Problem beim Schalten in 4. und 5. Gang

  • Was dreht sich grundsätzlich bei ausgekuppeltem Zustand schneller, Kupplungskorb oder Kupplungsnabe?

    Das kommt doch drauf an ob du nur askuppelst bei Standgas oder dabei gas gibst oder schaltest. Grundsätzlich ist vermutlich die Kupplungsnabe mit der Kurbelwelle verbunden und über den Korb wird das Getriebe verbunden. Das könnte aber vermutlich auch herstellerabhängig sein.

    Bedenke dabei auch, dass bei niedrigen gängen die Übersetzung eher kürzer ist als in hohen. Will heissen wenn du immer im gleichen Drehzahlbereich schaltest, dann ist in hohen gängen das Delta der Umdrehungsgeschwindigkeit höher.
    Anders gesagt: Wenn du vom zweiten in den dritten Gang schaltest ist der Drehzahlunterschied beim einkuppeln geringer als beim vierten in den fünften Gang. Immer angenommen der Gangwechsel und die Zündunterbrechung dauern immer gleich lang.
    Dadurch entsteht in höheren Gängen mehr Schlupf, mehr Wärme und kann somit auch mehr "durchrutschen" entstehen. Gerade wenn das eine Öl sich dann bei hohen Temperaturen anders verhält (zwischen den Kupplungsscheiben dürften dabei hohe Temperaturen entstehen).

    Ich hatte dabei nicht beachtet, dass du ja gar nicht kuppelst (Schaltassistent). Rutschen kann die Kupplung also nur wenn das anliegende Drehmoment grösser ist als das was die Kupplung übertragen kann und sie anfängt zu rutschen. Ich bin mir nicht ganz sicher ob du in allen Gängen bei gleicher Drehzahl schaltest. Wenn das so wäre, dann ist mir auch nicht ganz klar warum sich die Kupplung anders verhalten soll.

    Es bleibt dann natürlich noch der schlichte Unterschied der Drehzahlen wenn die Zündung wieder einsetzt. Man muss sich den Vorgang ja mal vorstellen. Zuerst wird die Zündung ausgeschaltet um den Vortrieb zu eliminieren, dann wird relativ brachial das Übersetzungsverhältnis geändert. Das kann dazu führen, dass die Kupplung kurz durch diesen Ruck in die Gleitreibung übergeht. Angenommen die Gleitreibung ist niedriger als die Haftreibung setzt jetzt während dieses Vorgangs bereits wieder die Zündung ein und überträgt Kraft. Eventuell so viel, dass die Kupplung noch etwas weiter rutscht bis die Drehzahlen sich angeglichen haben.

    Sinn macht die Theorie aber eigentlich nur, wenn entweder:
    a) Die Drehzahländerung bei höheren Gängen höher ist beim Schalten
    b) Die Drehzahl beim Schaltvorgang selbst höher ist als in niedrigeren Gängen

    Es kann auch eine Kombination von beidem sein.


    Es gibt gerade im Segment der Reibbeläge sehrwohl Paarungen, wo die Gleitreibung höher ist als die Haftreibung.

    Ist das bei Kupplungsbelägen so? Ich kann mir das nicht vorstellen denn bei Kupplungen will man ja eigentlich absichtlich auch rutschen erlauben. Denn nur mit Kupplung am "Schleifpunkt" ist es möglich sanft einzukuppeln und den Kraftschluss zur angleichung der Drehzahlen von Kurbelwelle und Getriebe anzugleichen. Daher denke ich eher nicht, dass bei Kupplungen Beläge im Einsatz sind bei denen die Gleitreibung höher ist als die Haftreibung. Zumindest würde mich das überraschen.


    Apropos Diskussion mit Hebel und Wind... Die Diskussion hatten wir mal an einem Schräglagentraining. Es gibt auch einen Grund warum Hebel für den Rennbetrieb häufig Löcher/Schlitze haben durch welche die Luft strömen kann. Eben damit die Kräfte durch den Fahrtwind (egal ob drücken oder "ziehend") möglichst klein bleiben. Um dies zu 100% auszuschliessen könntest du aber sicherstellen (durch starke Feder oder nach vorne drücken des Hebels), dass dieser sicher keine Kräfte auf die Kupplung auswirkt und ggf. die Kupplung öffnet.

    Ich bleibe trotzdem dabei die Theorie einer rutschenden Kupplung durch nicht optimales Öl zu unterstützen.

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    Ich bin gerade etwas neben der Spur. Macht Spass!

  • Soweit ich weiss, muss es einen kraftfreien Moment geben, dass ein Gang reinrutscht, egal ob hoch oder runter. Deswegen auch die Feder im Schalt-assi. Man spannt die Feder vor, sobald die minimal nötige Spannung erreicht ist, wird die Zündung unterbrochen oder Zwischengas gegeben, die Motordrehzahl fällt/steigt rapide ab/an und erst durch die Feder geht im kraftfreien Moment der Gang rein. Aus diesem Grund gibt ein Blipper auch Zwischengas beim Hinunterschalten. Nur wenn die Drehzahlen von Getriebeeingangs- und Ausganswelle im Zielgang perfekt übereinstimmen, flutscht der Gang rein. Da ist wenig brachialität dabei. Ansonsten wären die Getriebe innert kürzester Zeit ruiniert.
    Wer keinen Assi hat kann ja auch ohne Kupplung schalten, da braucht es dann aber wesentlich mehr Feingefühl im rechten Handgelenk.
    Meinem Verständniss nach, ist das Schalten an und für sich ein sehr kraftfreier Vorgang, wesshalb im normalfall ja mit der Kupplung das Getriebe lastfrei gemacht wird. Welches Drehmoment jedoch anliegt wenn die Zündung wieder einsetzt ist schwierig zu sagen, sollte jedoch das maximale nicht überschreiten.

    Normalerweise ist heute doch die Getriebeeinganswelle auch gleich die Kupplungswelle. Die Primärübersetzung geht von der Kurbelwelle auf den Kupplungskorb. Auch dreht sich alles bis und mit der Getriebeinganswelle immer gangunabhängig. Kurzes Beispiel:
    Motor 10000rpm
    Primärübersetzung 2:1
    Kupplungskorb 5000rpm
    Kupplungswelle bei geschlossener Kupplung 5000rpm
    Getriebeeingangswelle 5000rpm
    erster Gang, bei 2:1
    Getriebausgangswelle 2500rpm
    zweiter Gang bei 1:1
    Getriebeausgangswelle 5000rpm
    dritter Gang bei 0.5:1
    Getriebeausgangswelle 10000rpm

    Die zahlen sind wesentlich vereinfacht, wer die genauen von seinem Mopped will, findet diese im Handbuch. Ein PKW hat meines Wissens keine Primärübersetzung, dort sitzt die Kupplung direkt auf der Kurbelwelle.

    Des weiteren gilt bei gleicher Leistung: Halbe Drehzahl = doppeltes Drehmoment. Die Formel lässt sich auf seite 2 finden. :top:

    Die Kupplung wird in höheren Gängen getestet weil es weniger Stress für den Antrieb und die Bremsen ist. Gehen würde es vom 1 bis zum 6.

    Hier noch eine schöne Animation wie es bei einem Boxer aufgebaut ist. Bei den meisten Moopeds wird das ganze einfach um 90 grad gedreht sein und die Zylinder stehen anders.

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  • OT:
    Gleitreibung und Haftreibung kenne ich aus der Lagerungstechnik, z.B. von einem Kugel- oder Gleitlager. Dieses hat im Stillstand den Haftreibungskoeffizienten welcher unweigerlich grösser ist als der Gleitreibungskoeffizient. Dieser kommt zum Zuge sobald das Lager Differenzen ausgleicht. Das Phänomen ist wohl besser bekannt als Losbrechmoment.
    Dass es bei einer Kupplung eine grössere Gleitreibung als Haftreibung gibt macht für mich keinen Sinn. Gleitreibung heist, es gibt eine Kräftedifferenz. Haftreibung heist, es ist kraftschlüssig.

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  • Haftreibung heist, es ist kraftschlüssig.

    Gleitreibung heisst nur, dass die zwei Oberflächen (in diesem Fall die Scheiben der Kupplung) nicht still zueinander stehen sondern unterschiedliche Drehzalen aufweisen und die Oberflächen somit aufeinander rutschen.

    In beiden Fällen (Haftreibung und Gleitreibung) kann Kraft übertragen werden. Wird bei geschlossener Kupplung mehr Kraft übertragen als die Haftreibung der Scheiben erlaubt fangen die Scheiben an zu rutschen und gehen in die Gleitreibung über. Ist der Reibungskoeffizient bei Gleitreibung geringer so rutscht die Kupplung weiter bis sich die Umdrehungsgeschwindigkeiten soweit angepasst haben, dass wieder in die Haftreibung übergegangen wird (Ausgleich der Drehzahlen).

    Für mich klingt es eben so als würde der Schaltvorgang in hohen Gängen eben dieses "losbrechen" verursachen wo die Kupplung kurzzeitig in die Gleitreibung übergeht (rutscht). Wir versuchen hier nur zu eruieren warum das Ganze in hohen Gängen passiert aber nicht in niedrigen obwohl die Drehzahl der Kurbelwelle und die übertragene Kraft in jedem Gang gleich sein sollte. Daher vermute ich wie geschrieben eine Abweichung in der Drehzahl oder auch, dass das Übersetzungsverhältnis halt nicht gleich ist.

    Es ist zwar richtig, dass ein Schaltvorgang auch mit Schaltautomat dann passiert wenn möglichst keine Kraft übertragen wird. Diesers Zeitfenster ist aber derart klein, dass dies nie perfekt funktionieren wird. Ausserdem kommen noch Kräfte von der Kette und den Ruckdämpfern am Kettenkranz hinzu die bei höheren Geschwindigkeiten vermutlich nicht genau gleich sind wie in den unteren Gängen. All das führt wohl dazu, dass in höheren Gängen beim schalten höhere Kräfte an der Kupplung anliegen was dazu führt, dass sie "losbricht" bzw. eben von der Haftreibung in die Gleitreibung übergeht.

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  • Unter kraftschlüssig verstehe ich, dass die Teile statisch zu einander sind, sprich keine Drehzahldifferenz aufweisen. Sobald die Kupplung schleift entsteht ein Schulpf und die Kupplung ist nicht mehr kraftschlüssig.

    Könnte mir vor vorstellen dass bei den höheren Gängen die Drehzahl weiter abfällt als nötig wäre und der Motor so kurzzeitig in den Schleppbetrieb fällt. Da das Mopped bestimmt eine Anti-hopping-kupplung hat, öffnet diese sich etwas. Setzt nun die Zündung wieder ein, ist das wohl etwas zu viel für die Kupplung. Könnte mir durchaus vorstellen, dass das andere Öl diese nuance ausmacht und sie mit dem schlagartigen Drehmomentzuwachs überfordert ist.

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  • Sky, ich denke wir sind an einem Punkt, wo man nicht mehr einfach von "Drehzahl" sprechen kann. Wir haben die Drehzahl von Motor/Kurbelwelle, vom Kupplungskorb, und von der Kupplungsnabe. Und beim "Drehzahlunterschied" kann es z.B. der Drehzahlunterschied des Motors beim Gangwechsel sein oder der Unterschied von Kupplungskorb und Kupplungsnabe. Ich kann daher nicht auf deine Aussagen eingehen, bevor du nicht spezifizierst, was du genau meinst, sonst ist die Verwirrungsgefahr viel zu gross.

    Aber mittlerweile bin ich zum schluss gekommen, dass der theoretische Drehzahlunterschied von Kupplungskorb und Kupplungsnabe gar keine Rolle spielt, weil ja der Kraftfluss durch den Quickshifter eh unterbrochen ist, während die Drehzahlanpassung stattfindet.
    Ich versuchs jetzt also nochmal so zu erklären, dass auch ich es verstehe xD . Das ist jetzt auch mehr für mich selber, damit ich das später mal wieder nachschlagen kann...

    Nehmen wir den eingekuppelten Zustand, also Motordrehzahl ist fest an die Getriebeeingangsdrehzahl gekoppelt und die Getriebeausgangsdrehzahl an die Fahrgeschwindigkeit. Im 1. Gang dreht die Getriebeeingangswelle dann etwa zweimal schneller alsim 6. Gang bei gleicher Fahrgeschwindigkeit, einverstanden? Zur Veranschaulichung: Topspeed 1. Gang ca. 150km/h, im 6. Gang ca. 300km/h, ganz grob.
    Welche Kräfte muss nun die Kupplung beim Hochschalten mit Schaltassi übernehmen?

    1. Unmittelbar vor dem Hochschalten (im Leistungsmaximum, ich bin ja auf der Rennstrecke) hat die Getriebeausgangswelle eine gewisse Geschwindigkeit, die nur von der Fahrgeschwindigkeit abhängt, und diese nehmen wir während des Schaltvorgangs als konstant an, einverstanden? Die Kupplung überträgt die volle Motorleistung, also 200PS (Mann, meine Kawa liefert ja wunderbar schöne Zahlen zum rumrechnen^^)

    2. Während des Schaltvorgangs überträgt die immer noch geschlossene Kupplung keine Leistung (0PS), die Zündung wird ja für ca. 0.06s unterbrochen. Die Drehzahl der Kurbelwelle/Motor passt sich der neuen Drehzahl der Getriebeeingangswelle an, also nach unten.

    3. Unmittelbar nach dem Hochschalten ist also die Motordrehzahl tiefer. Die nun schlagartig wieder einsetzende Leistung (Zündung setzt wieder ein)vom Motor ist daher etwas tiefer als vor dem Schalten, und zwar abhängig von der Gangwahl. vom 2. in den 3. fällt die Drehzahl etwas mehr als vom 4. in den 5. Somit ist auch die Motorleistung im 5. Gang nach dem Schalten höher (180PS) als im 3. Gang (160PS).
    Die Geschlossene Kupplung muss also vom 2. in den 3. Gang nur den Ruck von 0 auf 160PS übertragen (den packt sie gerade noch ohne zu rutschen), vom 4. in den 5. jedoch von 0 auf 180PS (den packt sie nicht mehr). Somit wäre erklärt, dass die Kupplung beim Schalten am ehesten in den höheren Gängen zu rutschen beginnt.

    Ist das alles korrekt so?

    Was jedoch nicht erklärt wird ist die Tatsache, dass es bei mir auch in der Auslaufrunde vom 4. in den 5. Gang gerutscht ist, als ich bei deutlich tieferen Drehzahlen geschaltet habe. Da wäre dann von der Kupplung ungefähr ein Ruck von 0PS auf 120PS zu übertragen, was sie ja vom 2. in den 3. Gang auch locker packt.


    Ist das bei Kupplungsbelägen so? Ich kann mir das nicht vorstellen denn bei Kupplungen will man ja eigentlich absichtlich auch rutschen erlauben. Denn nur mit Kupplung am "Schleifpunkt" ist es möglich sanft einzukuppeln und den Kraftschluss zur angleichung der Drehzahlen von Kurbelwelle und Getriebe anzugleichen. Daher denke ich eher nicht, dass bei Kupplungen Beläge im Einsatz sind bei denen die Gleitreibung höher ist als die Haftreibung. Zumindest würde mich das überraschen.


    Da bin ich einverstanden. Ich wollte nur darauf hinaus, dass man nicht grundsätzlich sagen kann, dass die Haftreibung immer grösser ist als die Gleitreibung. Ja, das lernt man zwar so im standard Physikunterricht, aber es ist eben nicht die ganze Wahrheit :winking_face:

    Einer ist immer schneller - zum Beispiel ich :winking_face:
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  • ... nicht zu vergessen das die kupplung keine feste verbindung im antriebsstrang ist... sonst könnte sie ja nicht trennen
    und dadurch immer ein verlust in der kraftübertragung ist... man versucht einfach diesen soweit möglich zu minimieren...
    wie effizient die kupplung und getriebe als gesamtpacket arbeiten, siehst du in der differenz von der leistung am motor
    messen tust und dann entsprechend an der hinterachse...

    guck doch einfach mal die velos die ihr getriebe mehr oder weniger zur schau tragen...
    hier hat es im gegenzug zum töff keine kupplung... und an stelle das die zahnräder direkt ineinander greifen ist halt die kette dazwischen...
    dafür sieht man aber die unterschiede von gang zu gang deutlich durch die unterschiedliche grösse der zahnräder...
    wenn Du jetzt mit dem velo unterwegs bist und schaltest spürst du direkt die differenz zwischen den gängen...
    und wie du in dem moment weniger bzw mehr kraft brauchst um die geschwindigkeit konstant zu halten...

    beim töff ist diese differenz zwischen den gängen ebenso vorhanden... und damit dieser unterschied nicht direkt auf die antriebsachse schiesst versuchen wir mittels kupplung bzw motordrehzahl einen fliessenden übergang hinzubekommen...

    und selbst wenn du ohne kupplung schalten kannst ist die differenz der kraftübertragung zwischen den gängen vorhanden...
    und selbst wenn der elektronische teil des schaltassi vorübergehend die zündung aussetzt...
    wirkt sich das auf die schwachstelle der kraftübertragung vom motor zur hinterachse aus...
    dies ist nun mal die Kupplung welche nach wie vor im antriebsstrang drine ist
    und wenn jetzt das öl welches drin ist... ja eigentlich mehr zur kühlung als zur schmierung gedacht... bei betriebstemperatur zu starke fliess- und gleitfähigkeit bekommt erhöht sich daduch das risiko der durchrutschens... der haftpunkt stimmt einfach nicht mehr mit der Rotationsgeschwindigkeit der Achse zusammen...

    darum sollte man drauf achten was der hersteller vorgibt... ob jetzt mineralisch oder syntetisches öl zu verwenden ist...
    wenn die berechnungen der konstruktion der kupplung für syntetisch ausgelegt ist ..sollte da auch kein mineralisches öl rein.genauso wenig umgekehrt....
    Syntetisches und Mineralisches Motorenöl haben einfach unterschiedliche fliess und haftungseigenschaften...

    ...ist unter anderem auch ein grund warum man drauf achten sollte das nicht zu viel öl drinne ist...
    nicht das aus der kühlfunktion eine schmierfunktion wird

    "Am liebsten erinnere ich mich an die Zukunft."
    Salvador Dali

    Einmal editiert, zuletzt von Daniela (16. August 2018 12:38)

  • In den oberen Gängen fällt die Drehzahl der Getriebeeinganswelle weniger ab als in den unteren. Wenn der Motor nun aber immer um 3000 rpm abfällt, kann ich mir vorstellen, dass er eben ab dem 4 Gang zu weit runterfällt und so die Anti-hopping-kupplung etwas öffnet sobald das Ritzel drin ist aber die Zündung noch nicht funkt. Und liegen dann die 1XX Ps an der teilweise geöffneten Kupplung an, vermag diese nicht zu schliessen.
    Kannst ja mal versuchen bei 100kmh im 5 die Kupplung zu ziehen, dann den Motor in den Begrenzer jagen und nun die Kupplung gefühlvoll schnell schliessen lassen. Fällt die Drehzahl nicht merklich ab und geht es nicht mächtig vorwärts, vermag sie es nicht ordentlich zu schliessen.

    Dann nenn mir doch so rein aus neugierde mal welches Bauteil oder welche Materialkombination einen höheren Gleitreibungskoeffizienten als Haftreibungskoeffizienten hat? :winking_face: Und komm nun nicht mit der Quantenmechanik :face_with_tongue:

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  • Dann nenn mir doch so rein aus neugierde mal welches Bauteil oder welche Materialkombination einen höheren Gleitreibungskoeffizienten als Haftreibungskoeffizienten hat? :winking_face: Und komm nun nicht mit der Quantenmechanik :face_with_tongue:


    Ich mag ja Skeptiker :grinning_squinting_face:

    https://www.sts-friction.com/project/sts5086/

    Ist ein metallfreier Reibbelag auf Kautschukbasis. Wird z.B. für elektromagnetische Bremsen verwendet.

    Einer ist immer schneller - zum Beispiel ich :winking_face:
    Quod gratis asseritur, gratis negatur

  • Ich mag ja Skeptiker :grinning_squinting_face:

    https://www.sts-friction.com/project/sts5086/

    Ist ein metallfreier Reibbelag auf Kautschukbasis. Wird z.B. für elektromagnetische Bremsen verwendet.

    :thumbsup: Schade wird nur die Anpresskraft angegeben und keine Temperatur oder Geschwindigkeit, zumal es für statische und dynamische Anwendungen zwei verschiedene Temperaturzonen gibt...
    Aber das mit der Temperatur ist ja ein klassiker bei Bremsbelägen und Elastomeren...

    BTT: Wann darf man denn mit einem Öl-wechsel rechnen?

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  • Den Ölwechsel mach ich in den kommenden Tagen. Aber wann ich zum testen komme ist ungewiss, das kann ich ja nicht mal eben an einem Feierabend machen :winking_face:

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  • noch ein punkt wo mir grade in den sinn kommt...

    wie weit hatten die neuen kupplungteile zeit sich an ihr arbeitsumfeld zu gewöhnen?
    oder mussten sie von null auf nix rennbetrieb absolvieren?
    ein neuen töff sollte man ja auch erst einfahren damit man sieht das alles miteinander funktioniert wie es soll ...

    mein mech wo für mich die komplette kupplung innen gewechselt hat... hat danach gemeint ich solle dem ganzen etwa 500km geben damit alles zeit hat sich an die belastungen anzupassen... spult man ja meisst schneller ab als es einem bewusst ist

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  • wie weit hatten die neuen kupplungteile zeit sich an ihr arbeitsumfeld zu gewöhnen?

    Die hatten super Zeit sich daran zu gewöhnen. Ihnen wurde nie gemütlicher Strassenbetrieb vorgegaukelt :face_with_tongue:

    Heisst: Motor warm und ab die Post :grinning_squinting_face:

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  • Konnte leider noch nicht alles lesen. Aber vielleicht noch soviel dazu... wenn die Drehzahl beim Schaltvorgang in den oberen Gängen weniger abnimmt (also die Stufen kleiner sind) als in den unteren Gängen könnte das schon des Rätsels Lösungs ein.

    Mit erneutem Verweis auf die Formel P=2*Pi*M*n.

    Angenommen beim Schalten vom 2. in den 3. Gang fällt die Drehzahl um 2000rpm und in den oberen Gängen fällt sie nur um 1000rpm (z.b. vom 4. in den 5. Gang).
    Jetzt hat aber der Motor eine Drehmomentkurve und liefert nicht bei jeder Drehzahl das gleiche Drehmoment. Typischerweise weniger Drehmoment in tieferen Drehzahlen.
    Angenommen das Drehmoment liegt bei 8000rpm bei 100Nm (als einfaches Beispiel) und bei 7000rpm bei 90Nm und bei 6000rpm bei 80Nm
    Angenommen du schaltest immer bei 8000rpm... Dann liegen die übertragenen Leistungswerte nach dem Schaltvorgang wie folgt:

    2. zu 3. Gang: 2*Pi*80*6000=3015928
    4. zu 5. Gang: 2*Pi*90*7000=3958406

    Macht doch schon mal was aus...


    Und sorry, werd' mich morgen sicher für den Müll hier entschuldigen müssen, aber hab' grad keine Zeit das irgendwie zu prüfen, viel Spass damit :smiling_face:

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  • .... Und sorry, werd' mich morgen sicher für den Müll hier entschuldigen müssen, aber hab' grad keine Zeit das irgendwie zu prüfen, viel Spass damit :smiling_face:

    :thumbsup: Gemäss deiner Rechnung leistet das Mopped bei 6000 rpm 3Mw :winking_face_with_tongue: wo krieg ich soeines???
    Die Si-einheit ist Umdrehungen pro Sekunde, nicht Minute :winking_face:
    Aber ansonsten passts.

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