Regler_6

Der Reglerschalter (Regler)

Die in den DDR-Fahrzeugen eingesetzten Reglerschalter vereinen in sich den Ladestromschalter, welcher die Lichtmaschine selbsttätig der Batterie zu- oder abschaltet, und den Spannungsregler, der trotz wechselnder Drehzahl und Belastung, die Spannung selbsttätig auf den gewünschten Wert einstellt.

Für kleine und mittlere Leistung wurden die Reglerschalter auf die Lichtmaschine aufgebaut. Noch bei den Motorrädern wie z.B. der RT 125 und dem ersten IWL-Roller Pitty, wurden sie in Flachbauform verwendet und zusammen mit der Zündspule in einem Spulenkasten untergebracht. Später bei den modernen standardisierten Lichtmaschinen (6 Volt /60Watt) wurden die Regelschalter als separates Bauteil unter den Verkleidungen am Fahrzeug befestigt.

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Es gibt zwei Bauformen der eingesetzten Reglerschalter. In den IWL-Rollern wurde der Regler (erste Bauart) mit drei Schraubkontakten verwendet. Anfangs der 60er Jahre kam eine Weiterentwicklung mit vier Steckkontakten auf den DDR-Zweiradmarkt (z.B. MZ-Motorräder). Da die IWL-Produktion bekanntlich 1965 endete, finden wir diese Bauform mit vier Kontakten als Ersatz in den Rollern. Der Aufbau und die Funktion sind im wesentlichen gleich.

Aufbau und Funktion

Zur Vereinfachung erklären wir die Funktionsgruppen Ladestromschalter und Spannungsregler getrennt

Der Ladestromschalter regelt die Verbindung Lichtmaschine- Sammler (Batterie)

Bei stehendem oder mit niedriger Drehzahl laufendem Motor werden die eingeschalteten Verbraucher vom Sammler (Batterie) gespeist. Die vom Motor angetriebene Lichtmaschine ist von der Kurbelwellendrehzahl abhängig. Bei niedrigen Drehzahlen liegt die Lichtmaschinenspannung unter der Sammlerspannung. Nimmt jedoch die Motordrehzahl zu, so steigt die Spannung an, bis sie bei einer bestimmten Drehzahl mit der Sammlerspannung gleich ist und die Lichtmaschine nun die Stromversorgung der Verbraucher selbst übernehmen kann. Um zu verhindern, dass sich der Sammler über die Lichtmaschine entlädt, ist der Schalter so ausgeführt, dass er die Lichtmaschine erst dann mit dem Sammler verbindet, wenn ihre Spannung etwas höher als die Sammlerspannung ist. Im Fahrzeug wird der Einschaltvorgang durch das Verlöschen der am Instrumentenbrett angeordneten roten Ladeanzeigeleuchte sichtbar.

Das Bild zeigt die Prinzip Skizze eines solchen Schalters, der in der technischen Ausführung mit dem Spannungsregler zusammengebaut ist.

Prinzip Skizze des Ladeschalters

1. Schalterkontakte

2. Stromspule

3. Sammler/ Batterie

4. Lichtmaschine

5. Spannungsspule

Die Spannungsspule ist unmittelbar zwischen die beiden Bürsten der Lichtmaschine geschaltet und erhält daher die volle Klemmenspannung (Bild 1a).

(Bild 1a)

Arbeitsweise bei voller Klemmenspannung des Ladestromschalters (schematisch)

Das von ihr erzeugte Magnetfeld wächst mit ansteigender Spannung und übt eine immer größer werdende Anziehungskraft auf den Magnetanker aus. Die Rückzugsfeder wird durch die Magnetkraft erst dann überwunden, wenn die Lichtmaschinenspannung höher ist als die Betriebsspannung.

In diesem Fall wird der Anker angezogen, die Kontakte schlagen aufeinander und der Stromkreis zwischen Lichtmaschine und Sammler ist geschlossen (Bild 1b).

(Bild 1b).

Stromkreis zwischen Lichtmaschine und Sammler ist geschlossen

Der nunmehr über die Stromspule fließende Strom verstärkt das Magnetfeld der Spannungsspule weiter, so dass der Anker kräftig festgehalten wird. Ist mit sinkender Motordrehzahl die Lichtmaschinenspannung so weit abgefallen, dass sie unter der Sammlerspannung liegt, dann wird der Sammler nicht mehr geladen, sondern es fließt umgekehrt ein Strom vom Sammler zur Lichtmaschine (Rückstrom). Da die Stromspule jetzt in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird, wirkt ihr Magnetfeld dem der Spannungsspule entgegen (Bild 1c) und schwächt es, so dass die Federkraft überwiegt und den Anker zurückzieht. Damit ist die Verbindung zwischen Lichtmaschine und Sammler wieder unterbrochen.

(Bild 1c)

Verbindung zwischen Lichtmaschine und Sammler ist unterbrochen

Der Spannungsregler hat die Aufgabe, die Lichtmaschinenspannung trotz wechselnder Drehzahlen auf einen fast gleichbleibenden Wert zu regeln.

Der Reglerschalter

Der Reglerschalter kann in fünf Schaltungen betätigt werden.

Bei dem im Bild 1d dargestellten minusregelnden Reglerschalter sind Ladeschalter und Regler zu einem Bauteil vereinigt (kombinierter Regler-Schalter). Sie haben einen gemeinsamen Magnetkern, der die beiden von der Beschreibung des Ladestromschalters bekannten Wicklungen, die Stromspule und Spannungsspule, trägt. Auf der Stirnseite des Magnetkerns befindet sich eine rechteckige Platte, deren Schmalseiten je ein Stahlstück, ein Schaltanker, gegenüberliegt. Die beiden Anker sind mittels Blattfedern beweglich am unteren Quer joch befestigt. Nach oben sind die Blattfedern verlängert und werden durch zwei Bügel nach außen gespannt, so dass sie die Anker mit einer bestimmten Vorspannung vom Magnet wegziehen. Durch Nachbiegen der Bügel kann in der Spezialwerkstatt die Federkraft verändert werden. Der rechte Anker Sa gehört zum Ladeschalter, der linke Ra zum Regler. Am Schalter stehen sich ein fester Kontakt Sk l und ein mit dem Anker verbundener beweglicher Kontakt Sk 2 gegenüber. Der Regler hat zwei Kontaktpaare, deshalb Zweikontaktregler. Zwischen zwei festen Kontakten Rk l und Rk 3 liegt der mit dem Anker Ra verbundene Doppelkontakt Rk 2. In Ruhelage ist das äußere Kontaktpaar des Reglers geschlossen, Rk 2 an Rk 1. Die Spannungsspule ist so geschaltet, dass sie in jedem Falle bei Betrieb der Lichtmaschine deren volle Klemmenspannung erhält, während in der Stromspule erst dann Strom fließt, wenn die Schalterkontakte geschlossen sind. Dabei wird je nach Stromrichtung (Lade- oder Rückstrom) die Wirkung der Spannungsspule unterstützt oder abgeschwächt.

Die Bügelfeder des Reglers mit dem Anker Ra und der Doppelkontakt Rk 2 sind isoliert angebracht und mit den Anfängen der Erregerspule sowie des Regler Widerstandes Wd verbunden. Der linke Reglerkontakt Rk1 liegt an Masse, desgleichen auch das Ende des Regler Widerstandes Wd. Der rechte Reglerkontakt ist über die Befestigungsschraube mit dem Magnetkern, der am Pluspol der Lichtmaschine angeschlossen ist, leitend verbunden.

Das Prinzip der Spannungsreglung besteht darin, dass die durch Drehzahl- und Belastungsschwankungen hervorgerufenen Spannungsunterschiede durch entsprechende Veränderung des Erregerstromes ausgeglichen werden. Dies geschieht mittels elektromagnetischer Schnellregler, die bei zu hoch ansteigender Spannung das Erregerfeld schwächen, indem sie in rascher Folge einen Widerstand abwechselnd in den Erregerstromkreis einschalten und ihn dann wieder überbrücken (ausschalten) oder die Erregerwicklung kurzschließen. Zwecks Kühlung ist der Reglerwiderstand häufig frei unter dem Gehäuse des Reglerschalter angebracht.

Der Regler liegt im Erregerstromkreis entweder vor der Erregerwicklung, d. h. zwischen dieser und der Plusbürste des Ankers (plus-regelnd) oder hinter der Erregerwicklung, d. h. zwischen dieser und dem Anschluss an Masse (minus regelnd).

Es gibt eine Vielzahl verschiedenartigster Regler Ausführungen, die aber alle nach dem gleichen Grundprinzip arbeiten. Es ist der sogenannte Zweikontaktregler.

Im folgenden nur die 5 Arbeitsweisen eines Reglers

1. Lichtmaschine läuft mit niedriger Drehzahl

Ladestromschalter

Blau gekennzeichnet ist die unterbrochene Verbindung des Pluspols der Lichtmaschine mit dem Bordnetz (Ladeschalter ist geöffnet).

An Klemme 51 des Reglers plus-Leitung zum Zündschloss) liegt deshalb die Batteriespannung an.

Da an Klemme 61 die niedrigere Lichtmaschinenspannung anliegt, fließt Strom von Klemme 51 nach 61.

Die dazwischen befindliche Ladekontrollleuchte brennt.

Reglerschalter

Der Erregerstromkreis ist rot gekennzeichnet.

Die Kontakte RK1 und RK2 sind verbunden.

Somit ist die Erregerwicklung direkt zwischen den Bordplus (kommt im Moment über die Ladekontrolle) und Masse geschaltet.

Die Lichtmaschinenspannung ist noch sehr niedrig

Anmerkung:

Die Verbindung zwischen Klemme 51 und 61 am Regler geht über das Zündschloss (sonst würde die Ladekontrolle brennen, bis die Batterie leer ist). Von Klemme 51 führt der Bordplus zum Zündschloss. Dort geht es von 15/54 ( Zündung, Bremslicht, Ladekontrolle ) weiter zur Ladekontrolllampe. Die Lampe ist dann direkt mit Klemme 61 verbunden.

2. Lichtmaschine läuft mit gesteigerter Drehzahl

Ladestromschalter

Wenn bei gesteigerter Drehzahl die von der Lichtmaschine erzeugte Spannung für die Stromversorgung ausreicht, ist die Stärke des in der Spannungsspule erzeugten Magnetfeldes so groß, dass der Ladeschalter schließt (SK1 und SK2 sind verbunden).

Die blaue Verbindung zwischen Lichtmaschinenplus und Bordnetz ist geschlossen. Da jetzt ein Strom durch die Stromspule fließt, wird das Magnetfeld der Spannungsspule verstärkt und der
Ladestromschalter festgehalten.

An Klemme 51 und 61 liegt jetzt dieselbe Spannung an und ist es fließt deshalb kein Strom mehr (die Ladekontrollleuchte erlischt).

Da an Klemme 51 Plusleitung zum Zündschloss) nun die Lichtmaschinenspannung anliegt, werden alle Verbraucher von der Lichtmaschine gespeist und die Batterie geladen.

Reglerschalter

Im Erregerstromkreis hat sich nichts verändert.

Anmerkung:

Wie jetzt zu erkennen ist, ist das Metallgerüst des Reglerschalters mit dem Pluspol der Lichtmaschine verbunden.
Es muss daher von der Reglerbefestigung und dem Rahmen des Fahrzeuges isoliert sein (Masse).

3. Lichtmaschinendrehzahl steigt weiter

Ladestromschalter

Da die Lichtmaschinenspannung steigt, bleibt auch das Magnetfeld von Spannungs- und Stromspule stark und der Ladestromschalter geschlossen.

Reglerschalter

Die Lichtmaschinenspannung wird durch die höhere Motordrehzahl zu hoch. Dies führt dazu, dassdas durchdas durch Spannunns- und Stromspule erzeugte Magnetfeld den beweglichen Kontakt RK2 so anzieht,- und Stromspule erzeugte Magnetfeld den beweglichen Kontakt RK2 so anzieht, dass dieser weder Kontakt zu RK1 noch zu RK3 hat. Die direkte Masseverbindung ist also unterbrochen und der Erregerstrom fließt stattdessen über den Regler- widerstand (dieser ist zwischen Erregerwicklung und Masse).

Da der Erregerstrom dadurch schwächer wird, wird die Lichtmaschinenspannung gedrosselt.

4. Lichtmaschinendrehzahl ist sehr hoch

Ladestromschalter

Da die Lichtmaschinenspannung hoch ist, bleibt auch das Magnetfeld von Spannungs- und Stromspule stark und der Ladestromschalter geschlossen

Reglerschalter

Das Magnetfeld von Spannungs- und Stromspule ist durch die hohe Lichtmaschinenspannung so stark, dass der bewegliche Kontakt RK2 mit RK3 verbunden ist. Da RK3 mit D+ verbunden ist, wird die Erregerwicklung kurzgeschlossen (im Bild rot gestrichelt dargestellt). Die Lichtmaschine liefert dann theoretisch keine Spannung mehr.

5. Lichtmaschinendrehzahl sinkt stark ab

(Die Lichtmaschinenspannung niedriger als Batteriespannung)

Ladestromschalter

Da die Lichtmaschinenspannung unter der Batteriespannung liegt, fließt jetzt Rückstrom (über den Ladeschalter) von der Batterie über die Lichtmaschine (blaue Pfeile).

Da sich dadurch das Magnetfeld in der Stromspule umkehrt und damit das ohnehin schwache Magnetfeld der Spannungsspule abschwächt, wird der Ladeschalter jeden Moment öffnen.

Reglerschalter

Das Magnetfeld von Spannungs- und Stromspule ist durch die niedrige Lichtmaschinenspannung schwach und die Erregerwicklung erhält wieder die volle Bord-Spannung.

Anmerkung:

Die Ladekontrolle leuchtet erst, wenn der Ladestromschalter geöffnet ist, da die Lampe einen Widerstand darstellt.

Aus den fünf beschriebenen Regelvorgängen sollen die zwei wesentlichen Merkmale hervorgehoben werden:

1.Die Spannungsregelung der Lichtmaschinen erfolgt durch Reglung des Erregerstromes. Damit wird eine annähernd konstante Spannung induziert.

2.Die Reglung erfolgt bei der beschriebenen Bauart in zwei Stufen:

Der Erregerstrom wird entweder durch einen eingeschalteten Widerstand geschwächt oder die Erregerwicklung wird kurzgeschlossen, so dass keine Spannung induziert wird.

Die Teilung der Reglung gestattet die Reglung über einen großen Drehzahlbereich sowie einen kleinen Regelwiderstand. Außerdem sind diese Regler verhältnismäßig unempfindlich gegen Erschütterungen.

Die IKA-Reglerschalter arbeiten nach dem Prinzip der nachgiebigen Spannungsreglung. Bei der Beschreibung der fünf Schaltstellungen ist zwecks Vereinfachung dieses Prinzip noch nicht erwähnt worden.

Wird die Magnetspule des Reglers lediglich durch die Klemmenspannung der Lichtmaschine beeinflusst, so kann es vorkommen, dass bei entladenem Sammler ein unzulässig hoher Ladestrom fließt, wodurch Lichtmaschine und Sammler geschädigt werden. Dies wird verhindert, indem sich die Lichtmaschinenspannung der Sammlerspannung „nachgiebig" anpasst. Zu diesem Zweck befinden sich Spannungsspule und Stromspule auf einem gemeinsamen Magnetkern. Dadurch ergänzt die Stromspule die Wirkung der Spannungsspule in der Weise, dass sie bei Entnahme eines starken Stromes das Magnetfeld verstärkt, wodurch der Regler genauso anspricht, als wenn die Spannung zu hoch angestiegen wäre. Die Folge ist, dass die Spannung sinkt. Fließt hingegen nur ein schwacher Strom, dann beeinflusst dieser das Magnetfeld kaum, und der Regler regelt auf höhere Spannung. Weil die Spannung bei Belastung nachgibt, spricht man von „nachgiebiger Reglung".

Erläuterung:

Die Spannung der Lichtmaschine schwankt in engen Grenzen, und zwar unabhängig von der Drehzahl, jedoch abhängig von der Stromaufnahme des Sammlers und der Verbraucher.

Die Stromstärke passt sich der Stromaufnahme der Verbraucher bis zu einem für den entladenen Sammler unschädlichen Höchstwert an.

Zusammenfassung der Aufgaben des Regelschalters:

1.Die Lichtmaschinenspannung soll bei allen Drehzahlen fast gleichbleibend sein. Bei zu kleiner Spannung leuchten die Lampen zu schwach, bei zu hoher Spannung brennen sie durch.

2.Bei stehendem oder langsam laufendem Motor muss die Lichtmaschine vom Sammler getrennt werden, da sich bei kleiner Lichtmaschinenspannung die Batterie über die Lichtmaschine entladen würde.

3.Der Sammler soll stets gut und schonend geladen werden. Eine leere Batterie ist mit hoher Stromstärke, eine volle jedoch mit kleinem Ladestrom aufzuladen.

4. Auch mit ausgefallenem Sammler sollte der Fahrbetrieb notfalls noch möglich sein.

Tipps zum 6 Volt Regler

Probleme bei dem mechanischen Regler können erkennbar sein durch

> Schlechtes Startverhalten, Zündaussetzer, schwaches Licht und defekter Batterie <

Ursachen können sein

- Schaltkontakte verschmort durch zu hohen Dauerverbrauch (zu viel Verbraucher angeschlossen)

- der Kontakt D+ kann an der Lima oder am Regler defekt sein (Kabelverbindungen)

- falsch angeschlossene Batterie (Pole vertauscht)

- zu hoher Leerlauf, schaltfaul, der Motor wird zu hoch gedreht

- Reglerwiderstand defekt (Masseschluss)

- Feldwicklungsschluss (Masseschluss)

- unsachgemäßes Aufsetzen der Alu-Schutzkappe (Kontakte verbogen oder Masseschluss)

Tipp Nr. 1

Prüfen der mechanischen Einstellung des Regelschalters

Kontaktabstand in mm
SK1-Schalterkontakte	0,4
SK2-Regelkontakte	0,3...0,4
SU1-Schalteranker	0,5
SU2-Regelanker	0,5
SA1-Schalteranker	0,8...1,0
SA2-Regelanker	0,9...1,1

Tipp Nr. 2

Prüfen der Spannung

Hinweis:

Ein Einstellen des Reglers bedarf mehrerer Kenntnisse. Aus diesem Grund wird in vielen Handbüchern z.B. von MZ eindringlich auf Fachwerkstätten hingewiesen. Auch heute noch gibt es für diese Arbeit Fachleute unter den Oldtimer-Schraubern und alt eingesessenen Kfz-Werkstätten. Wenn der Regler nicht richtig schaltet, macht das Fahren keinen Spaß.

Beachte: Die Kontakte niemals mit einer Feile bearbeiten, denn es sind extra gehärtet Oberflächen

Eingestellt wird ein Regler an einer einwandfreien und typengerechten Lichtmaschine. Am besten auf einem Prüfstand auf dem eine Drehzahl von 0 bis ca. 6000 U/min kontinuierlich regelbar ist.

Die mechanische Grundeinstellung ist unter Tipp 1 ersichtlich.

Daraus sollten folgende Spannungen resultieren und sind gegebenenfalls durch Nachregulieren zu erreichen:

- Einschaltspannung : 6,5 - 6,9 Volt

( Lima unbelastet > keine Verbraucher, Batterie abgeklemmt)

-Ausschaltspannung : 5,4 - 6,2 Volt

- Spannung bei Nennbelastung : 6,2 - 6,8 Volt

( Motordrehzahl 18000- 2200 U/min Belastung 10 A/ Abblend- Schluss- Stopplicht an, Batterie angeschlossen)

-Nennbelastung: 6,8 - 7,2 Volt bei 4000 U/min wenn mit Licht gefahren wird

Wer sich dennoch am Regler versuchen möchte

Dies wird am besten mit einem Spanungsmessgerät für den Messbereich 0...8 Volt mit einer Skaleneinteilung von max. 0,2 Volt gemessen Die 6 Volt Lichtmaschine der IWL- Roller und MZ Motorräder erzeugt im Leerlauf 6,4 bis 6,8 Volt. Damit die Lichtmaschine nicht schon im Leerlauf abriegelt, soll die Abregelspannung mindestens 0,2 Volt darüber liegen. Dies bedeutet bei einer Leerlaufspannung von 6,5 Volt muss der Regler bei 6,7 - 6,9 Volt ab regeln. Zum Überprüfen auf dem Vielfachmessinstrument "Volt" einstellen, Motor an und die Drehzahl leicht erhöht. Geht die Spannung über 6,9 Volt, muss die Vorspannung des Kontakts korrigiert werden. Dazu die Blechlasche, die gegen das Federstahlblech drückt ein wenig nach oben bzw. innen nachbiegen. Bei mehr als 6,9 Volt wird die Batterie überladen und kann überkochen. Wenn die Spannung unter 6,7 Volt bei hoher Drehzahl bleibt, ist die Vorspannung des Kontakts zu gering und muss stärker eingestellt werden. Die Blechlasche, die gegen das Federstahlblech drückt ein wenig nach unten bzw. außen nachbiegen. Die Abriegelspannung liegt hier bei 6,7 bis 6,9 Volt. Diese Arbeit bedarf vieler Geduld und wenn alles nichts wird, könnte auch noch ein Fehler an der Lima sein. z.B. Schleifkohlen abgelaufen (nicht weniger als 9 mm Länge), Druckfeder an den Schleifkohlen lose, Kohlebürsten hängen, Lichtmaschinenleistung durch Verschmutzung des Kollektors oder Kurzschluss in der Erregerwicklung herabgemindert, .Kabel defekt, Widerstand auf der Lima durchgebrannt o.ä.

Tipp Nr. 3

Umrüsten auf einen Elektronikregler

Vorteil: Er sorgt für eine gleichmäßige Batterieladung, was sich auf die Alltagstauglichkeit der ganzen elektrischen Anlage auswirkt.

Hier zwei der vielen Elektronikregler, die es auf den Markt gibt.

> Oldtimerteile-Hasse.de <

> Powerdynamo.de // VAPE. eu<

Beachte:

Bei den Elektronikregler ist es wichtig, den Vorwiderstand zu entfernen

Quellen: Buch „Fachkunde für Kraftfahrzeugschlosser“ von 1961, MZ-Schrauber Bücher,