Bosch Unterbrecherzündungen mit guten Polrädern.

[Ewald]

Ich bin kein Freund von uralten kontaktgesteuerten Magnetzündergeneratoren, derartige historische Zündanlagen aus den 60er und frühen 70er Jahren funktionieren oft bei kühlen Umgebungstemperaturen problemlos und setzen unerwartet aus wenn der Motor heißer wird. Vor ca. 30 Jahren traf ich einen mittlerweile schon verstorbenen Gemeindearbeiter auf dem kleinen Parkplatz in einer steilen Spitzkehre, wo er neben seiner verreckten KTM Comet 504 Bj. 1970 eine Zigarette rauchte. Als ich mich nach seinem Problem erkundigte, erzählte er mir in seiner Unwissenheit: "das Thermostat hätte sich ausgeschaltet weil der Motor zu heiß wurde, und er müsse eine kurze Pause zum abkühlen einlegen"! Ich habe ein altes aber einwandfreies Bosch Polrad von 1972 im Backrohr auf ca. 130°C erwärmt und mit dicken Bauhandschuhen auf den Prüfstand montiert, obwohl die Zündspule kalt war, gab es bis 2000 Upm überhaupt keinen brauchbaren Zündfunken bei 0,6mm Elektrodenabstand und auch die Generatorleistung war um mindestens 20% schwächer. Besonders schwache Magneten verlieren schon bei moderater Erwärmung erheblich an Feldstärke und der höhere Kupferwiderstand bei heißen Zündspulen begünstigt diesen Leistungsverlust noch zusätzlich.

In Deutschland wurden aber in den frühen 80er Jahren noch viele Mopeds mit unterbrechergesteuerten Bosch Zündanlagen produziert, die Polräder von diesen Exemplaren sind schon mit sehr guten Ferroplast Magnetbändern ausgestattet. Solche Polräder kann man überhaupt nicht mehr mit dem unbrauchbaren Mist der 60er und frühen 70er Jahre vergleichen welche ich schon vor vielen Jahren zahlreich entsorgte. Auch KTM produzierte Anfang der 80er Jahre noch ein Modell mit 4 Gang Puch Motor, wo das Polrad schon mit 6 Volt 25-10/5Watt beschriftet war. Das sonderbare an diesem Fahrzeug war, daß die Beleuchtung auch schon bei niedrigen Motordrehzahlen wesentlich besser funktionierte wie bei allen seinen Vorgängern. Als erstes Projekt in dieser Testreihe werde ich eine Zündanlage von der Zündapp Hai50 mit der Nennleistung von 6 Volt 19-10/5Watt analysieren und bestmöglich mit einem hellen Halogenscheinwerfer sowie ultrahellen Leuchtdioden verheiraten.



Nachdem ich diese rostigen Teile auspackte, habe ich sofort die Feldstärke der Magneten nachgemessen, und war sehr positiv überrascht an allen Polkanten fast gleiche Messwerte zwischen 240 bis 250 Millitesla zu ermitteln. Bei langsamen rotieren im kalten Zustand erfolgten schon unter 500 Upm ausreichend starke Zündfunken bei 0,6 mm Elektrodenabstand, bei dem 130°C Polradtest mußte ich die Mindestdrehzahl auf ca. 750 Upm erhöhen. Derart hohe Temperaturen werden unter normalen Betriebsbedingungen nie erreicht. Der Besitzer dieser Zündanlage wollte wissen, ob man mit der Lichtspule eine 6 Volt 25/25 Watt Bilux Scheinwerferlampe betreiben kann? Folglich habe ich exakt 6 Volt 20,2 Watt Grundlast (15 Watt Scheinwerfer, 4 Watt Rücklicht und 1,2 Watt Instrumentenbeleuchtung) realisiert, Erfahrungsgemäß liegt die ehrliche Gesamtleistung derartiger Lampen bei ca. 19 Watt. In folgender Tabelle habe ich 20,2 Watt Grundlast mit den Messwerten einer slowenischen 6 Volt 25/25 Watt Biluxlampe (tatsächliche Leistung ca. 22,5 Watt) gegenübergestellt:



Mit 6 Volt 20,2 Watt Belastung arbeitet dieser Generator vorbildlich, aufgrund der hohen Leerlaufspannung von 46,50 Volt beträgt die Lampenspannung bei 3000 Upm schon über 5 Volt. Die Verwendung einer 6 Volt 25 Watt Biluxlampe würde ich auch ohne dämpfende Nebenlasten niemand empfehlen, bei heißem Motor (bzw. Generator) würde sogar bei nur 22,5 Watt Grundlast die Lampenspannung mit Sicherheit unter 5,5 Volt bei 6000 bis 7000 Upm absinken. Was das bei nassen Fahrbahnen in der Nacht bedeuten kann, brauche ich wohl niemand erklären. Historische Biluxlampen sind ohnehin Schnee von gestern, die kleinste passende H4 Halogenlampe im B20d Sockel (Nennleistung 12 Volt 35/35 Watt) benötigt ca. 33 Watt elektrische Leistung bei 12,5 Volt. Zu dieser Leistungsentfaltung will ich diesen Generator schon im niedrigen Drehzahlbereich erziehen, die 6 Volt 15 Watt Lichtspule und 6 Volt 10 Watt Ladespule sitzen übereinander und teilen sich die vorbeilaufenden Magnetpole. Ist einer von beiden Ankern wenig oder völlig unbelastet, dann frißt der leerlaufende magnetisierte Anker jeweils dem annderen die Leistung weg. Ähnlich verhält es sich mit der Bremslichtspule und Zündspule, wenn man das Bremslicht betätigt wird auch die Zündspannung höher. In folgender Leistungstabelle habe ich die Lichtspule mit einer 12 volt 40 Watt Glühlampe und gleichzeitig die 6 Volt 10 Watt Ladespule mit einer 6 Volt 10 Watt Lampe belastet, die 10 Watt Lampe verbratet bei Nennspannung nur ca. 9 Watt, folglich erzeugt die Ladespule Überspannung. Die Zündspule ist der größte Schmarotzer in diesem System, von 4 Halbwellen während einer Polradumdrehung werden 2 mit dem Unterbrecher kurzgeschlossen und die dritte negative Halbwelle erzeugt bei öffnen des Unterbrechers einen Zündfunken. Die vierte positive Halbwelle bei offenen Unterbrecher bleibt ungenützt und kann folglich zum laden eines kleinen Akkus verpflichtet werden.    



Vergleicht man nur die Leistungsentfaltung dieser Lichtspule mit den Leistungen der uralten Magnetzündergeneratoren an einem sogar neuwertigen 6 Volt 19/5 Watt Polrad von 1972, merkt man einen beachtlichen Unterschied:
http://www.zuendapp.net/forum/index.php?topic=1664.0
Es wäre schön wenn man Lichtspule, Ladespule und Bremslichtspule direkt parallelschalten könnte um die ganze Summenleistung zu gewinnen, das funktioniert leider erst bei sehr hohen Drehzahlen und da würgen sich die stark unterschiedlichen Anker auch gegenseitig nieder. Ein guter Wirkungsgrad wäre nur durch umwickeln (neubewickeln) aller Anker möglich und dann könnte man bis zu 60 Watt bei 6000 Upm erreichen. Nachdem aber die Energieausbeute aufgrund von Serienstreuungen für preiswerte 12 Volt 55/60Watt H4 Lampen trotzdem nicht reicht, soll man kleine Verluste akzeptieren und die Einzelleistungen mit einem guten Rigkern als Spartrafoversion zusammenkoppeln. Unter folgendem link gibt es auch ein wenig Theorie über Ringkerntransforen:
http://www.zuendapp.net/forum/index.php?topic=1937.0
Es gibt viele unterschiedliche Licht, Bremslicht, Rücklicht und Ladespulen, auf deren verschiedenen Windungszahlen und Drahtstärken will ich nicht eingehen weil es gar nicht notwendig ist. Damit der Spartrafo möglich wenig Energie für die Eisenkernmagnetisierung vom Generator wegfrisst, habe ich die Windungszahl am Ringkern sehr hoch gewählt. Auch in einer kleinen Hinterhofwerkstatt ist die optimale Anpassung aller Spulen problemlos möglich, zuerst trennt man alle Kabel des Generators (bis auf die Zündung) vom Fahrzeug. Wenn die Leerlaufspannung der Lichtspule bei ca. 6000 Upm zwischen 25 bis 30 Volt liegt, dann sind 70 Windungen für den Hauptstrang bei 80 bis 120 VA Ringkernen goldrichtig. Dazu benötigt man ca. 7 Meter Kupferlackdraht welche man mit etwas Abstand auf den isolierten Ringkern wickelt, so treffen sich Wicklungsanfang und Ende an der gleichen Stelle (siehe Bild vom fertigen Transformator):
 


Dann nimmt man einen alten Autoscheinwerfer mit 12 Volt 40/45 Watt Biluxlampe und schaltet diese und einen improvisierten Spartrafoprototyp zwischen Masse und Lichtspule. Die Wicklunsisolation wird mit Schleifpapier Strinseitig entfernt, sodaß man von außen jederzeit mit Drähten oder Prüfspitzen alle Windungen abgreifen kann. Dann den Motor auf konstanter Drehzahl von ca. 4000 Upm halten und die Lampenspannung mit dem Multimeter messen, nun kann ein Helfer die Bremslichtspule mit einem Prüfkabel verbinden und damit die unisolierten Windungen abtasten. Wo die höchste Lampenspannung erreicht wird, muß ein grünes Kabel angelötet und mit der Bremslichtspule verbunden werden. Dann geht der Versuch mit der Rücklicht oder Ladespule weiter und es wird ein graues oder violettes Kabel an die passende Windung gelötet. Zur Optimierung wird die Bremslichtspule nochmal getrennt und mit dem Prüfkabel weiter versucht die Lampenspannung zu erhöhen, hat man eine bessere Position gefunden dann muß auch die Rücklicht oder Ladespule noch einmal optimiert werden. Nach Abschluß der Anpassungsversuche die Wicklungsanzapfungen notieren und den Trafo nochmal mit neuem isolierten Kupferlackdraht bewickeln. Zur einfachen und vor allem vibrationsfesten Montage stülpt man über den fertigen Transformator eine transparente Kunststofftüte und sucht einen geeigneten Platz im Fahrzeug, dann schäumt man die Tüte mit preiswertem PU-Schaum aus. Nicht zuviel vom guten Schaum verwenden, weil er sich erheblich ausdehnt. Nun ist der gute Rinkerntrafo installiert und der 12 Volt 45 Watt Glühfaden leuchtet bei 6000 Upm mit stattlichen 14 Volt, die betagten 12 Volt 40/45 Watt Biluxlampen sind aber nicht wirklich gute Scheinwerferlampen:



Moderne 12 Volt 35/35 Watt H4 Lampen leuchten wesentlich heller und erreichen aufgrund geringerer Stromaufnahme schon bei ca. 4000 Upm 14 Volt Betriebsspannung, von solchen Beleuchtungen hätten viele Mopedfahrer in den frühen 80er Jahren geträumt. Damit aber die helle Halogenlampe nicht schon bei 5000 Upm in die ewigen Jagdgründe eingeht, stabilisieren wir die Überlast mit einem preiswerten italienischen Spannungskonstanthalter welcher in allen Piaggio Rollern von Bj. 1992 bis 1998 verwendet wurde. Als Übergangslösung kann man das Rücklicht und Bremslicht bis max. 5 Watt zum Scheinwerfer parallelschalten, die Krönung wären selbstverständlich energiesparende ultrahelle Leuchtdioden welche beim einschalten des Zündschlüssels schon hell leuchten. Als platzsparende Alternative kann man 10 Stück Ni-Mh Mignonzellen zusamenlöten und über eine Gleichrichterdiode vom Primärstromkreis der Zündspule laden, damit die kleinen Akkus auch im lastlosen Zustand nie überladen werden (beispielsweise 3 Stunden Dauervollgas ohne Bremslichtbetätigung) wird die Ladespannung mit einer dicken 15 Volt Supressordiode begrenzt. Diese größere Zenerdiode kann Verlustleistungen bis maximal 5 Watt schlucken und paßt optimal für diese Leistungsgröße.       
 


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