kosten, will ich noch gar nicht wissen.


 

Am Samstag hab ich bei meinem Kumpel Willi die beiden Wellen auf Schlag untersucht, mit zufriedenstellendem Ergebnis: unter 0,06. Der Willi hat nämlich richtig schwere Prismen und jede Menge Messuhren, damit wars regelrecht ein Vergnügen.
Weil wir schon mal da waren, haben wir auch gleich die neuen Lager auf die Wellen gepresst.
Das Lager zwischen Eingangs- und Ausgangswelle hab ich mir auch neu geleistet, und Michl hats nachgemessen: es ist  kein sichtbarer Unterschied zwischen dem alten und dem neuen Teil, aber den Rollen fehlen 5/100. Hab in der Zwischenzeit jemanden bei Toyota gefunden, der mir zwar nicht den Soll-Durchmesser der beiden beteiligten Wellen sagen konnte, der aber meinte, daß im ausgebauten Zustand ein wenig Kippspiel da sein darf – stabil wirds erst durch die Wellenhauptlager. Bin leicht gespannt.

Viel Spiel hat das Hauptlager der Getriebe-Eingangswelle, und zwar hauptsächlich axial, kaum radial. Der äußere Lagerring scheint eingelaufen.

Die braunen Verfärbungen sind kein Rost (siehe unteres Bild). Was kann das sein?

Das Lager scheppert zwar, aber es läßt sich trotzdem problemlos drehen. Es eckt und blockiert nicht. Trotzdem sieht es so aus, als ob sich das Lager im Lagersitz gedreht hätte. Einerseits wegen der Spuren auf dem vorderen Lagerdeckel:

Soll ich den auch noch neu geben?
Und andererseits wegen Spuren am Lagersitz im vorderen Getriebegehäuse, und am Kugellager selbst:

Dann hätte ich da noch eine Frage (Bild unten): an der Zwischenplatte finden sich an den Lagersitzen ebenfalls Schleifspuren oder Abnützungen. Allerdings sehen die so aus, als wäre von Werk aus ein Übermaß abgetragen worden. Kann das sein?

Was war sonst seit dem letzten Posting:
Guckstdu, Gehäuse geputzt (Finger dreckig):

Und das Hinterteil kommt dran, wenn die Finger wieder sauber sind: :hb:


Gestern hab ich die Abtriebs- mit aufgesetzter Antriebswelle, das Vorgelege und die Rücklaufradwelle in die Zwischenplatte eingesetzt. Gescheitert bin ich erst am Synchronkörper des 5. Gangs, den muß man nämlich mit einem SSST (Super Special Service Tool), sprich, Messingrohr, auf die Welle treiben und gleichzeitig mit einem 2kg-Hammer am gegenüberliegenden Ende der Welle gegenhalten – mindestens eine Hand zu wenig.
Den vorderen Deckel laß ich wie er ist. Damit sich das vordere Lager micht mehr mitdrehen kann, werd ichs mit Lagerfix einkleben.


Von wegen der Gangradgruppe des 5. Ganges (das ist der hinter der Zwischenplatte):
Das Schweinderl hat mich ganz schön in der Reissen, hat es! Laut Werkstatthandbuch sollte das Gangrad ein Axialspiel von 0,10 bis max. 0,35mm haben. Natürlich, im Getriebe MEINES Autos sind die Teile besonders alternativ drauf, daher locker-flockige 1,2mm axial. Großartig.
Jetzt bin ich grad am austarockieren, welche Trümmer ich da tausche, daß das wieder ins Ruder kommt. Ich fang jetzt mit den billigen (Druckscheibe, 12,–) an und hantel mich in Richtung teure (Gangrad, 175,–) Teile vor.


Ich bin wieder ein Stück weiter.
Das übermässige Axialspiel des 5. Gangrads wurde von einer eingelaufenen Druckscheibe verursacht.
Hier das Bild:

Man kann gut den eingelaufenen Bereich erkennen. Das Gegenstück, das Lager (das untere), ist ebenfalls schon neu:

Damit hat sich das Thema in Wohlgefallen aufgelöst – am nächsten Bild sieht man zwischen der neuen Druckscheibe und dem Lager-Anlaufring die 0,15mm-Fühlerlehre stecken. Die 0,20 geht nicht mehr rein – passt! Soll 0,10 bis 0,35mm.

Was mich zum nächsten Schritt bringt, die Montage der Schaltgabeln und Schaltwellen.
Die Wellen werden durch die Löcher in der Zwischenplatte geführt und mit den Sperrkugeln versehen. Dieses Kugelzeugs ist von der Sorte Dinge, die am liebsten unter die Werkbank flüchtet, wo es dreckig und dunkel ist.

In diese Fräsungen in der Zwischenplatte kommen die Sperrkugeln:

Im Werkstatthandbuch ist der Zusammenbau der Schaltwellen und Schaltgabeln ein wenig unübersichtlich dargestellt, da macht die Gefrierbeutelmethode richtig Sinn: jeden einzelnen Arbeitsschritt in Gefrierbeutel (am besten die wiederverschließbaren) einsacken und nach den Positionen des Auseinanderbaus (z.B. SG 106/25) bzw. der im WHB genannten Bezeichnungen beschriften. Das WHB bezieht sich im Kapitel Zusammenbau exakt auf die Bezeichnungen, die im Kapitel Auseinanderbau verwendet wurden. Mit der Angabe der Seite und des Arbeitsschrittes am Beutel kann man dort auch nachschlagen und kommt so ziemlich sicher auf ein vernünftiges Ergebnis: mir ist bis jetzt noch kein Teil übriggeblieben.
So ist das Schaltgetriebe fertig für das Aufsetzen des vorderen Gehäuses.

Was in diesem Stadium Sinn macht, ist das Durchschalten jedes einzelnen Gangs und gleichzeitig sicherstellen, dass sich keine andere Schaltwelle bewegen lässt, wenn ein Gang eingelegt ist. Als nächstes kommt nämlich schon das vordere Gehäuse drauf, und wenn man dann einen Fehler findet, kann man die Flanken vom frisch aufgetragenen Getriebeseal reinigen – Misthacke.
Wenn nicht noch Überraschungen im Verteilergetriebe auf mich warten, bin ich so quasi übern Berg.

 


Jetzt wirds nicht mehr spannend, dafür machts jetzt richtiggehend Spaß, das Ding fertig zu bauen. Immer schwierig ist die Entscheidung, sobald das Dichtmittel aufgetragen ist, ob man das Gehäuse [i]jetzt schon[/i] dranpickt, man könnte ja was vergessen haben. Ehrlich, mir beschert der [i]Gedanke[/i] an die Probefahrt schon Bluthochdruck.

So sahs dann fertig aus. Ehrlich gesagt: der Fahrgastaum des dazu gehörenden Autos ist vermutlich dreckiger

24.jpg

Echt geholfen hat dieser Schraubstock: der wurde für die Getriebeüberholung neu angeschafft. Hier hilft er grad beim Verstemmen der Kronenmutter des vorderen Antriebsflansches. Übrigens, der Wellendichtring, der Verteilergetriebe vom Schaltgetriebe trennt, rechts davon: ich hab sie allesamt reingenudelt, diese Wellendichtringe, von „einbauen“ konnte da keine Rede sein. Muß man sich für die Wellendichtringe wirklich SSTs von Toyota leisten, oder gibts (fürs nächste Mal) einen Trick, wie man die Dinger schonend in die Passung treibt? Schraubenzieher mit Coroplast umwickelt gilt nicht, das fällt unter „reinnudeln“.

Bild unten ist die vordere Abtriebswelle des Verteilergetriebes, auf dieses Teil gleitet die Schaltmuffe, wenn der vordere Antrieb zugeschaltet wird. Darüber, das „Loch“ ist die Passung für die Schaltwelle, die von der Unterdruckdose kommt.

Mittlerweile sind das Schaltgetriebe und der vordere Gehäuseteil des Verteilergetriebes zusammengebaut, und ich kann das Ding nicht mehr alleine von der Werkbank heben. Mittlerweile eingebaut, die Vorgelegewelle, die Schaltmuffe inkl. Welle für den Allrad, und den Membranadapter. Ich muß noch auf die Anbaudichtung für den Membranschaltkörper warten, der war im Dichtungssatz natürlich nicht dabei.

Sobald die noch fehlenden Teile eintrudeln, kommen die zum Einbau dran:
Die Räder des Verteilergetriebes. Das gerade verzahnte Rad im Vordergrund ist für den Nebenabtrieb, dahinter liegt die Abtriebswelle, das Antriebsrad, und das Vorgelege. Die beiden Nadellager auf dem Plastik gehören unter das Vorgelege.

Morgen oder Mittwoch kommen die restlichen Ersatzteile, und dann wird fertig zusammengebaut. Hab schon Entzugserscheinungen.


 

Gestern sind die Ersatzteile fürs VG gekommen. Begann dann gestern abend noch mit dem Zusammenbau. Mir ist schon vorher ein Detail am Übergang SG-VG aufgefallen, der vielleicht für den Öltransport von VG ins SG schuld ist. Ich hab den Ausschnitt des nächsten Bildes hier markiert:

Auf dem Bild sieht man die Vielkeilwelle, den Radialwellendichtring und dahinter den inneren Lagerring des Kugellagers.

Die Verkeilung der Antriebswelle geht weit hinter den Radialwellendichtring hinein, bis unter das Ausgangslager im VG-Adapter. Kann das sein, dass das Öl entlang der Keilwelle unter den darauf sitzenden Zahnrädern hinüber ins SG rinnt?
Toyota hat bei den neueren Modellen dem offenbar Rechnung getragen, in meinem Reparatur-Manual, das so ca. aus 1994 ist, gibt es an dieser Stelle einen O-Ring und vermutlich endet die Verkeilung vorher, um ein Vorbeischleichen des Öls unter den Zahnrädern zu unterbinden.
Es hilft nur leider nichts, diesen O-Ring beim alten R150F trotzdem einzuziehen, wie ich es wollte, weil die Verkeilung erst unter dem Ausgangslager endet und der O-Ring damit praktisch nutzlos ist.
Bild unten ist das Antriebsrad des VG, das wird auf die Welle gepresst, bis es mit dem Flansch unter dem Radialwellendichtring sitzt. Die Laufspuren des RWDR sind zwar sichtbar, aber zum Glück mit meinen Mitteln (noch) nicht messbar.

Als nächstes die Druckscheibe für das Vorgelege: Netter Vergleich alt – neu:

Bild unten:
So siehts dann fertig aus, und wird gleich wieder zerlegt. Ich hab noch ein kaputtes Teil entdeckt, das mir ärgerlicherweise bei der Durchsicht für die letzte Ersatzteilbestellung entgangen ist – und das ist ausgerechnet eines beiden grossen Nadellager unterhalb des Vorgeleges (mittlere Welle). Der Käfig ist seltsam aufgebogen, und darunter hat sich eine Nadel ein wenig eingefressen. Zuerst hab ich es zurechtgefeilt, dass der Käfig wieder unters Vorgelege passt, mich dann aber doch noch entschlossen, die Teile neu zu geben, und heute morgen bei Toyota bestellt. Kommen wohl erst Dienstag.

Oben links auf dem nächsten Bild, das ist das Nebenabriebsrad. Die bauen das Rad wahrscheinlich in Serie ein, obwohl ziemlich sicher in Österreich noch nicht ein einziger Nebenwellenabtrieb auf einem LJ ausgeführt wurde. Falls jemand drauf Bock hat, Deckel ab, das Rad wartet.

Dann war noch die Unterdruck-Schalteinheit für den 4WD. Wirklich überraschend, wie gut der Gummi nach 18 Jahren noch aussieht. Den kleinen Wellendichtring im oberen Bauteil hab ich getauscht, weil es von Getriebe her schon Ölschmodder ins Diaphragma gedrückt hat.

Am nächsten Foto ist die Unterdruck-Schalteinheit montiert. Ein wenig Vorsicht ist geboten, daß man die Betätigungswelle mit dem Gummibalg nicht verdreht, wenn man den Deckel des Diaphragmas montiert, dann eckt nämlich die gesamte Betätigungsmechanik.

Besser den Deckel vorher ohne Schraubenkleber anschrauben, und die Betätigung ein paar Mal mit der Hand (Feder rechts von der Abtriebswelle) raus und reinziehen, ob die Zuschaltung des vorderen Antriebs flutscht.

Liebe Grüße,
Gerhard

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