1. 8. Elektrik
3 weisse Leitungen Kohlebürsten Wicklungen
Verbindung zum Regler Kohlebürsten
Abb. 8-12: Ständer aussen Abb. 8-13: Ständer innen
damit nicht sofort unbrauchbar, sie lässt Wicklung des Rotors besteht genauso
allerdings in ihrer Leistung nach. wie die des Ständers aus Kupferdraht,
Der Draht der Wicklungen des Ständers der mit einem Isolierlack versehen ist.
hat, über den Isolierdraht gemessen ei- Solch eine Spule oder Wicklung hat na-
nen Durchmesser von ca. 1 mm. Dieses türlich nicht nur einen mit dem Ohm-
entspricht einem Querschnitt von etwa meter messbaren Widerstand, sondern
0,75 mm². Laut Werkstatthandbuch auch eine Induktivität – es soll ja ein Ma-
soll der zwischen zwei weißen Kabeln gnetfeld aufgebaut werden. Den Begriff
gemessene Widerstand etwa 0,8 bis 1 Induktivität hier zu erklären würde zu
Ohm betragen. Bei einem spezifischen weit führen. Das korrekte Schaltzeichen
Widerstand von Kupfer von 0,0185 Ohm
mm²/m entspricht 1 Ohm Widerstand
einer Leitungslänge von etwa 40 m, den
der Strom von einem Ende zum anderen
durchfließen muß. Misst man hier ei-
nen geringeren Widerstand, so bedeutet
dieses, dass der Strom einen geringeren
Weg zurücklegen muss. Mehr hierzu im
Abschnitt 8.3, Prüfung der Elektrik.
8.2.3 DER ROTOR
Der Rotor besteht aus einer Wicklung,
deren Enden über die Schleifringe zu- für eine Wicklung oder Spule, die im-
gänglich sind. Das Schaltbild des Rotors mer auch einen ohmschen Widerstand
ist ein Rechteck, welches in der Elektro- hat, ist ein ausgefülltes Rechteck. Ich
technik für einen Widerstand steht. Die habe hier sowohl für die Wicklungen des
152

2. 8. Elektrik
Schleifringe
Zündmarkierung
Abb. 8-14: Rotor Abb. 8-15: Rotor (Quelle: Bosch)
Ständers als auch des Rotors ein nicht Man kann die Kohlebürsten vom Ya-
ausgefülltes Rechteck verwandt, um glei- maha-Händler fertig kaufen oder den
che Symbole wie im Handbuch zu ver- Halter und die Feder wiederverwenden.
wenden. Auf der Stirnfläche des Rotors Das Graphitteil mit dem eingelassenem
befindet sich auch die Zündmarkierung, Draht kann wesentlich billiger bei Teile-
die jedoch nichts mit seiner Funktion in händlern beschafft werden.
der „Lichtmaschine“ zu tun hat. An dem Kohlebürsten sind Verschleißeile, die
der XS 650 ähnlichen Rotor auf Bild 8- nach ca. 10.000 km abgenutzt, d.h. so
15 ist der Verlauf der Feldlinien des Ma- kurz sind, dass die Andruckkraft der Fe-
gnetfeldes durch Pfeile dargestellt. Man der nicht mehr ausreicht, um einen si-
sieht, dass die Pfeile in verschiedene cheren Stromfluss zu den Schleifringen
Richtungen weisen. des Rotors zu gewährleisten.
8.2.4 DIE KOHLEBÜRSTEN
Die Kohlebürsten sind Graphitstifte mit
einer Länge im Neuzustand von 15 mm
und einem Querschnitt von 4,5 x 5 mm
sowie einem eingelassenem Kupferka-
bel. Aufgabe der Kohlebürsten ist es, den
Erregerstrom auf den sich drehenden
Rotor zu übertragen. Die Abb. 8-16 zeigt
eine Kohlebürste im Neuzustand, eine
schon gebrauchte mit angelötetem Hal-
ter und eine verschlissene.
Kohlebürsten
153

3. 8. Elektrik
wie es für Flüssigkeiten Rückschlagven-
tile gibt, die die Flüssigkeit nur in einer
Richtung durchlassen, gibt es für den
Strom Dioden, die ihn nur in einer Rich-
tung fließen lassen und in der anderen
Richtung sperren. Da unsere Lichtma-
schine über drei Wicklungen verfügt, die
mit den drei weißen Leitungen heraus-
geführt sind, müssen auch drei Ströme
gleichgerichtet werden.
Im Bild links sieht man das Schaltzei-
chen des Gleichrichters, wie man es in
Abb. 8-16: Kohlebürsten
den Schaltplänen findet, auf Abb. 8-17
den serienmäßigen Gleichrichter, wie er
unter der Batterie eingebaut ist. Bild 8-19
8.2.5 DER GLEICHRICHTER zeigt eine preiswerte Alternative, rechts
mit angebautem Kühlkörper, diese sind
Die „Lichtmaschine“ bestehend aus Ro- z.B. von Conrad Elektronik zu beziehen.
tor und Ständer kann aus den eingangs Das Schaltzeichen verdeutlicht die Funk-
tionsweise recht gut. Um es noch mehr
zu veranschaulichen, habe ich sechs Di-
oden, wie ich sie auch für die Standlicht-
birne im Hauptscheinwerfer verwendet
habe (Kapitel 8.1.1), zu einem Gleich-
richter zusammengebaut.
Auf Bild 8-18 sind die drei weißen Lei-
tungen zu sehen, wie sie aus der Licht-
maschine kommen, die Rote, welches
zum Zündschloß und zum Batterieplus-
pol geht und die Schwarze, die vom Bat-
terieminuspol kommt. Die Ströme in den
drei weißen Leitungen von den Wicklun-
beschriebenen Gründen nur Wechsel-
gen des Ständers ändern je nach Dreh-
strom liefern, der ständig seine Richtung
zahl des Motors ihre Richtung mehr oder
wechselt. Mit Wechselstrom kann man
weniger schnell. Sie werden dann entwe-
aber nicht die Batterie laden, deswegen
der von den Dioden im „vorwärts“-Zweig
muss dieser gleichgerichtet werden. So
154

4. 8. Elektrik
rückwärts vorwärts
Abb. 8-17: Gleichrichter Abb. 8-18: selbstgebauter Gleichrichter
in das rote Kabel durchgelassen, oder 8.2.6 DER REGLER
von den Dioden im „rückwärts“-Zweig
gesperrt. Durch das rote Kabel fließen
sie dann vereinigt zu den Verbrauchern
und von dort durch das schwarze Kabel
und die Dioden im „rückwärts“-Zweig zu
Abb. 8-19: Gleichrichter von Conrad-Elektronik
den Wicklungen im Ständer zurück, wo- So wie sich mit der Drehzahl des Mo-
mit der Stromkreis geschlossen ist. Ein tors nicht nur die Stromrichtung in den
solcher Gleichrichter ist noch einiges bil- Wicklungen des Ständers mehr oder we-
liger als der von Conrad Elektronik und niger schnell ändert, so nimmt auch die
elektrisch voll funktionsfähig. Ob er aber Spannung mit höherer Motordrehzahl
auch in der Lage ist, mit den mechani- zu. Zum Laden der Batterie benötigt man
schen Belastungen im Fahrbetrieb fer- aber eine einigermaßen konstante Span-
tig zu werden, wage ich zu bezweifeln, nung, die etwas über der Nennspannung
aber im Notfall wird so etwas einige Zeit der Batterie von ca. 12 Volt liegt. Auch
funktionieren. die Beleuchtung benötigt eine konstante
Spannung von ca. 12 Volt. Zur Erinne-
rung noch einmal die Funktionsweise
der Lichtmaschine: Über die Kohlebürs-
155

5. 8. Elektrik
Das ist die Spannung, die zum Laden ei-
ner 12 Volt Batterie benötigt wird.
Bild 8-20 zeigt den noch geschlossenen
Regler, wie er unter dem linken Seiten-
deckel eingebaut ist. An dem braunen
Kabel liegt die Bordspannung an – wird
diese zu klein, z. B. bei stehendem Mo-
tor, dann liegt hier die Batteriespannung
Abb. 8-20: Regler geschlossen an. So liegt an dem grünen Kabel die glei-
che, zu diesem Zeitpunkt höchste, ver-
ten und Schleifringe fließt durch die fügbare Spannung im Bordnetz an. Wird
Wicklung des Rotors ein Strom, der ein der Motor jetzt angelassen, und erhöht
Magnetfeld erzeugt. Im sich drehenden sich mit steigernder Motordrehzahl die
Magnetfeld befinden sich die Wicklun- Bordspannung, so muss die Spannung,
gen des Ständers, in die sich eine, mit die am grünen Kabel anliegt, verringert
der Motordrehzahl ändernde, Spannung werden, sonst wird die Bordspannung
induziert wird. Diese Spannung hängt zu hoch. Damit wird die Lichtmaschine
aber nicht nur von der Motordrehzahl, überlastet, die Batterie kann anfangen
sondern auch von der Stärke des Mag- zu kochen und die Glühlampen der Be-
netfeldes ab, welches vom durch den Ro- leuchtung können durchbrennen.
tor fließenden Strom erzeugt wird. Der
Um die Spannung, die am grünen Kabel
Strom, der durch den Rotor fließt – und
anliegt, und von deren Höhe die Stärke
damit die Stärke des Magnetfeldes – las-
des vom Rotor erzeugten Magnetfelds
sen sich leicht durch die Spannung beein-
abhängt, zu verringern, wird das grüne
flußen, die an den Kohlebürsten anliegt.
Kabel nicht mehr direkt mit dem Bord-
Aufgabe des Reglers ist es, die Spannung
netz verbunden, sondern es werden Wi-
so einzustellen, das die Spannung der
derstände dazwischen geschaltet.
Ständerwicklungen etwa 14 Volt beträgt.
mittlerer Kontakt oberer Kontakt
unterer Kontakt
Magnetwicklung Widerstände
Abb. 8-21: Regler geöffnet Abb. 8-22: Regler geöffnet
156

6. 8. Elektrik
Feder
den mit dem grünen Kabel verbundenen
mittleren Kontakt gegen den mit dem
schwarzen Kabel verbundenen unteren
Kontakt. Jetzt liegen beide Enden der Ro-
torwicklung auf Masse und es gibt kein
Magnetfeld mehr. Die Bordspannung
fällt jetzt ab und damit die Spannung
in der Magnetwicklung im Regler. Die
Feder kann jetzt den mittleren Kontakt
Einstellschraube wieder vom unteren wegziehen, so dass
Abb. 8-23: Regler geöffnet (Details) ein Strom wieder vom braunen Kabel
über den Widerstand zum grünen Ka-
Auf den Bildern 8-21 und 8-22 ist der bel fließen kann. Jetzt baut sich um den
Regler mit abgenommenem Deckel zu Rotor wieder ein Magnetfeld auf und
sehen. Wie dem Schaltbild des Reglers in den Ständerwicklungen wird wieder
zu entnehmen, ist das braune Kabel mit eine Spannung induziert. Fällt die Bord-
dem oberen Kontakt, das grüne mit dem spannung trotzdem weiterhin ab, weil
mittleren Kontakt und das schwarze Ka- sich z. B. die Motordrehzahl verringert
bel (Masse) mit dem unteren Kontakt oder ein Verbraucher zugeschaltet wird,
verbunden. Zusätzlich liegt das braune so wird die Anziehungskraft des Magne-
Kabel an der Magnetwicklung. Ist die ten geringer und die Feder drückt den
Bordspannung niedrig, wird der mittle- mittleren gegen den oberen Kontakt, so
re Kontakt durch eine Feder gegen den dass jetzt an der Rotorwicklung wieder
oberen gedrückt. Das braune und das die höchste in diesem Moment verfügba-
grüne Kabel haben also direkte Verbin- re Spannung anliegt.
dung. Bei größer werdender Bordspan-
Dieses Spiel wiederholt sich in Bruch-
nung wird natürlich auch das Magnet-
teilen von Sekunden. Es wird deutlich,
feld stärker und der Magnet zieht den
dass die Anziehungskraft des Magneten
mittleren Kontakt vom oberen weg. So-
im Regler, Rückstellkraft der Feder und
lange der mittlere Kontakt sich zwischen
der Widerstand im Regler aufeinander
den beiden anderen befindet, fließt der
abgestimmt sein müssen. Die Vorspan-
Strom aus dem braunen Kabel durch den
nung der Feder läßt sich mit der Einstell-
Widerstand und durch das grüne Kabel
schraube verändern.
zur Rotorwicklung. Weil der Strom erst
den Widerstand passieren muss, ist die Da durch die Wicklung des Magneten
Spannung an der Rotorwicklung natür- und durch den Widerstand Ströme flie-
lich geringer, was ein schwächeres Mag- ßen, werden diese im Betrieb warm.
netfeld bewirkt. Steigt die Bordspannung Bei Umbauten sollte man daher immer
weiter an, so zieht der Magnet im Regler darauf achten, dass der Regler, wie es
157

7. 8. Elektrik
für alle elektrischen Bauteile gilt, genug Wird der Kabelbaum älter, wird meistens
Kühlluft erhält. Von den bekannten Zu- die Isolierung brüchig und es können sich
behörhändlern werden inzwischen zu- durch Feuchtigkeit Kriechströme bilden,
verlässige elektronische Spannungsreg- die bei stehendem Fahrzeug die Batterie
ler angeboten. entladen. Solche Kriechströme sollten
zumindestens bei stehendem Fahrzeug
nicht fließen können, indem das Zünd-
8.2.7 DAS ZÜNDSCHLOSS schloß die Batterie von der Bordelektrik
abtrennt. Ich habe daher das Zündschloß
Das Zündschloss sollte auf möglichst direkt unter der Batterie angebracht und
kurzem Wege mit der Batterie verbun- damit eine potentielle Stelle für Kriech-
den werden. Es soll auf der einen Seite ströme, die Kabel im Bereich des Lenk-
dafür sorgen, dass das Fahrzeug nicht kopfes, ausgeschaltet.
unbefugt benutzt werden kann, auf der
Als Zündschloss reicht ein einfacher
Schlüsselschalter, bei dem man den
Schlüssel in ausgeschaltetem Zustand
abziehen kann (das verlangt der Gesetz-
geber). Vorteilhaft ist es, wenn das Zünd-
schloss mindesten drei Stellungen hat:
In der ersten trennt es die Batterie vom
Bordnetz: der Zündschlüssel kann abge-
zogen werden. In der zweiten haben alle
Verbraucher und der Regler bis auf das
Fahrlicht Spannung. So kann man den
anderen Seite soll es das gesamte Bord- Motor starten. Nachdem der Motor ange-
netz von der Batterie abtrennen, wenn sprungen ist, kann man mit der zweiten
das Fahrzeug nicht benutzt wird. Wenn Stellung das Fahrlicht einschalten. Am
man vergisst, das Licht abzuschalten, so Zündschloss sind drei Kabel vorhanden,
ist nach einiger Zeit schlimmstenfalls die ein rotes als Eingang von der Batterie,
Batterie leer. Vergisst man die Zündung ein braunes für geschaltes Plus (Stellung
auszuschalten, so fließt durch eine der 1) und ein blaues für das Fahrlicht (Stel-
beiden Zündspulen ein Strom, der die lung 2) In Stellung 2 hat das rote Kabel
Batterie entlädt und der die Zündspule Durchgang zu dem braunem und dem
warm werden lässt, was zum Durchbren- blauen Kabel, in der Stellung 1 nur zum
nen von Wicklungen führen kann. Das braunem. Das originale Zündschloss hat
gleiche gilt für die Magnetwicklung im noch eine vierte Stellung mit einem 4.
Regler. Kabel, die aber hier nicht benutzt wird.
158

8. 8. Elektrik
8.3 PRÜFUNG DER BAUTEILE
DES LADESTROMKREISES
Wenn eine Fahrzeugbatterie häufig leer in der Stromversorgung liegt. Die Suche
ist, gibt es hierfür drei Gründe: auf den nach Kriechströmen erfordert mehr Ge-
ersten möchte ich nicht weiter eingehen: duld und Intuition, da der Kriechstrom
die Batterie hat mit zunehmendem Alter nicht immer auftreten muss, sondern
an Kapazität verloren und sollte ersetzt z.B. nur bei einem bestimmten Lenkein-
werden. schlag oder bei Nässe.
Dann gibt es noch zwei weitere Gründe:
Der Batterie wird mehr Strom entnommen, 8.3.1 NOTWENDIGE
als die Lichtmaschine liefert.
MESSGERÄTE
Das können zusätzliche Verbraucher wie
Heizgriffe sein, mit denen die Lichtma- Um die Elektrik eines Fahrzeugs auf Feh-
schinen moderner Motorräder, deren ler zu überprüfen braucht man in jedem
Leistungen zwischen 300 und 700 Watt Fall Messgeräte. Früher gab es spezielle
liegen, fertig werden. Die Lichtmaschine Messgeräte für den Kfz Bereich bei Ver-
der XS 650 mit nur 168 Watt Nennleis- sandhäusern und im Autozubehörhan-
tung ist damit aber überfordert. Durch- del zu kaufen. Nachdem die elektrischen
gescheuerte Isolierungen von Kabeln Anlagen von Autos heute weit kompli-
können bei Nässe Kriechströme zulas- zierter und weniger störanfällig gewor-
sen, die noch keinen Kurzschluss ver- den sind, werden diese Geräte heute
ursachen, also die die Sicherung durch- kaum noch angeboten.
brennen lassen, die aber die Batterie
Dafür gibt es heute recht preisgünstig
zusätzlich belasten und beim Fahren La-
Vielfach-Messgeräte zu kaufen, die vie-
destrom kosten.
les können, was wir für die Fahrzeuge-
Der letzte Grund für eine häufig leere Bat- lektrik nicht brauchen, dafür aber eini-
terie ist, dass die Lichtmaschine einfach ges was man für zu Wartungsarbeiten an
nicht soviel Strom liefert, wie sie eigent- der Kfz-Elektrik eigentlich braucht, nicht
lich sollte, wenn alle Bauteile in Ordnung können. Da diese Geräte sehr billig sind,
wären. kann man das sicher in Kauf nehmen.
Bei der Suche nach fehlerhaften Bauteilen Das Gerät auf der Abbildung 8-24 habe
kann man recht systematisch vorgehen ich bei Aldi für 3,99 Euro gekauft und es
und ist dann sicher, dass, sollte man al- hat im Prinzip alles was wir brauchen.
les richtig geprüft haben, der Fehler nicht
159

9. 8. Elektrik
eine solche Messung schon recht unge-
nau, aber teurere Messgeräte von Conrad
beispielsweise haben auch keinen klei-
neren Messbereich.
Um Kriechströme aufzuspüren, reicht
dieses allerdings nicht aus. Das Messge-
rät auf Abb. 8-25 gibt es in der hier ge-
zeigten einfachsten Ausführung für etwa
10 Euro in Baumärkten zu kaufen. Es hat
eine eingebaute Batterie und man kann
damit Leitungen auf Durchgang prüfen.
Lässt der Leiter zwischen der Prüfspit-
ze und der Krokodilklemme den Strom
aus der eingebauten Batterie durch, so
erklingt ein Summton und die grüne
Leuchtdiode leuchtet auf, wenn man
Abb. 8-24: Vielfachmessgerät (Voltmeter, Ohmmeter)
den roten Knopf drückt.
Das Gerät zeigt sehr empfindlich an. Bei
Solch ein Gerät sollte auf jeden Fall in abgeklemmter Batterie sollte zwischen
der Lage sein, Spannungen bis 20 Volt ei- den Anschlußleitungen kein Durchgang
nigermaßen genau zu messen, d.h. einen feststellbar sein, wenn alle Verbraucher
Messbereich von 0 bis 20 Volt haben. Um abgeschaltet sind. Trotzdem sprach das
die Widerstände von Wicklungen im Gerät hier manchmal an, obwohl kein
Rotor und Stator sowie den Widerstand Fehler erkennbar war, der auf einen
im Regler messen zu können, braucht Kriechstrom hindeutete.
man einen Ohm-Messbereich, der so
klein wie möglich ist. Der Sollwert von
Statorwicklungen ist 0,8 bis 1 Ohm. Mit 8.3.2 PRÜFUNG AUF
einem Messbereich von 0 bis 200 Ohm,
wie ihn das Messgerät von Aldi hat, ist
KRIECHSTRÖME
Es gibt in vielen Veröffentlichungen Tips,
wie man Kriechströme, die im Betrieb
und bei stehendem Fahrzeug die Batterie
langsam entladen, aufspüren kann. Ich
möchte nicht allzuweit darauf eingehen,
weil dieses eine Beschreibung der Bau-
teile der Elektrik und eine Anleitung zur
Abb. 8-25: Durchgangsprüfer Überprüfung der Bauteile des Ladestrom-
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