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Elektronische Regler für 14 Volt - ein Unding?

 Lösung mit elektronischem Regler 

 

Von dem nachfolgenden Experiment hatte mir ein erfahrener Fachmann und Kenner der Auto-Elektrik (speziell alter DKW und IFA) dringend abgeraten: von der Idee, einen elektronischen 14-Volt-Regler an einer 6/7-Volt-Dynastartanlage anschließen zu wollen, warnte der Autoelektriker aus der Nähe von Dresden mit den Worten: "dann ist der Ärger komplett!".

 

Aber ich konnte mal wieder nicht hören! Ich hatte zunächst vor, genau den (elektromechanischen) Regler auszuprobieren, der im IFA-Forum empfohlen wurde (und nicht nur da): den Bosch 0190 350 049 mit 14V/25A. Mit diesem Kameraden wollte ich in Ruhe Messungen vornehmen und einen Vorwiderstand herausfinden, mit dem die Kontakte geschont werden könnten und dann nicht mehr verbrennen würden.

 

Als ich ihn bestellt hatte, bekam ich aber etwas anderes geliefert: nämlich einen originalen Bosch-Ersatztyp, der äußerlich genauso aussieht, in seinem Inneren aber mit modernster Elektronik arbeitet. Natürlich hätte ich die Abnahme verweigern können, aber die Versuchung war nun unwiderstehlich groß!

 Jetzt erst recht - das wäre doch gelacht... 

 

Elektronische Regler haben erstens keine Kontakte und keine Widerstände herkömmlicher Art (was verlockend ist), und zweitens kann man leider nicht in sie hinein schauen - das Innenleben und ihre "Mentalität" sind geheime Verschlusssache, die Elektronik ist in Plastik eingegossen.

 

Klar ist nur das grundsätzliche Prinzip:

elektronischer Regler an Lichtmaschine, minusgeregelt

Im Bild links sehen wir das typische Blockschaltbild eines  elektronischen Reglers -  daneben eine Gleichstrom-Lichtmaschine, minusgeregelt. An die im F5 serienmäßige (plus-geregelte) Dynastart-Anlage in meinem Vorkriegs-DKW ist der Regler so nicht direkt anzuschließen.

elektronischer Regler im DKW elektronischer Regler, minusgeregelt, an Vorkriegs-Dynastart (12,5Ω-Widerstand "unschädlich" gemacht)

Im Bild rechts ist derselbe Regler an einer Dynastart-Anlage angeschlossen, die so modifiziert wurde, wie im Kapitel "Plus/Minusregelung" beschrieben, sodass sie mit dem Regler kompatibel ist.

  Hinweis:   natürlich gilt das prinzipiell auch für von Haus aus minusgeregelte Dynastartanlagen (z.B. bei IFA), bei diesen ist der 12,5-Ω-Widerstand aber nicht  vorhanden (und sie müssen auch nicht auf Minusregelung umgerüstet werden - diese werden genau so angeschlossen wie in dem Bild, ganz oben links, aber natürlich auch mit Vorwiderstand, siehe unten).

 

  Achtung:   wir können uns nicht darauf verlassen, dass die historischen Fahrzeuge immer original sind. Da viele eine bewegte Vorgeschichte haben, ist es schon vorgekommen, dass ursprüngliche F5 (mit Vorwiderstand und Plusregelung) irgendwann einmal F8-Feldwicklungen verpasst bekommen haben (gilt besonders für Fahrzeuge, die im Osten lange gefahren wurden).

 

Um den Erregerstrom zu begrenzen, ist in der Leitung "DF" ein Widerstand mit 2,2Ω (z.B. Conrad-Electronic Best.-Nr. 421286–62) eingefügt worden (auf einem Kühlblech). Die Sicherung (3A) ist dringend zu empfehlen: sie verhindert erstens, falls der Vorwiderstand durchbrennen sollte, eine unbemerkte Überlastung von Feldwicklung und Regler. Und zweitens, falls die Verbindungsleitung "D+...D+" unterbrochen werden sollte (abgerissener oder loser Anschluss etc.), dass der Vorwiderstand zerstört wird und die Ladeanlage beschädigt wird.

 

In meinem F5 hatte ich auf diese Sicherung zuerst verzichtet und prompt explodierte der Vorwiderstand mit einem lauten Knall, als sich die Klemmschraube am Dynastart-Anschluss gelockert und Richtung Straße verabschiedet hatte.

 

Folgende Details sind dabei sehr wichtig:

1) 

der interne Regelwiderstand (12,5Ω) muss unbedingt unwirksam gemacht, d.h. entweder abgeklemmt und isoliert oder kurzgeschlossen werden (wie im Kapitel "Plus-/Minusregelung" beschrieben) - anderenfalls wird der elektronische Regler sofort zerstört(!) - und das ist kein Garantiefall.

2) 

der Widerstand mit 2,2Ω (Werte zwischen 1,8Ω bis 2,7Ω sind geeignet) schützt die Leistungselektronik des Reglers und die Feldwicklung vor Überlastung. Je kleiner der Widerstand, desto kleiner die Drehzahl, bei der der Generator anfängt ins Bordnetz zu liefern. Der Widerstand sollte mindestens 20 Watt Belastbarkeit haben und muss(!) auf einem Kühlkörper mit Wärmeleitpaste montiert werden. Mit einem Widerstand von 2,7Ω und 25W Belastbarkeit wurde ein Erregerstrom von 2,0 Ampere gemessen, der Ladebetrieb setzte bei ca. 1.400 bis 1.450 U/min ein (etwa 30 km/h im dritten Gang).

3) 

Der verwendete Regler war zunächst der Typ Bosch F026 T02 203 (14V/25A). Dieser Regler ersetzt den oben mehrfach genannten mechanischen Bosch-Regler und ist - wie dieser - nicht (!) optimal geeignet, um eine 7-Volt-Dynastart-Anlage zu regeln, da er zu hohe Lastströme erlaubt. Messungen haben ergeben, dass meine (kleine) Dynastart-Anlage (150W / Reichsklasse) schon bei "kräftig erhöhter" Leerlaufdrehzahl in bestimmten Situationen fast 25 Ampere ablieferte. Damit werden Anker und Kohlen stärker belastet als vorgesehen. Als besser geeignete Variante wäre der Typ Bosch F026 T02 200 (14V/11A), für die Reichsklasse, oder der Typ F026 T02 201 (14V/16A) für die Meisterklasse zu empfehlen (in meiner Reichsklasse wurde so der Laststrom auf 11 Ampere begrenzt - Überlastung beseitigt!).

4)  Die Dynastartanlage benötigt nun aber eine um ca. 50% höhere Drehzahl, damit die Batteriespannung (jetzt 12 Volt) erreicht wird und die Kontrollleuchte aus geht. Das ist ein Schönheitsfehler und nervt etwas, wenn der Motor im Leerlauf läuft. ACHTUNG: serienmäßig ist beim F5 eine 12(!)-Volt-Birne vorhanden (beim F8  weiß ich es nicht) - für den F5 empfehle ich einen 39Ω Vorwiderstand (5 Watt belastbar) zwischen Anschluss 61 am Regler und Kontrollleuchte. (Der Vorwiderstand mildert das lästige Glimmen der Ladekontrollleuchte bei niedriger Drehzahl).

Achtung: alle vorgenannten Beschreibungen dienen nur dem Erfahrungsaustausch - die beispielhaft (in meinem DKW F5) vorgenommene Umrüstung ist nur bedingt fachgerecht! Nachbauten erfolgen auf eigenes Risiko! Seit dem 22.07.2014 bis heute (16.06.2017) wurden bislang erfolgreiche Fahrversuche über mehr als 2.500 Testkilometer durchgeführt, um die Praxistauglichkeit zu überprüfen.

 

Bei Fragen: Kontaktformular...  

Rechts im Bild ist der elektronische Regler zu sehen, der im Fußraum rechts unter dem Trittbrett innen versteckt wurde. Die Kabelführung erfolgte verdeckt auf kurzem Weg durch das Pedalfenster zum Spulenkasten, der zur Tarnung noch immer an Ort und Stelle ist.

 

Die zahlreichen Federkontakte im Spulenkasten wurden durch Streifen aus Pappe isoliert und dieser auf diese Weise außer Gefecht gesetzt.

Zur Orientierung: im Bild rechts oben sehen wir links das Gas- und das Bremspedal. Rechts neben dem Regler ist der 2,2Ω Vorwidersatand auf einem Kühlkörper (60x60mm Aluprofil) montiert.

 

Im Bild links sehen wir den Kühlkörper im Detail: in dem Aluprofil ist auch die Sicherung integriert (hier 5 Ampere, besser ist 3 Ampere). Die beiden heraus ragenden M4-Schrauben (eine ist isoliert, bei Montage auf Holz kann die zweite mit dem Kühlkörper elektrisch verbunden sein) dienen dem Anschluss der Kabel DF (einerseits zum Regler, andererseits zur Feldwicklung - die Polung ist egal), hier können nun 4-mm-Kabelschuhe angeschraubt werden.

 Fazit:  die Konversion von 7 auf 14 Volt ist mit einem elektronischen Regler samt zuverlässiger Strombegrenzung und Schutz des Reglers gegen Überlastung gelungen, es folgten bisher mehr als 2.700 Testkilometer (von denen im Kapitel "rollender Prüfstand" berichtet wird).

 

 Bisherige Erfahrungen:  am 15.04.2015 hatte sich der Vorwiderstand nach 366 Testkilometern mit einem spektakulären Knall und einer Qualmwolke in den Elektronikhimmel verabschiedet. Nach Einbau eines neuen Widerstandes arbeitete die Dynastartanlage zunächst weitere 300 km wieder einwandfrei, aber das Problem wiederholte sich - diesmal ohne Knall - am 11.06.2015. Die Ursache war ein loser Anschluss an der Klemme "D+" der Dynastartanlage und als Folge davon Überspannungen. Um den Widerstand zu schützen, habe ich inzwischen eine Sicherung eingebaut (siehe oben im Text).

 

 Hinweis:  die gesamte oben beschriebene Maßnahme ist bedingt sach- und fachgerecht durchführbar, wenn der Vorwiderstand in der Leitung DF nicht vergessen wird. "Bedingt", weil der elektronische Regler für den Betrieb mit einem 14-Volt-Gleichstromgenerator vorgesehen ist und der beschriebene Einsatz die Garantie des Herstellers (Bosch) gefährdet. Außerdem ist keine Regler-Variante mit genau abgestimmter Stromregelung verfügbar (11A ist bei der Meisterklasse etwas zu wenig, 16A ist etwas zu viel). Auch die nach bestimmten Normen erfolgte Herstellung einschließlich Prüfungen (z.B. elektromagnetische Verträglichkeit) könnte streng genommen durch den "mißbräuchlichen" Einsatz hinfällig werden.

 

Die EMV-Frage gehört in Zusammenhang mit einer Auto aus dem Jahr 1936 allerdings in die Kategorie "kabarettistische Vorführungen" (und ist zulassungstechnisch bei derart alten Fahrzeugen auch kein Problem).

 

 Kommentar:  ob sich ein Fachbetrieb auf diesen Umbau einlässt, ist fraglich.

Eigenschaften dieser Modifikation:

- keine Überlastung der Feldwicklung, da Strom und Spannung wie bei 6/7 Volt

- zuverlässiger Betrieb, da keine Kontakte vorhanden (kein Kontaktverschleiß)

- keine Überlastung des elektronischen Reglers (durch externen Vorwiderstand)

- zuverlässige Strombegrenzung auf 11A (wahlweise 16A) gewährleistet

- moderate, gut vertretbare Überlastung des Ankers von 12% (Reichsklasse)*

- überhaupt keine Überlastung des Ankers bei der Meisterklasse (minus 4%)**

- kann als bedingt sachgerecht angesehen werden (Garantiefrage ungeklärt)

 

*) gilt für die Verwendung des 16A-Typs, allerdings ist die baugeiche Dynastartanlage des IFA P70 mit 250 Watt angegeben - dies würde überhaupt keine Überlastung bedeuten

**) bei Verwendung des 11A-Typs.

 

Weiter mit… "die Ladebilanz".

 

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