Calthorpe Motoren

 

Im Jahre 1925 wurde nach 16 Jahren des Motorradbaus erstmals ein selbst konstruierter Motor verbaut. Für den Einstieg in den Motorenbau wählte man das OHV-Motorkonzept (Overhead Valves). Dieser kam vorerst nur in dem 3 ½ HP OHV Sports Model zum Einsatz, welches das Topmodell dieses Jahres darstellte. Einen ähnlichen Motor hätte man auch bei J.A.P. zukaufen können. Aber der Preis und auch der Ehrgeiz in jener Zeit waren sicher ausschlaggebend für eine Eigenentwicklung. Der Motorenbau, die Weiterentwicklung und die Neuentwicklung wurden konsequent weiterverfolgt, sodass im Jahre 1934 eigene 250ccm, 350ccm und 500ccm Motoren angeboten werden konnten.

Gliederung

D-Motoren (350ccm)
D4 D5 D6 D7 D8 D9        
K-Motoren (350 ccm)
K1 K2 K3 K4 K5 Special-Competition        
M-Motoren (500 ccm)
M1 M2 M3 M4 M5 Special-Competition        
R-Motor (250 ccm)
R1                  
G-Motor
G1                  

 

Calthorpe D-Motoren (1925 bis 1930)

 

Der D-Motor war der erste eigene Motorentyp von Calthorpe. Für verschiedene Ausbau- und Entwicklungsstufen wurde eine fortlaufende Nummer, beginnend bei "4" vergeben. Die Einzelteilenummern beginnen ebenfalls mit D4 und werden fortlaufend nummeriert. Bei Änderungen und Verbesserungen von Einzelteilen in den Folgejahren wurde die D-Nummer hochgezählt.

Der Aufbau ist recht simpel und gilt für alle D-Typen. In einem längsgeteiltem "runden" Kurbelgehäuse befindet sich Rechts die Steuerseite mit dem Festlager und Links das Loslager mit dem Abtrieb zur Primärübersetzung.

Der Zylinderkopf wird mit vier Zugankern, welche im Kurbelgehäuse befestigt sind, auf den Zylinder gezogen. Somit kann man bei eingebautem Motor den Zylinderkopf, und den Zylinder abnehmen. Damit war der OHV-Motor gegenüber dem Seitenventil-Motor deutlich wartungsfreundlicher. Dieser Vorteil wurde stets beworben und trifft auf OHV-Motoren aller Hersteller zu.

Besonders fortschrittlich war die Unterbringung der Kipphebellager in einem Aluminiumgehäuse auf dem Zylinderkopf. Diese sind zudem mit Rollenlagern ausgeführt, deren Schmierung über Ölnebel aus dem Steuergehäuse erfolgt. Ein Rohr, in welchem auch die Stößelstangen untergebracht sind, transportiert den vernebelten Schemierstoff zum Zylinderkopf. Die Stößelstangen sind nebeneinander, statt hintereinander, angeordnet.

Der Hubraum beträgt 348 ccm. Dabei hat die Kurbelwelle einen Hub von 81 mm und der Zylinder eine Bohrung von 74 mm.

Die Schmierung erfolgt nach dem Naßsumpfprinzip und die Ölpumpe ist steuerseitig angebracht. Der Zündmagnet wird mit Kette angetrieben und liegt vor dem Motor.

Die folgende Zusammenstellung beschreibt den D4 ausführlich und alle nachfolgenden Motoren nur hinsichtlich ihrer Veränderungen zum Vorgängermotor.

d4 motor
Calthorpe D4 Motor[1]

 

D4 -Motor (OHV Sports Model - 1925-1926)

Das rechte Hauptlager besteht aus Phosphor-Bronze und wird durch Öl im Nasssumpf des Kurbelgehäuses geschmiert. Das Abtriebslager und das Lager des unteren Pleuelauges ist ein einreihiges Rollenlager.

Der Ölkreislauf nutzt den Unter- und Überdruck im Kurbelgehäuse. Beginnend im Steuergehäuse läuft das Öl über einen hohlen Zapfen, auf dem der Einlassnockenhebel sitzt, in den Motor. Dies ist eine Art "Überlauf".
Die Schwungscheiben schleudern das Öl, womit alle Lagerungen und die Kolbenlaufbahn geschmiert werden. Beim Herabbewegen des Kolbens wird das Öl durch ein Ventil in das Steuergehäuse gedrückt und schmiert dort die Nockenwelle und über den Ölnebel die Kipphebellagerung.
Durch die Bewegung des Kolbens nach Oben wird durch den Unterdruck im Kurbelgehäuse das Öl im Steuergehäuse durch Bohrungen im rechten Kurbelwellenstumpf und der Schwungscheibe zum unteren Pleuelauge gesaugt.

Die Ölpumpe (Abbildung unten!) wird gebraucht, um trotz des ständig wechsenden Unter und Überdrucks frisches Öl aus dem Tank in den Motor zu pressen. Die Pumpe ist eine Innenzahnradpumpe, welche auf der Kurbelwelle sitzt. Diese fördert Öl aus dem Öltank in das Steuergehäuse nach. Eine optimale Ölversorgung wird durch einen federbelasteten Stift, welcher durch den Pumpendruck ein halbes Zoll aus der Ölpumpe herausragt, angezeigt. Durch einen leeren Öltank sinkt der Öldruck in der Pumpe und der Stift sinkt ein. Für den Fahrer ein Zeichen Öl nachzufüllen! Die Exzentrizität der Innenzahnradpumpe und damit die Fördermenge lässt sich über einen Hebel einstellen. Verstärkte Bauteile, vermutlich im Ersatz, tragen auch D.4.S Nummern in den Teilekatalogen.

D5 -Motor (OHV Super Sports Model - 1926)

Das Lager der Abtriebsseite und die Lagerung des großen Pleuelauges wurden auf zweireihiges-Rollenlager umgestellt. Die Verdichtung wurde mit einem Sport-Kolben (hoher Domkolben) erhöht. Die Steuerzeiten wurden mit einer optimierten Nockenwelle angepasst und die Ventilfedern verändert. Der D5 ist somit ein getunter D-4 mit dem eine Endgeschwindigkeit von 75 mph (120 km/h) möglich sein soll. Die Dämpfung des Primärtriebs wurde verbessert.

D6 -Motor (OHV Sports Model, OHV Super Sports Model - 1927)

Die Lagerung der Kurbelwelle und des unteren Pleuelauges wurden wie beim D5 mit zweireihigen Zylinderrollenlagern ausgeführt.
D6A: Die Ölpumpe drückt das Frischöl nicht mehr in den Steuerkasten, sondern direkt in das untere Pleuelauge (durch Bohrungen in der Kurbelwelle und der Schwungscheibe).
D6S: Eine Ölpumpe der "The Pilgrim's Way Motor Motor Co. LD" (Farnham, Surrey) wurde verwendet. (Abbildung unten!)
Diese Einfach-Kolbenpumpe hat ein Schauglas, welches dem Fahrer zeigt, ob die Pumpe fördert. Eine Schnecke und der Pumpkolben bilden ein Getriebe. Der Kolben bewegt sich vor und zurück. Der Kolbenweg und damit die Pumpmenge werden über die Rückstellkraft des Kolbens eingestellt. Dies geschieht mit einer vorgespannten Feder. Die Pumpe pumpt zunächst in ein Reservoir mit Schauglas. Dies ist mit einem Ventil ausgestattet, welches einen Rückstrom sperrt. Im Pumpzyklus wird dann die Bohrung zur Kurbelwelle freigegeben und das Öl strömt zum großen Pleuelauge. Dieser Pumpentyp wurde von fast allen Herstellern verwendet und wurde weltweit von vielen Firmen in Lizenz gebaut.
Die Nockenwelle ist wieder "schärfer" und die Verdichtung höher als bei dem D6A.

D7A -Motor (OHV Popular, Sports Model D.6.S - 1928)

Der D7A und hat nun auch eine Pilgrim-Pumpe. D7S entspricht dem D6S Motor. Die Dekompressionsmechanik wurde überarbeitet.

D8(S) -Motor (OHV Popular Two Port - 1928-1929)

Hier wurde ein Zylinderkopf mit zwei Krümmerabgängen (Two Port; dt.: Doppelport) verbaut. Der Rest entspricht dem D7S.

Eine besonders starke Variante kam in der Speedway Maschine zum Einsatz. "Echte" 20 PS sollen bei 6500 Umdrehungen abrufbar sein. Der Grundmotor (Kurbelgehäuse/Zylinder/Zylinderkopf) könnte ein D6/D7 sein. Jedoch wurde dieser hinsichtlich seines Innenlebens komplett überarbeitet. Ein echter Rennmotor eben!
In späteren Teilekatalogen finden sich auch Teile, welche mit "H" gemarkt sind (z.B. Buchsen Nockenwellenlager). Möglicherweise trug dieser Motor auch den Kennbuchstaben "H".

D9S -Motor (Ivory finished Two Port OHV - 1929)

Das Steuergehäuse wurde umgestaltet, sodass der Zündmagnet nun hinter dem Motor liegt. Ebenso wurde es hinsichtlich der höheren Belastungen durch eine Lichtmaschine, welche über dem Zündmagneten liegt, verstärkt. Der Zylinderkopf ist wie beim D8S ein Doppelport. Standard war ebenso ein hoher Domkolben. Die Verdichtung konnte über verschieden Fußdichtungen variiert werden.

zr-pumpe pilgrim-pumpe
Innenzahnradpumpe der D4 bis D6 Motoren [2] "Pilgrim"- Pumpe von D6 bis D9 Motoren [2]

Calthorpe G-Motor "OHC"(1927 bis 1929)

Der G1-Motor ist ein Sport-Motor, welcher nur im gleichnamigen Motorrad "OHC Sports Model G1" zum Einsatz kam. Das Besondere an diesem Motor ist die obenliegende Nockenwelle (Overhead Camshaft kurz: OHC). Der Motor hat einen Hub von 90 mm und eine Bohrung von 84 mm. Der Hubraum beträgt 498 ccm. Die Kurbelwelle wird abtriebsseitig mit einem zweireihigen Rollenlager gestützt. Während auf der Steuerseite ein Kugellager verbaut wird.

Der Nockenwellenantrieb erfolgt durch zweifache Umlenkung mit Kegelradsätzen und Zwischenwelle (Königswelle). Der Ventilausheber wurde in das Gehäuse der Nockenwelle verlegt. Diese ist gleitgelagert, währenddessen die Kipphebel rollengelagert sind. Der Zylinderkopf und Zylinder lassen sich demontieren ohne die Ventilmimik anzutasten!

Der Ölkreislauf basiert auf dem Trockensumpfprinzip. Ein Novum bei Calthorpe! Eine doppelte Kolbenpumpe arbeitet auf der Steuerseite. Genau wie bei der Pilgrim-Pumpe bewegt eine Schnecke die Pumpenkolben. Der erste Pumpenkreis entnimmt Öl aus dem Öltank am Sattelrohr und pumpt dies in das Nockenwellengehäuse auf dem Zylinderkopf. Vom Nockenwellengehäuse läuft es über die Kegelradsätze in das "Steuergehäuse" und weiter durch Kurbelwelle und großes Pleuelauge in das Kurbelgehäuse, wo durch Schleudern des Öls Laufbahn, Kolbenbolzen und Lager geschmiert werden. Der zweite Pumpenkreis fördert das Öl vom Kurbelgehäuse zurück in den Öltank. Über die Kurbelgehäuseentlüftung auf der Abtriebsseite wird der Primärantrieb geschmiert.

Der Zündmagnet liegt vor dem Motor und wird mit einer Kette angetrieben.

g1 motor g1 motor g1 pumpe
Demontage des Zylinderkopfs am G1 Motor [3] Calthorpe G1 OHC Motor [3] Ölpumpe des Trockensumpf-Motors [3]

Die K-Motoren 350ccm (1930-1938)

K1 - Motor 1930-1931

Der K-Motor ist die konsequente Weiterentwicklung des D9S Motors zum Trockensumpfmotor.
Besonders auffällig ist der nun nach vorne geneigte Zylinder. Der Hub trägt 81 mm und die Bohrung 74 mm. Genau wie beim D9S ergibt sich daraus ein Hubraum von 348 ccm. In das Motorgehäuse wurde nun der Öltank integriert. Dieser liegt vor dem Kurbelgehäuse.
Die Lagerung der Kurbelwelle erfolgt abtriebsseitig mit zwei Rollenlagern. Das Steuerseitige Lager (Festlager) ist ein Kugellager. Die Nockenwelle liegt unten im Steuerkasten und wird beidseitig gleitgelagert.
Die Schlepphebel sind auf jeweils einer Achse links und rechts der Nockenwelle gelagert. Der Aufbau von Zylinder, Zylinderkopf und dem Kipphebelgehäuses wurde überarbeitet aber gleicht prinzipiell dem der D-Motoren. Einige Bauteile, wie zum Beispiel Pleuel und rechter Kurbelwellenstumpf, wurden 1:1 übernommen.


Der Ölkreislauf wurde umgestaltet. Durch das Trockensumpfprinzip sind zwei Kreisläufe nötig. Im ersten Kreislauf saugt die Pumpe aus dem Öltank und drückt durch die Kurbelwelle und Schwungscheibe in das große Pleuelauge. Die Hubscheiben schleudern das Öl durch eine Öffnung zurück in den Tank. Das ist der "Kreislauf" zwei. Als Pumpe fungiert die Untersetzung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle. Es ist somit eine Außenzahnradpumpe. Damit wurde die Anzahl beweglicher Teile stark reduziert, was auch oft beworben wurde. Die Fördermenge ist um ein vielfaches höher als nötig, sodass über einen Bypass nicht benötigtes Öl für das Pleuelauge ins Steuergehäuse läuft.
Dieser Bypass wird über eine Stellschraube geregelt. Der Zündmagnet sitzt hinter dem Motor und zwei verschiedene Kolben waren lieferbar (High and Low Compression, gilt für alle K und M Motoren!).

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  Explosionszeichnung des K1 Motors [9]

K2 -Motor 1931-1932

Die größte Änderung gegenüber des K1-Motors war die neue Ölpumpe. Für ihre Verwendung musste das Kurbelgehäuse und Steuergehäuse umgestaltet werden.
Das Kurbelgehäuse wurde auch für den M1- Motor verwendet und die Abstände der Zylinderstehbolzen wurden vergrößert (siehe unten). Aus diesem Grunde tauchen bei allen Folgemotoren der K-Serie auch M-Nummern
auf. Die nun verwendete Duplexpumpe (Explosionszeichnung und Bilder hier) pumpt im ersten Kreislauf aus dem Öltank in das große Pleuelauge und die Pumpe zwei vom Kurbelgehäuse zurück in den Tank. Der erste Kreis hat einen Bypass mit Regelventil. Der Öldruck wird mit einem Manometer angezeigt und sollte zwischen 5 und 7 psi liegen (betriebswarmer Motor).
Der Zylinder wurde verstärkt und die Stößelstangen verändert. Das Kipphebelgehäuse wurde angepasst. Der Primärtrieb ist nun komplett gekapselt und die kettenangetriebene Lichtmaschine sitzt vorne auf dem Motorgehäuse.

Für die Motoren welche mit Batteriezündung ausgestattet wurden, gab es einen anderen Steuerkasten und Deckel.

oilpump calthorpe

K3 -Motor 1934-1935

Die abtriebsseitige Motorgehäusehälfte wurde verändert und die beiden Rollenlager ersetzte man durch großes Rollenlager. Das Kugellager der Steuerseite wurde durch ein Rollenlager ersetzt. Hinzu kamen Distanzscheiben. Die Nockenwelle wurde nun außen mit einem Kugellager gestützt. Der Zylinder verstärkt. Die Ölpumpe wurde im Detail verbessert. Die Einzelteile wurden zwar dadurch erhöht aber die Wartung und Zerlegung vereinfacht. Für die Motoren welche mit Batteriezündung ausgestattet wurden, gab es einen anderen Steuerkastendeckel.

K4 1936

Ein neuer Zylinder mit größeren Kühlrippen und ein neuer größerer Zylinderkopf wurden eingeführt. Die Hauptlagerung wurde erneut verändert, sodass steuerseitig ein Rollenlager und abtriebsseitig zwei Rollenlager verbaut sind. Der Kipphebelkasten wurde deutlich vergrößert und die Ventilfedern sind ebenfalls integriert. Durch die staubdichte Kapselung konnten hoch belastbare Gleitlager eingesetzt werden. Neue Kurbelgehäusehälften wurden verwendet. Die rechte Hälfte musste nun auch getauscht werden, wenn der Motor eine Batteriezündung hat. Der Steuerkasten wurde in das Linke Kurbelgehäuse integriert und die Schlepphebel für die Stößelstangen auf eine Seite (und damit eine Achse) verlegt. Im Gegenzug reduzierten sie die Teile bei Verwendung der Magnetzündung.

K5 1937-1938

In den letzten beiden Baujahren unterlag der Motor nochmals größeren Änderungen. Aus Kostengründen wurden die K5 Motoren an die M5 Motoren angeglichen. Der 350er Motor hatte nun dieselbe Kurbelwelle wie der 500er. Dadurch hat der K5 nun einen Hub von 86 mm. Der Zylinder ist vom Grundkörper identisch, jedoch nur auf 72 mm gebohrt. Die Abtriebswelle wurde auf 1" vergrößert. (Zuvor 7/8"). Der Abgang für den Öldruckmesser entfiel.

k1-motor k3-m3 motor
K1 Motor mit ölpumpender Nockenwellenuntersetzung [4] K3/M3 Motor mit Duplexpumpe [5]

 

Die M Motoren 500 ccm (1932-1938)

M1 1932

Der M1 - Motor ist ein 500er Motor auf Basis des K2 Motors. Die Wellen sind verstärkt, genau wie die Lager, der Kolbenbolzen, das Pleuel und Pleuellagerung. Der Hub beträgt 86 mm. Die Bohrung misst 85,5 mm. Damit erreicht der Motor einen Hubraum von 493ccm. Demzufolge unterscheiden sich Schwungscheiben und Kolben vom K2 - Motor. Ebenso ist ein anderer Kopf mit längeren Kipphebeln verbaut. Das Abtriebsritzel ist größer.

M2 1933

Der M2 Motor hat zum Teil Änderungen wie der K3, da er chronologisch betrachtet vor ihm liegt. (Im Jahre 1933 wurde kein 350 ccm Motor angeboten). So wurde das steuerseitige Hauptlager schon mit einem Rollenlager realisiert.

M3 1934-1935

Wie beim K3 Motor wurde der Steuerkasten, samt Deckel geändert. Das Ritzel wurde wegen der Verwendung des Burman-Getriebes verändert sowie die Ölpumpe im Detail verbessert. M3 und K3 sind nun hinsichtlich der technischen Lösungen wieder gleichauf.

M4 1936

Bis auf Kurbelwelle, Kolben und Zylinder entspricht der Motor dem K4 (bzw. der K4 dem M4).

M5 1937-1938

Entspricht dem M4. Lediglich der Abgang für den Öldruckmesser entfiel und am Ritzel wurden Distanzscheiben verändert.

k1-schnitt k2 schnitt k3 schnitt k4schnitt
K1 Motor [4] K2/M1 Motor [8] K3/M3 Motor [5] M4-5/K4-5 Motor [6]

 

motorm4 r1 motor
M4/K4 (M5/K5) Motor mit großen Kipphebelgehäuse [6] R1 Motor mit Magdyno [7]

 

R-Motoren 250ccm (1934-1938)

Der R(1)-Motor ist auf Basis des K3 Motors entstanden und teilt sich Kurbelgehäuse und Zylinderkopf mit diesem. Die Kurbelwelle hat einen Hub von 67mm und der Zylinder eine Bohrung von 71 mm. Der Kolben unterscheidet sich damit auch. Einen separaten Lichtmaschinenantrieb gibt es nicht, da dieser Motor mit einer kombinierten Licht- und Zündanlage (Magdyno) ausgestattet wurde. Diese wurde per Zahnradgetriebe angetrieben und machte die komplette Umgestaltung des Steuerkastens nötig. Die Schlepphebel für die Stößel wurden auf eine Seite (und damit eine Achse) verlegt und umgestaltet. Maschinen mit diesem Motor sind heute noch viel seltener als 500er und 350er. Rückschließend war die 250er damit sicher kein Verkaufsschlager und eine Weiterentwicklung wie beim K/M 4 und K/M 5 war nicht lohnenswert.

Special Competition Motoren K und M (1936-1938)

Die Motoren M4/K4 und M5/K5 für das Competition Model wurden mit einem Domkolben, einer schärferen Nockenwelle mit geänderten Steuerzeiten und härteren Ventilfedern ausgestattet. Laut Prospekten verfügten die Competition Modelle über eine "down drought introduction", also einen Ansaugtrakt mit Fallstromvergaser. In den entsprechenden Teilekatalogen lässt sich dazu kein Anhaltspunkt finden. Weiterhin steht im Prospekt für das Modelljahr 1938, dass der Zylinderkopf, sowie der Zylinder aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Auch dafür gibt es im Teilekatalog keinen Anhaltspunkt.

Bearbeitungsstand: 10/2018

[1] The Motor Cycle 21.12.1925

[2] Partslist Calthorpe D4-D6(1927)

[3] The Motor Cycle 03.03.1927

[4] Partslist Calthorpe Ivory(1931)

[5] Partslist Calthorpe Ivory(1935)

[6] Partslist Calthorpe Ivory(1937)

[7] Prospekt Calthorpe Ivory 1934

[8] Partslist Calthorpe Ivory(1932)

[9] Das Motorrad Heft 122 (1930)

 

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