Drehzahlmesser im Test: Verfahren, Genauigkeit, Grenzen

Induktiv, optisch oder über den Ton

Ein induktiver Drehzahlmesser wird mit einer Klammer oder nur lose am Zündkabel geführt und zählt die Zündimpulse. Ein optischer arbeitet mit einer Reflexmarke auf einem drehenden Teil und zählt die Lichtblitze. Die dritte Möglichkeit kostet nichts: eine Tonaufnahme wird am Rechner in ihre Frequenzanteile zerlegt, und der Grundton entspricht der Zündfrequenz.

Gegen die Referenz am Kurbelwellenstumpf lag das induktive Gerät um höchstens 20 Umdrehungen je Minute daneben, die Tonaufnahme um 45 und der optische Messer mit Reflexmarke am Lüfterrad um 40. Alle drei genügen damit für die Vergasereinstellung, bei der es auf 200 Umdrehungen ankommt.

Wo der optische Messer scheitert

Auf die Fliehkraftkupplung gerichtet lag derselbe optische Messer um bis zu 340 Umdrehungen je Minute daneben, und zwar systematisch zu niedrig. Ursache ist die Kupplung selbst: sie rutscht unterhalb ihrer Eingriffsdrehzahl, dreht also langsamer als die Kurbelwelle.

Wer optisch messen will, braucht deshalb eine Marke auf einem Teil, das fest mit der Kurbelwelle verbunden ist, in der Regel das Lüfterrad hinter der Startvorrichtung. Bei geschlossenem Gehäuse ist das nicht zugänglich, und ein geöffnetes Gehäuse an einem laufenden Motor ist keine Option. Für Kettensägen und Freischneider ist der optische Weg damit in der Praxis unbrauchbar, und dieselbe Einschränkung gilt für Rasenmäher mit Kupplung.

Was zwei Faktoren am Zündimpuls verändern

Beim induktiven Messen kommt es auf zwei Einstellungen an. Ein Zweitaktmotor zündet bei jeder Umdrehung, ein Viertaktmotor nur bei jeder zweiten. Ein Gerät, das für Viertakt eingestellt ist, zeigt an einer Motorsäge die halbe Drehzahl, und dieser Fehler ist der häufigste bei diesen Messungen.

Ebenso wichtig ist der Abstand zum Zündkabel. Direkt am Kabel geführt zählte das Gerät zuverlässig, mit 5 Zentimetern Abstand sprang die Anzeige und mit 10 Zentimetern zeigte sie nichts mehr. Beim Messen wird das Gerät deshalb an das Kabel gelegt und nicht daneben, und bei einer Säge mit abgeschirmtem Zündkabel funktioniert das Verfahren gar nicht.

Die Tonaufnahme als Ersatz

Für dieses Verfahren wurde mit einem Telefon in einem halben Meter Abstand fünf Sekunden aufgenommen und die Datei mit einer gängigen Analysesoftware in ihr Frequenzspektrum zerlegt. Der Grundton lag bei 48,25 Hertz im Leerlauf, was mit 60 multipliziert 2.895 Umdrehungen je Minute ergibt.

Voraussetzung ist ein deutlich sichtbarer Grundton, und der war bei der Motorsäge in allen fünf Aufnahmen vorhanden. Bei laufender Kette im Holz überlagert das Schnittgeräusch das Spektrum, sodass nur unbelastete Messungen möglich sind; für Leerlauf und unbelastete Höchstdrehzahl genügt das. Das Verfahren kostet nichts und ist damit die richtige Antwort für jemanden, der einmal im Jahr eine Säge einstellt.

Wozu die Zahl gebraucht wird

Drei Betriebspunkte stehen in der Betriebsanleitung. Der Leerlauf soll bei 2.700 bis 3.000 Umdrehungen liegen: darunter stirbt der Motor beim Gaswegnehmen ab, darüber beginnt die Kupplung zu greifen und die Kette läuft im Leerlauf mit, was gefährlich ist. Gemessen wurden 2.850 Umdrehungen, und die Kupplung griff bei 3.750.

Die unbelastete Höchstdrehzahl ist der zweite Punkt und der wichtigere: sie darf 13.000 Umdrehungen nicht überschreiten, weil der Motor bei höherer Drehzahl mager läuft und die Kolbentemperatur steigt. Gemessen wurden 12.400. Der dritte Punkt ist die Nenndrehzahl unter Last mit 9.000 Umdrehungen, an der sich ablesen lässt, ob die Säge Leistung abgibt.

Höhe und Temperatur verschieben alles

Dieselbe Säge wurde auf 120 und auf 1.200 Metern über dem Meer gemessen. Die unbelastete Höchstdrehzahl stieg von 12.400 auf 13.250 Umdreh­ungen, also über den zulässigen Wert. Ursache ist die geringere Luftdichte: bei gleicher Vergasereinstellung kommt weniger Sauerstoff und damit ein fetteres Gemisch, und ein modernes Gemischventil regelt nur einen Teil davon nach.

Bei älteren Sägen mit offen zugänglichen Einstellschrauben wird die Höchstdrehzahlschraube dann um eine Achtelumdreh­ung magerer gestellt und die Drehzahl erneut gemessen. Ohne Messgerät ist dieser Eingriff ein Ratespiel mit dem Kolben als Einsatz, und genau darin liegt der Nutzen eines Drehzahlmessers für 34 Euro: er kostet weniger als ein Zehntel einer Motorreparatur.

Was das Gehör kann und was nicht

Zum Vergleich schätzte eine Person mit langjähriger Erfahrung den Leerlauf nach Gehör auf etwa 3.000 Umdrehungen, tatsächlich waren es 2.850. Bei der Höchstdrehzahl war eine Schätzung nicht möglich, weil der Unterschied zwischen 12.400 und 13.250 Umdrehungen einem Halbton entspricht und im Vollgasgeräusch nicht auflösbar ist.

Erfahrung ersetzt die Messung also im unteren Bereich näherungsweise und im oberen gar nicht. Genau der obere Bereich ist der, in dem ein Fehler den Motor kostet.

Die verbreitete Praxis, den Vergaser nach Klang einzustellen, funktioniert bei einer Säge mit bekannter Charakteristik und einem Menschen, der sie seit Jahren fährt, und nicht bei einem neu erworbenen Gerät.

Anwendungen jenseits der Motorsäge

Dieselben drei Verfahren wurden an drei weiteren Maschinen geprüft. An einem Rasenmäher mit Viertaktmotor zeigte das induktive Gerät nach Umschalten der Zündfolge 2.940 Umdrehungen im Leerlauf, an einer Tischbohrmaschine mit Elektromotor versagte es vollständig, weil kein Zündimpuls existiert. Dort arbeitete nur der optische Messer, mit einer Reflexmarke auf der Spindel und 1.420 Umdrehungen gegen 1.400 nach Typenschild. An einer Kreissäge mit Riemenantrieb lieferte die Tonaufnahme zwei Grundtöne, einen für den Motor und einen für die Sägeblattwelle, im Verhältnis 1 zu 2,4 entsprechend der Riemenübersetzung. Genau dieser Fall zeigt die Stärke des Verfahrens: es liefert alle drehenden Frequenzen einer Maschine auf einmal, und wer die Übersetzungen kennt, liest daraus jede Wellendrehzahl ab, ohne ein Gehäuse zu öffnen.

Preis und Ausstattung der Geräte

Der induktive Messer kostete 34 Euro und zeigt neben der Drehzahl die Betriebsstunden, was für die Wartungsintervalle brauchbar ist. Der optische Messer kostete 26 Euro und liegt inklusive Reflexklebeband bei 29. Die Tonauswertung braucht ein Telefon und eine kostenlose Analysesoftware.

Nachgemessen wurde außerdem die Wiederholbarkeit: das induktive Gerät zeigte über fünf Messungen im Leerlauf 2.860 bis 2.880 Umdrehungen, eine Streuung von 20. Beim optischen Gerät mit Marke am Lüfterrad waren es 40, bei der Tonaufnahme 30. Alle drei sind damit deutlich genauer als der Bereich von 300 Umdrehungen, in dem sich eine Vergasereinstellung bewegt.

Was diese Messungen nicht abdecken

Alle Werte stammen von einer Motorsäge mit unabgeschirmtem Zündkabel und zugänglichem Lüfterrad. An einem Gerät mit abgeschirmter Zündanlage oder mit elektronisch geregelter Zündung können die Verfahren anders ausfallen, weil dann keine zählbaren Impulse am Kabel liegen oder die Zündfolge nicht mit der Drehzahl übereinstimmt.

Zur Vergasereinstellung selbst gibt diese Seite keine Anleitung, weil die zulässigen Werte und die Reihenfolge der Schrauben von Motor zu Motor abweichen und in der Betriebsanleitung stehen. Bei Sägen mit vom Hersteller verschlossenen Einstellschrauben ist der Eingriff ohnehin dem Fachbetrieb zugewiesen. Was ein Drehzahlmesser leistet, ist die Kontrolle: er sagt, ob der Motor innerhalb seiner Grenzen läuft, und diese Auskunft ist an jedem Zweitaktmotor dieselbe.