Müde Lichtmaschine

Im Bestreben, unsere Ruhrthaler wieder möglichst in einen betriebssicheren Originalzustand zurückzuversetzen, sind wir inzwischen am Getriebe angekommen, wo wir eine schwenkbare Konsole entdeckten, die augenscheinlich dazu diente, die alte Reibradlichtmaschine auf das Schwungrad vor der Kupplung aufzusetzen. Wahrscheinlich wurde die Lichtmaschine beim Umbau von Schwungradanlasser auf elektrischen Anlasser beim Rammelsberger Förderverein 1989 herausgenommen. Glücklicherweise ist die alte Lichtmaschine mit der Lok zu uns gekommen und ich habe sie mir heute etwas näher angesehen.

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Es handelt sich um eine bürstenlose Wechselstromlichtmaschine von Friemann & Wolf, 12 V und 100 W. Nun ist die Maschine soweit scheinbar in Ordnung; Wicklungsdurchgang ist da und kein Kurzschluß zum Gehäuse, trotzdem bekomme ich bei Reibantrieb durch die Bohrmaschine an den beiden Anschlußklemmen auf dem Digitalmultimeter gerade mal 2,8 V angezeigt. Bisschen wenig. Ich vermute, dass der Rotor, welcher hier als Magnet ausgebildet ist, über die Jahrzehnte zuviel Magnetkraft verloren hat, um im Stator noch die nötigen 12 V zu induzieren.Gibt es eine Möglichkeit, den Rotor wieder aufmagnetisieren zu lassen? Oder bin ich auf dem Holzweg und jemand hat eine bessere Idee?

Glückauf

Stefan

Hallo Stefan,

wie sieht denn das Drehzahlverhältniss Schwungscheibe zu Reibrad aus ? Bei 1000 Upm des Motors müssten da ja sehr hohe Drehzahlen der Lichtmaschine entstehen. Evtl. reicht da die Drehzahl der Bohrmaschine nicht aus ?

Grüsse Fauli

Hallo Stefan,

kann es sein, dass die Maschine im Betrieb sehr heiß geworden ist? Dann kann es sein, dass der Rotor an Magnetkraft verliert, man hat den Effekt der Feldschwächung. Was bei Elektromotoren nützlich ist, um die Drehzahlen zu steigern, ist hier gravierend, denn dann wird weniger Strom erzeugt. Kannst es ja mal im Betrieb am Motor überprüfen

gruß

Hallo Fauli,

ja, das die Drehzahl der Bohrmaschine u.U. nicht ausreicht, wäre denkbar. Die Umfangsgeschwindigkeit auf der Schwungscheibe könnte deutlich größer sein als die Drehzahl der Bohrmaschine. Da hilft nur Einbauen und Messen; seit Dienstag läuft die Ruhrthaler ja wieder - mit einem fast komplett neuen Kraftstoffleitungssystem (Übrigens deutlich ruhiger, jetzt, wo der Sprit ungehindert an der Einspritzpumpe ankommt). Mich irritiert nur, dass der Magnet nicht sehr zugkräftig ist. Da habe ich schon ganz andere Haltekräfte erlebt. Aber was die Feldstärke nicht bringt kann vielleicht die Geschwindigkeit des Leiters im Feld schaffen.

@ Gotha: Über die Vergangenheit der Lichtmaschine ist leider nichts bekannt, außer dass sie eben bis 1989 in der Lok an der besagten Stelle eingebaut war. Wenn die Maschine allerdings so heiß geworden wäre, dass die Magnetisierung nachliesse, müßte man auch Schmorspuren an den Wicklungen und Isolationen erkennen können. Davon ist nichts zu sehen.

Stefan

Naja, einen Magneten entmagnetisiert man in dem man draufhaut (beispielsweise mit einem Hammer) oder erhitzt.
Magnetisieren kann man ihn in dem man mit einem anderen (stärkeren) Magneten immer wieder über die Oberfläche streift (wichtig: Immer in die selbe Richtung!).

Das ist jetzt stinknormales Schulwissen, aber einen Versuch ist es ja wert. Kaputt werden kann ja nichts dadurch.

lg

Die Leerlaufspannung sollte in jedem Falle über den gemessenen 2.8 V liegen, es sei denn, die LiMa hat noch irgendeine elektronische Regelung drinnen, das gabs ab Mitte 70er durchaus. Auch eine Sicherung könnte eingebaut sein und kaputt gegangen sein, Digitalvoltmeter messen da viel.

Wenns definitiv keine Elektronik gibt, dann wäre der korrekte Prüfvorgang folgend:

Die gereinigte und unzerlegte Lima prüfen:

- Durchgang prüfen mit einem exakten Ohmmeter: Wie hoch ist der Widerstand? Einige Ohm sollten es sein, mehr nicht.

- unzerlegte Lima an analoges Voltmeter anschließen und Anker langsam über die Pole drehen: Bei jedem (spürbaren) Widerstand muss der Zeiger entrechend rechts oder links ausschlagen. Auf Gleichmäßigkeit aller durchlaufenen Pole achten.

Eine intakte Lichtmaschine wird beim langsamen händischen Durchdrehen bereits deutliche Spannungsspitzen mit mehrern Volt zeigen. (Man mache den Versuche auch einmal mit einem Fahrraddynamo!)

Als nächstes sollte man die Wicklungen prüfen. Dazu muss der Magnetanker heraus.

VORSICHT: Wenn es ein älterer Stahlanker ist, dann muss er magnetisch kurzgeschlossen werden, da er sonst seinen Magnetismus verliert. Dazu am Besten noch im halbherausgezogenen Zustand mit geeigneten gebogenen, nicht zu dünnen Bandeisenstücken (z.B. Bitzableiter-Bandeisen) den intensiven magnetischen Schluss zwischen den Polen hestellen.

Anker aus dem moderneren braunen Oxydmaterial sind unkritiischer.

Das Messen der Wicklungen erfolgt in zwei Durchgängen: Einerseits mit Gleichstrom (hier 12V) und Wechselstrom (12V) Am einfachsten geht das mit einer in Reihe geschaltenen Autoglühlampe, diese sollte bei Gleichstrom etwa 1/2 bis 2/3 Helligkeit aufweisen - Wattzahl entsprechend wählen.

Bei Beschickung mit Wechselstrom muss die Lampe erheblich dunkler bleiben, sonst hat die Wicklung einen Windungsschluss. Kommt man zu den Lötpunkten zwischen den einzelnen Polwicklungen dazu, dann misst man jede Wicklung extra, die Lampenhelligkeit (Gleich- und Wechselstromtest) muss bei allen Wicklungen gleich sein.

Eine weitere Methode zur Feststellung Windungsschlüssen ist, mit dem (Analog!-)Messgerät bei offener Maschine die Spannung zu messen und einen externen Magneten auf die einzelnen Pole im Gehäuseinneren zu bewegen. Reagiert ein Pol anders als alle andern, ist hier ein Windungsschluss wahrscheinlich.

Auch ein genaues Ansehen der Wicklungen ist hilfreich, Windungsschlüsse erzeugen durchaus Erwärmung im Betrieb und es könnten Verfärbungen sichtbar sein.

Haben wir die Wicklungen als einwandfrei klassifiziert, bleibt wohl nur der Magnetanker als Übeltäter. In jedem Fall muss er deutlich magnetisch reagieren, d.h. seine Pole müssen Eisen aller Art heftig anziehen.

Ist dies nicht der Fall, so wird eine Neumagnetisierung fällig.

Wir benötigen einen starken Doppel-Elektromagneten mit 2 beweglichen Polstücken am Ende. Diese werden bündig an an die gegenüberliegenden Pole geschoben, wobei vorher mit einer Kompassnadel die Polarität am Anker angeschrieben werden muss. Die Polstücke müssen nun bei Stromdurchfluss die gegenteilige Polarität aufweisen.

Haben wir keinen solchen Magneten zur Verfügung, kann man sowas auch provisorisch zusammenbauen, z.B. aus alten Bremsgestängeteilen:

- Grundverbindung aus Flacheisen, 15-20mm stark
- Aufschweissen von alten Rundeisen, 40 bis 50mm stark, 300mm hoch, an den Enden eben gedreht
- als bewegliche Polstücke am Besten 2 alte große Hämmer verwenden, die Hammerspitze
abflachen, damit sie bündig auf dem Anker aufliegen, geeignete Klammer basteln, damit die Seitenfläche des Hammers satt auf den Rundeisen aufliegt.
- Die Rundeisen gehören nun mit altem Kabel bewickelt, es geht auch altes Verlängerungskabel, wo man alle Adern parallel schaltet. Alles über 4² ist erlaubt. Möglichst viele Windungen aufbringen, beim Übergang auf den anderen Pol auf die Wickelrichtung achten, sonst hebt sich der von beiden Spulen erzeugte Magnetismus auf.
- Nach gewissenhaftem Feststellen der Polarität (Kompass!) von Magnetisierapparat und Ankerpolen wird der Anker in die Apparatur eingespannt.
- Nun brauchen wir noch ein Gleichstromschweissgerät: Das sollte idealerweise ein Drehstrom-Gleichrichter sein, rotierende Umformer gehen nicht. Haben wir kein Gleichstromschweissgerät, tut es auch eine Reihenschaltung aus min. 5 Autobatterien oder das Abzapfen einer Akkulok.
- Die Stromzufuhr + - so an unser Magnetisiergerät anschließen, dass die magnetische Polarität immer immere gegensätzlich ist, d.h. N an S (also bewegl. Pol N an Ankerpol S)
- Zum Einschalten des Stromes an das Magnetisiergerät lassen wir den Strom über einen Schweißelektrodenhalter laufen, in dem wir eine dicke Elektrode oder auch ein 5mm Rundeisen eingespannt haben. Mit dem Elektrodenhalter schließen wir nun den Kontakt zu einem Stück Eisenschiene, das der zweite Kontakt unseres "Schalters" ist. Diese Schiene sollte schwer sein, damit man im Falle des Klebens der Elektrode diese auch wieder wegreissen kann.

- Beim Kontaktgeben ist zu beachten: Für nur 1 Sekunde den Kontakt vollständig schließen, dann innert 2-3 sekunden unter Ziehen eines Lichtbogens den Stromfluss unterbrechen.
Das Wichtige ist, dass der Stromfluss nicht plötzlich unterbrochen wird, sondern langsam endet. Vorher ohne Anker üben!

- Die Dauer des Magnetisiervorganges ist völlig egal, die Höhe der erreichten Feldstärke entscheidend. Spalte im magnetischen Kreislauf deshalb vermeiden.

- Das Enfernen des magnetisierten Ankers aus dem Gerät bei Stahlankern nur mit Magnetbrücken (siehe oben!), sonst ist ein Teil der Neumagnetisierung gleich wieder weg!

- Haben wir so eine provisorische Magnetisiereinrichtung, dann keinesfalls länger als die notwendigen wenigen Sekunden den Strom fließen lassen - sonst brennt die "Wicklung" ab.

- Bei mehrpoligen Ankern den Magnetisiervorgang für jedes Polpaar durchführen. Achtung: wechselnde Polarität!

- WICHTIG: immer auf die magnetische Polarität achten (Kompassnadel!) Misserfolge entstehen ausschließlich durch falsche Polaritäten der Komponenten!

- persönliche Schutzausrüstung für den Abschaltvorgang mittels Lichtbogen verwenden!

- Zum Bau des Magnetisiergerätes keinen hochfesten Wellenstahl verwenden, der hat ungünstige magnetische Eigenschaften.

- wurde der Anker bis in die Sättigung magnetisiert, wird er nach kurzem Betrieb ein wenig an Magnetkraft verlieren (sog. Alterung). d.h. bei eventuell anfänglich erzeugter zu hoher Spannung wird sich das im Laufe der Zeit auf das korrekte Niveau einpendeln. Notfalls anfänglich in der Lok 24V Glühbirnen verwenden.

- Wicklungen mit Windungsschluss können einen Magnetanker durch magnetische Überlastung durchaus kaputt machen, ebenso ständiger Betrieb im Kurzschluss. Da ist die Frage, was vorher kaputt geht ... Wicklung oder Anker.

- Diese Anleitung gilt nur für Wechselstromlichtmaschinen mit Magnetanker, nicht für herkömmliche Gleichstrom- oder Drehstromlichtmaschinen.

Viel Erfolg!

HF130C, vielen Dank. So etwa hatte ich mir das vorgestellt. Ich werde mich jetzt erstmal auf die Suche nach einem Analog-Multimeter machen. Mein Letztes hatte Mitte der 90er Jahre seinen Geist aufgegeben.

Glückauf

Stefan

Moin,
auf alle Fälle würde ich auch den Regler checken. Das könnte notfalls auch die nächste Bosch Werkstatt tun.
Da eine Drehstromlima eine Gleichrichterschaltung (moderne mit Dioden) hat kann auch hier ein Defekt vorliegen. Auch dadurch würde die Ausgangsspannung gesenkt.
Grüße
Dieter

Dieter,

das Ding hat keinen Regler. Es ist auch keine Drehstromlichtmaschine, sondern wirklich eine Wechselstromlichtmaschine. Ein Kabel rein in die Spule und zweites Kabel raus aus der Spule, das ganze im Messinggehäuse, zwei Wälzlager und zwei Fettbüchsen. Die alten Grubenloks brauchten keine geregelte Lichtmaschine, weil diese nur die Lampen versorgen mußte. Batterie war nicht, angelassen wurde mit Schwungradanlasser und Zündfix. Ist bei meiner Deutz GZ30B das gleiche. Nur das ich da einen Druckluftanlasser habe.

Die bei Bosch würden wahrscheinlich ziemlich dumm kucken...

Glückauf

Stefan

Hallo Stefan,
das habe ich noch nicht gewusst. Hatte mich schon über das Aussehen gewundert. Danke für die Info.
Grüße
Dieter