Optimierungsversuche an Uraltzündungen!

[Ewald]

Auf mehrfachen Wunsch werde ich in diesem Teil versuchen die Lichtleistung von museumreifen uralten kontaktgesteuerten Magnetzündergeneratoren zu verbessern, einge kluge Leute gaben auf deratige Fragen schon Antworten wie "kauf doch bei Götz für 25 Euro eine 35 Watt Lichstpule, dann sind solche Probleme Vergangenheit! Zum Glück haben diese stärkeren Mhkz Lichtspulen einen breiteren Lochabstand von 56mm und passen nicht auf die alten Grundplatten mit 54mm Lochabstand! Unbelehrbare bohren oder fräsen trotzdem die Löcher vom Blechpaket um und sind nach den ersten optimischischen Fehlversuchen völlig ettäuscht. Das Geheimnis ist einfach zu erklären: 6 Volt 35 Watt Lichtspulen haben nur 140 Windungen und 6 Volt 17 Watt Anker sind mit 173 Windungen gewickelt, folglich beträgt am 35 Watt Anker die Leerlaufspannung bei 10000 Upm maximal 25 Volt. Durch den hohen Spannungsabfall (Kabellängen, Schalter, Steckverbindungen bei stromhungrigen 6 Volt 35 Watt Lampen) kommt dann am Scheinwerfer bei niedrigen Drehzahlen kaum noch brauchbare Spannung an! Für 6 Volt 35 Watt Lichtspulen wären sehr starke Magneten im Polrad erforderlich, welche es für die alten kontaktgesteuerten Zündanlagen leider nie gab!

Gestern habe ich noch von einem alten Puch Motor die Zündanlage ausgebaut, bevor ich ihn endgültig entsorgte, das Polrad war leider angerostet und die Magneten sind ziemlich kraftlos. Der 6 Volt 17 Watt Lichtanker war für die ersten Messversuche eine sehr gute Alternative!



Dann fand ich noch ein rostfreies neuwertiges Polrad (6 Volt 19/5Watt, Nummer 0 212 122 025) von einer Kreidler Florett RM  Bj. 1972 welches immer in einem trockenen Karton gelagert wurde und wo an den Magneten auch noch zwei alte Zündspulen klebten. Serienmäßig war der Generatorteil mit einer 6 Volt 19 Watt Lichtspule und einem 6 Volt 5 Watt Bremslichtanker Huckepack auf der Zündspule bestückt. Aufgepappte Zusatzspulen auf der Lichtspule drosseln deren Leistungsausbeute wieder und in vielen Fällen wurde bei alten Generatoren mit 6 Volt 15/4/5 Watt Spulenkonfiguration die erforderliche Nennspannung der Scheinwerferlampe nie erreicht! Mit neueren 6 Volt 15 Watt Lichtspulen bei 11 normalen Blechlamellen ist keute keine zufriedenstellende Beleuchtung mehr erreichbar, wenn man kein stärkeres 34 Watt Polrad verwendet.



Die stärkeren 6 Volt 25/4/5 Watt Ferroplast Polräder werden eher selten angeboten, wenn doch dann wechseln sie oft für stolze Preise ihre Besitzer. Viele wissen wissen eben schon daß die uralten 17 bis 25 Watt Bosch Polräder mit serienmäßigen Spulen überwiegend Sondermüll sind. Aufgrund mehrerer Anfragen noch wichtige allgemeine Hinweise zu Bosch und Motoplat Polrädern:



Ich habe mit dem Gaußmeter unterschiedliche Polräder gemessen, am alten Kreidler Polrad hatten die Magneten unterschiedliche Feldstärken, der stärkste Magnet hatte an der Polkante 190 Millitesla und der schwächste nur bescheidene 140 Millitesla. Ferroplast Magnetbänder haben an den Polkanten durchschnittlich 230 Millitesla und waren überwiegend in 4 poligen Generatoren mit 6 Volt 25 Watt Lichtspulen eingesetzt, auch die 6 und 12 polige Bosch Mhkz Sternanker verwendest Ferroplast Grundmaterial mit ca. 230 Millitesla. Nur die starken 6 poligen Motolat (12 Volt 130 Watt) und 4 poligen Bosch Mhkz (6 Volt 35/18/5 Watt) Magnetzündergeneratoren wurden hochwertigeres Haftferrit Magnetmaterial und durchschnittlich 360 Millitesla magnetischer Flußdichte ausgerüstet, derartige leistungsstarke Polräder wurden aber für kontaktgesteuerte Bosch Zündanlagen nie produziert. Die Blechpakete von normalen 6 Volt 15 oder 25 Watt Lichtspulen eignet sich aber gut zur Polflächenvergrößerung von 6 Volt 17 oder 19 Watt Lichtspulen, wenn man mehrere davon besitzt. Im folgenden Test prüfte ich eine 6 Volt 15/15 Watt Biluxlampe und 2 Stück 6 Volt 0,6 Watt Instrumentenlämpchen an der ober abgebildeten 6 Volt 17 Watt Lichtspule und dem technisch einwandfreien alten 24 Watt Kreidler Polrad:



Diese Kombination war früher für Puch MS50 Mopeds eine gute Wahl. Wenn man das Rücklicht mit einer kleinen Huckepack Spule über der Zündspule versorgte, ergab es für 50 bis 60 Km/h Höchstgeschwindigkeit eine verhältnismäßig zufriedenstellende Beleuchtung. Die Höchstdrehzahl von diesen kleinen 2,5 PS Motörchen lag bei ca. 6000 Upm und die 6 Volt 15 Watt Biluxlampe leuchtete damit im zulässigen Spannungsgrenzbereich! Im nächsten Versuch simulierte ich eine 12 Volt 25/25 Biluxlampe mit einem zusätzlichen 12 Volt 4 Watt Rücklichtlämpchen:



Diese Lösung könnte ich mir möglicherweise für ein hochdrehendes Kleinkraftrad aus den frühen 60er Jahren vorstellen, ist aber eher kontraproduktiv. Das Polrad oder die Polflächen sind für höhere Leistungen einfach zu klein dimensioniert und die Lichtleistung wäre im unteren Drehzahlbereich viel zu schwach. Ich werde gelegentlich aus beiden abgebildeten Lichtspulen eine dickere mit größtmöglichen Polflächen anfertigen und später wieder messen. Wenn man am Ende eine 12 Volt 35/35 Watt H4 Halogenlampe mit ausreichender Betriebsspannung bei 6000 Upm zum leuchten bringt, dann würde sich der Aufwand sogar lohnen. Die Beleuchtung an kleinen historischen Fahrzeugen wäre dann erheblich besser und für Reisegeschwindigkeiten bis max. 70 Km/h auch bei Nacht ausreichend! Ich fand in einen vergammelten Karton auch noch einen alten zerlegten 4 Gang Sachsmotor mit 6 Volt 25/4/5 Watt Bosch Unterbrecherzündung, dieses Fahrzeug hatte eine außenliegende 6 Volt Becherzündspule welche über einen dicken Zündspulenladeanker versorgt wurde:



Diese alte Ladespule aus den 60er Jahren mit feinlamelliertem Ankerblech und zusätzlicher Polflächenvergrößerung spricht für guten Wirkungsgrad, der dicke 0,75mm Kupferlackdraht ist nach meiner Einschätzung nicht Original! Aber was machte man in den 60er Jahren nicht alles um nur wenige Milliampere zusätzlich für die Zündspule herauszukitzeln, original dürfte diese Ladespule mit 0,55 bis 0,60mm Kupferlackdraht gewickelt sein! Mit der höheren Windungszahl erhöht sich auch die Leerlaufspannung, was für 12 Volt Lampen keinesfalls nachteilig ist. Im folgenden Versuch prüfte ich eine 12 Volt 25 Watt Lampe:



Hier merkt man sofort die Vorteile vom halben Strom bei der doppelten Betriebsspannung, der Spannungsabfall im niedrigen Drehzahlbereich ist viel weniger und die Leistung auch wesentlich besser als bei der 6 Volt 15 Watt Scheinwerferlampen. Würde man von dieser Ladespule noch 20 Windungen wegnehmen, dann erreicht die Lampe auch bei 10000 Upm ihre zulässige Grenzspannung, was zu einer besseren Leuchtstärke im mittleren Drehzahlbereich führt. Mit einer stoßfesten 12 Volt 25 Watt Halogenlampe, wäre diese Alternative schon ein erheblicher Erfolg in Richtung brauchbarer Zweiradbeleuchtung! Auf dem eher seltenen 6 Volt 25 Watt Lichtanker mit Polflächenvergrößerung aus der alten Sachs Zündanlage war keine leistungsdrosselnde 6 Volt 4 Watt Huckepack Spule montiert:



Ich prüfte diesen Lichtanker mit dem originalen "Sachs" Bosch Polrad wo 6 Volt 25/4/5 Watt eingestanzt war und bei der Dokumentation nur mit den Kreidler Polrad "6 Volt 19/5 Watt. In der Magnetleistung zwischen beiden Polrädern konnte ich außer der unterschiedlichen Beschriftungen keinen nennenswerten Unterschied erkennen, in den 60er Jahren wurde noch überwiegend von der selben Stange produziert und die elektrischen Leistungen durch erheblich unterschiedliche Spulen bestimmt! Die stärkeren und besseren Magneten kamen erst viel später.



Anhand dieser Leistungstabelle mußte ich bewundern, wie stabil die abgegebene elektrische Energie sogar 35 bis 40 Jahre später noch immer mit der Lampennennleistung übereinstimmt! Die kleinen Huckepack-Aufsatzanker auf Licht und Zündspule waren allerdings meistens ein technisches Flickwerk (Notlösung), ungeregelte Lichtanker werden über den Lampenstrom geregelt (selbstregelnd). Wenn aber der Lampenstrom oder die magnetische Flußdichte zu weit daneben liegen, dann funktionieren solche einfache Generatoren nicht mehr zufriedenstellend (entweder viel zu schwach oder mörderisch zerstörend). Würde diese 6 Volt 25 Watt Lichtspule gemeinsam mit einem zusätzlichen Aufsatzanker für das Rücklicht betrieben, dann kann die Lichausbeute aufgrund zu niedriger Nennspannung kaum besser ausfallen wie bei einem Fahrzeug mit 6 Volt 15 Watt Lampe im Scheinwerfer und ausreichender Betriebsspannung! Die 6 Volt 15 Watt Lampe wird bei niedrigen Drehzahlen sogar heller leuchten. Nun habe ich einen Lichtanker mit 17 Lamellen gefertigt und mit dickem 0,95mm Kupferlackdraht bewickelt:



Mit 150 Windungen ist die Leerlaufspannung leider etwas niedrig ausgefallen, ein längeres Übersetzungsverhältnis erlaubt aber die 12 Volt 35 Watt H4 Lampe nicht wenn man sie richtig aunützen will! Mit 0,80mm Kupferlackdraht beträgt der Innenwiderstand 0,4 Ohm, folglich läge der Spannungsabfall in der Wicklung bei 1000 Upm um 0,45 Volt und bei 10000 Upm schon bei 1,20 Volt. Mit dickem 0,95mm Draht konnte ich den Innenwiderstand auf 0,3 Ohm verringern, der Spannungsabfall verringerte sich bei 1000 Upm auf 0,35 Volt und bei 10000 Upm auf 0,90 Volt, mit stromhungrigen 6 Volt 35 Watt Lampen wäre der Spannungsabfall in der Spule doppelt so hoch . Einzige sinnvolle Beleuchtungsalternative für Zweiräder mit niedriger Generatorleistung sind handelsübliche 12 Volt 35/35 Watt H4 Lampen:



Nachdem es diese guten H4 Lampen auch für die alten B20 Sockel gibt, braucht man nicht einmal an den Reflektoren etwas ändern und die Federkontakte liegen bei maximal 3 Ampere Strom auch im sicheren grünen Bereich! Die deutschen Mopedfahrer wurden leider in vielen Fällen vom Gesetzgeber mit sinnlosen Einfadenlampen Scheinwerfern bestraft! Nun kommt aber der große Moment, schaft es die dicke Lichtspule meine 12 Volt 35 Watt H4 Lampen zu betreiben oder nicht?



Zwischen Grundplatte und Polrad wurde jeder erdenkliche Platz auf wenige zehntel-Millimerter ausgenützt, das Prüfergebnis entsprach weitgehend meinen vorherigen Berechnungen! Für eine Kleinserie müßte ich allerdings auf dünneren 0,80 bis 0,85 mm Kupferlackdraht umsteigen weil der Platz doch irgendwie zu knapp ist, der optimierte Generatorteil erreichte nach einer Stunde Dauerlauf bei 7500 Upm nur 35° Betriebstemperatur. Mit dieser geringen Temperaturentwicklung würde dieses Teil wohl ewig halten. Mit der Energieausbeute unter 2500 Upm bin ich noch nicht zufrieden und werde in nächster Zeit noch versuchen, in Richtung der Polflächen zusätzliche 2 bis 3 stehende Blechlamellen einzufügen, um den Eisenrücken für höhere magnetische Flußdichte zu verstärken! Eine Lichtspulenleistung von 37 bis 39 Watt bei 6500 Upm wäre meinem geplantes Ziel, erheblich mehr Leistung ist mit diesen schwachen Polrädern bei nur 50% Polradausnützung nicht erreichbar!