Ergänzende Infos zur LiMa, Stromerzeugung und Regelung

Aus /8-KnowHow

Die folgende Zusammenstellung soll einen grundsätzlichen und einfachen Überblick über die Elemente der Stromerzeugung und -speicherung, deren Funktion und Zusammenspiel sowie der gängigsten Fehler und deren Behebung geben, die hoffentlich auch Elektro-Laien einen Zugang zu dieser Materie ermöglicht. Für ausführlichere Informationen wird tlw. auf Links im Internet hingewiesen, wo sich Spezialisten um detaillierte Funktionsbeschreibungen oder Reparatur- bzw. Überholungsanweisungen verdient gemacht haben.

Wer immer bei seinem Strich 8 an die Stromversorgung rangeht, sollte ein einfaches elektrisches Universalinstrument (z.B. aus dem Baumarkt oder Elektrohandel) zur Verfügung haben, das elektrische Spannung (Volt), elektrischen Strom (Ampere) und elektrischen Widerstand (Ohm) messen kann. Es hilft ungemein bei der Fehlersuche.

Wichtige Sicherheitshinweise vorweg:

Die im Bordnetz benutzte Spannung in Höhe von 12 Volt ist für den Menschen an sich harmlos (nur mit der Zündhochspannung sollte man nicht in Berührung kommen). Allerdings birgt eine einigermaßen aufgeladene Batterie eine ganze Menge elektrischer Energie in sich. Wenn man mit einem Metallteil (z.B. Schraubendreher, Schraubenschlüssel) versehentlich an den Pluspol der Batterie oder auch an die Plusklemme der Lichtmaschine (die mit dem Pluspol der Batterie direkt ohne Sicherung verbunden ist) ankommt und damit gleichzeitig ein blankes masseführendes Teil des Autos (z.B. Motorblock, Gehäuse der LiMa, Karosserie) berührt, kann dies zu einem Kurzschluss mit sehr hohen Stromstärken führen und dadurch ausgelöst extremer Aufheizung des Werkzeugs, zu Lichtbogenbildung und im schlimmsten Fall zu Verbrennungen der Finger/Hände. Elektrische Funken können auch Zündung von brennbaren Gasen auslösen. Also niemals an der elektrischen Anlage arbeiten, wenn - durch welche Ursache auch immer - Benzindämpfe im und ums Auto wabern. Ebenfalls Auto-Batterien nur in gut belüfteten Räumen aufladen, da beim Aufladen der Batterie geruchloses Knallgas austreten kann, das schon durch kleine Funken sehr leicht entzündlich ist.

Und noch ein wichtiger Hinweis:
Achtung: Bei einer Drehstrom-LiMa darf man nie bei laufendem Motor die Batterie abklemmen, das kann üble Zerstörungen in der elektrischen Anlage nach sich ziehen !!!

1. Kernelemente der Stromversorgung.

Die Stromversorgung der Strich 8er besteht im Prinzip wie bei anderen (alten) Autos aus den Hauptkomponenten:

• Lichtmaschine (LiMa)
• Keilriemen zum Antrieb der LiMa
• Spannungsregler
• Ladekontrollleuchte
• Batterie

Jede der obigen Komponenten trägt auf ihre spezielle Art zur Erzeugung, Regelung bzw. Speicherung der für den Betrieb des Autos notwendigen Energie bei.

2. Prinzip der Stromerzeugung und -speicherung.

Die Strich 8er haben sämtlich nominal 12 Volt Bordnetzspannung. Die elektrische Energie für dieses 12 Volt Bordnetz wird primär von der sogenannten Lichtmaschine (LiMa) erzeugt. Diese wird über einen (fallweise zwei) Keilreimen angetrieben, der mit der Motorwelle über Keilriemenscheiben in Verbindung steht.

Da die Drehzahl des Motors während des Betriebes stark variieret und auch die Belastung durch Verbraucher (Zündung, Licht, Lüfter, Heckscheibenheizung, Radio usw.) stark wechseln kann, muss die von der LiMa erzeugte Spannung mittels eines Reglers geregelt werden.

Die Überwachung der Ladung der Batterie erfolgt über die Ladekontrollleuchte. Diese ist eigentlich eine Warnleuchte, denn sie leuchtet immer dann, wenn die Batterie nicht oder unzureichend geladen wird. Sie leuchtet also bei eingeschalteter Zündung (bzw. beim Diesel /8 bei gedrehtem „Zündschlüssel“) bei noch nicht gestartetem Motor und erlischt dann bei fehlerfreier Stromerzeugungsanlage bei laufendem Motor. Im Fehlerfall leuchtet sie auch bei laufendem Motor mehr oder weniger stark weiter.

Die Batterie ist standardmäßig ein sogenannter Bleiakkumulator mit nominal 12 Volt Spannung. Elektrische Energie wird dort beim Ladevorgang durch elektrochemische Umwandlungsprozesse gespeichert. Bei Stromentnahme aus der Batterie laufen diese Prozesse dann umgekehrt ab.

3. Die Bauelemente im Einzelnen.

3.1 Die Lichtmaschine.

Sicherheitshinweis: Bei laufendem Motor niemals die Lichtmaschine abklemmen, weil hierdurch sehr hohe Spannungsspitzen im Bordnetz entstehen können, bei denen Steuergeräte, Radios und andere Elektronik im Strich 8er Schaden nehmen können. Daher vor dem Ausbauen der Lichtmaschine immer den Pluspol der Batterie abklemmen. Die Lichtmaschinenleitung zur Batterie ist nämlich nicht abgesichert und bei Kurzschluss gegen Masse über das eingesetzte Werkzeug kann dieses zu Verbrennungen an den Händen führen!

Standardmäßig sind in den Strich 8ern sogenannte Drehstrom-Lichtmaschinen eingebaut. Bei diesen erzeugt ein von einem Regler geregelter Gleichstrom (sogenannter Erregerstrom) im rotierenden Läufer über eine Kupferdrahtwicklung ein rotierendes Magnetfeld (natürlich nur wenn die LiMa dreht). Der Erregerstrom wird über zwei Schleifkohlen, die auf je einem Kupferring (sogen. „Kollektor“) aufsetzen, zur Läuferwicklung geleitet. Dieses Magnetfeld induziert durch seine Drehung in der Statorwicklung eine 6-phasige Wechselspannung - den sogen. „Drehstrom“. Der wird dann über sechs Leistungsdioden, die im Stator sitzen, gleichgerichtet und an die Batterie und Verbraucher als nominal 14,4 Volt Lade- und Versorgungsspannung gegeben. Bis zu den meisten Verbrauchern sind es dann durch Spannungsabfälle über Sicherungen und Zuleitungen nur noch gut 12 Volt.

Wenn so eine Diode ausfällt (normalerweise per Kurzschluss), dann leuchtet die Ladekontrollleuchte auch bei ausgeschalteter Zündung und die Batterie wird über die kurzgeschlossene Diode entladen. Hat eine Diode dagegen Unterbrechung, dann fällt „nur“ die Leistung der Lima ab und sie liefert bei hohem Stromverbrauch (Licht, Heckscheibe, Lüfter...) zu wenig Strom, um auch den Ladezustand der Batterie nach dem Anlassen wieder herzustellen bzw. zu erhalten.

Historisches zur Lima und Regelung
Beim /8 wurden drei verschiedene Typen Limas verbaut: Bis ca. '72 oder sogar Anfang '73 waren die kleinen /8er generell mit einer Bosch Lima ausgestattet bei denen die Kohlen im Inneren, unzugänglich von außen, verbaut waren. Um bei denen die Kohlen zu wechseln, muss die Lima zwangsläufig zerlegt werden. Bei denen ist der Regler immer extern.
Die größeren Modelle hatten bis zu diesem Zeitpunkt eine Lima in heutiger Bauweise. Der Regler immer noch extern am Stehblech über dem Vorderrad verschraubt, aber die Kohlen waren schon an einem Plastikhalter verbaut der mittels zweier Schrauben in der Lima verschraubt war.
Kurz darauf wurde dieser Plastikhalter dann nicht nur mit den Kohlen, sondern auch mit dem Regler bestückt. Kohlen und Regler sind dann ein Bauteil, so wie wir das noch heute kennen.
Die diversen Limatypen sind einfach zu erkennen:
Die ganz alte Lima mit internen Kohlen und externem Regler ist länglich und hat natürlich den Plastikhalter für die Kohlen nicht. Schaut man so einer Lima mal auf die Seite mit den elektrischen Anschlüssen , dann siehst man kohlebürstenmäßig nichts.
Die Limas mit externem Kohlenhalter und externem Regler sind kurz und gedrungen. Auf der Anschlussseite haben sie dieses längliche Plastikteil, den Kohlenhalter. Der Halter hat kein Kästchen oder zylindrisches Teil huckepack.
Die Limas mit integriertem Regler haben im Prinzip das gleiche Plastikteil, nur mit einem aufgesetzten kurzen Kästchen oder Zylinder. Zylinder/Kästchen beherbergen eine transistorisierte Reglermimik. Der externe Regler am Stehblech und der zur LiMa führende Kabelstrang entfallen somit.

Es gibt von der elektrischen Leistungsfähigkeit her verschiedene Ausführungen von LiMas:
Typisch sind LiMas, die maximal 35 Ampere bzw. 55 Ampere Strom liefern können. Das steht dann auch auf dem Typenschild drauf. Autos mit geringerem Stromverbrauch (kleinvolumigere Benziner ohne große Verbraucherextras wie heizbarer Heckscheibe) haben typischerweise 35 Ampere Ausführungen. Die anderen haben dann 55 Ampere LiMas. Man kann ohne weiteres eine 55 Ampere LiMa anstelle der schwächeren Ausführung einbauen. Sie ist von der Halterung her mechanisch austauschbar und liefert halt bei Bedarf mehr Strom - falls der wirklich gebraucht wird. Die 55 Ampere Limas haben typisch eine doppelte Keilriemenscheibe zwecks Antrieb über zwei Keilriemen (zu besseren Leistungsübertragung vom Motor her).

Die häufigsten Defekte von LiMas sind abgenutzte Schleifkohlen, wodurch zu wenig oder gar kein Erregerstrom mehr fließen kann und die elektrische Spannung der LiMa so abfällt, dass sie die Stromversorgung und Batterieladung nicht mehr aufrechterhalten kann. Bei diesem Defekt leuchtet dann die Ladekontrollleuchte auch bei laufendem Motor auf. Das kann anfangs auch unregelmäßig der Fall sein und mit Temperatur und Drehzahl variieren (flackernde Ladekontrollleuchte).

Weitere Schäden können sein: Abgenutzte Schleifringe des Ankerläufers, defekte Dioden und auch mechanische Lagerschäden. Die Kupferwicklungen des Läufers und des Stators gehen dagegen praktisch nie kaputt. Das folgende Bild zeigt die an einem integrierten Bosch Regler (Teil.Nr. 1 197 311 090) extrem unsymmetrisch abgenutzte Kohlen (Quelle: frank115114). Das schlechte Tragbild dieser Kohlen deutet gleichzeitig auf stark abgenutzte Schleifringe des Ankerläufers hin.

Mehr zum Thema integrierte Regler unter Abschnitt 3.3 "Spannungsregler"

Die folgenden Bilder zeigen die unterschiedlichen Rückansichten von LiMas:

Typische Bosch 55A LiMa mit „integrierten“ Regler:

Anmerkung1:

Das Massekabel ist nicht immer installiert, dann erfolgt der Masseschluss über die LiMa Halterung am Motor.
Es ist aber grundsätzlich empfehlenswert die LiMa über ein gutes Massekabel zusätzlich und zuverlässig mit Masse zu verbinden

Anmerkung 2:

Es gibt auch Ausführungen, bei denen an Stelle des steckbaren Batterieanschlusses das Kabel an einen mit B+ markierten Stehbolzen angeschlossen wird.

Hier noch eine Version mit einem anderem „integrierten“ Regler:

Typische Bosch 55A LiMa für externen Regler:

Typische 35A LiMa für externen Regler:
Anmerkung 3: hier ist noch kein Entstörkondensator installiert. Der muss zwischen einem der B+ Anschlüsse und LiMa-Gehäuse angeschlossen werden.

Ansicht Schleifkohlenhalter mit externem Regleranschluss (links für 55A Version, rechts für 35A Version):

Abgenutzte Kohlen lassen sich auch durch weniger Versierte ersetzen; man kann aber auch den ganzen Kohlenhalter auf einmal ersetzen (obige Bilder).

Für die weitergehende Reparatur und ggf. Überholung der LiMa findet man im Internet unter folgenden Links sehr gute und detaillierte Informationen:

• Aufbau von Drehstromlichtmaschinen: kfz.josefscholz.de/Drehstrom-Lima.html
• deren Überholung: Autoschrauber
• Ebenso ein sehr guter und ausführlicher Artikel von Martin Stypa aus der Clubzeitschrift /8-Garage No. 45 (ab Seite 12) des MB /8 Club Deutschland: Lichtmaschine / Reparatur – Technik transparent. Gibt's allerdings nur für MB /8 Club Deutschland e.V.-Mitglieder auf Anfrage.
• Allgemeine Beschreibungen zu LiMas mit Schaltbildern der Regelung: de.wikipedia.org/wiki/Lichtmaschine

3.2 Keilriemen

Der Keilreimen wird von der Riemenscheibe der Kurbelwelle angetrieben. Er dient auch meist zum Antrieb weiterer Aggregate wie der Wasserpumpe oder der Lenkhydraulikpumpe. Bei leistungsstärkeren LiMas mit 55 Ampere sind meist zwei Keilriemen (mit unterschiedlicher Führung) eingesetzt. Diese Keilriemen übertragen eine Leistung von rund 3 PS und müssen daher in einwandfreiem Zustand sein und unter richtiger mechanischer Spannung stehen. Eine zu hohe Spannung führt zu Beanspruchung der Lager und der Lagersitze der LiMa. Eine zu niedrige Spannung führt zum Durchrutschen des Keilriemens (schlimmstenfalls durch „Keilriemenkreischen“ hörbar), raschem Keilriemenabrieb und schlechter Energieübertragung in die LiMa.

Die „richtige“ Keilriemenspannung besteht dann, wenn sich (bei stehendem Motor) der Keilriemen auf halbem Weg zwischen der LiMa und der Wasserpumpe bei kräftigem Daumendruck ca. 10 bis 15 mm durchdrücken lässt. Einstellen lässt sich die Keilriemenspannung, indem man die obere Befestigungsschraube der LiMa am Schwenkbügel und den unteren Bolzen am Gelenklager der LiMa lockert. Dann LiMa von Hand vom Motor wegdrücken. Bei genügender Riemenspannung die obere Befestigungsschraube der LiMa anziehen und Riemenspannung kontrollieren. Wenn die ok ist, untere Schraube am Gelenklager ebenfalls festziehen.

Ist der Keilriemen schon alt, angeschlissen oder unelastisch, so hilft die Nachspannprozedur auf Dauer kaum. Man sollte dann besser den Keilriemen gegen einen neuen ersetzen, zumal sonst erhöhte Gefahr eines Keilriemenrisses besteht.

Ergänzend noch ein Hinweis vom Forumskollegen "schreyhalz":
Ein loser Keilriemen rutscht normalerweise nicht durch oder quietscht. Er wird normalerweise durch den Zug in die Riemenscheibe gezogen und überträgt die Kräfte durch die Flankenklemmung. Auch längen sich Keilriemen praktisch kaum, sondern nutzen sich durch die Reibung ab und werden schmaler. Als Folge dessen rutschen sie tiefer in die Scheiben, wodurch die Spannung nachlässt und man den Eindruck hat, der Riemen hätte sich gelängt. Irgendwann liegen sie auf dem Grund der Riemenscheibe auf, und dann können die Flanken keine Kräfte mehr übertragen . Auch die Riemenscheiben können verschleißen und breiter werden, ich habe speziell bei Mercedes schon viele entsorgen müssen. Es ist also immer zu prüfen, ob der Grund einer Riemenscheibe blank oder "unbenutzt" aussieht.''

3.3 Spannungsregler

Wie schon eingangs gesagt, soll der Spannungsregler die von der LiMa erzeugte elektrische Spannung über die verschiedenen Motordrehzahlen und Belastungen des 12 Volt Bordnetzes auf einen konstanten Wert regeln. Bei den meisten Strich 8ern wird hierfür ein externer Regler eingesetzt, der sich im Motorraum rechts an der Motorwand zum rechten Radkasten befindet. Siehe Bild:

Dieser Regler ist über einen Stecker und ein dreiadriges Kabel mit der LiMa verbunden, das dort auf einem dreipoligem Anschluss aufgesteckt ist, der Bestandteil des Schleifkohlenhalters ist. Die ursprünglichen externen Regler sind von BOSCH und regeln den Erregerstrom für die LiMa auf elektromechanischem Wege dergestalt, dass die Ausgangsspannung der LiMa über deren Drehzahl- und Belastungsbereiche an ihrem B+ Anschluss möglichst konstant auf ca. 14,4 Volt gehalten wird. Diese Spannung ist höher als die nominalen 12 Volt, damit für den Ladevorgang Strom in die Batterie „hineingedrückt“ werden kann.

Wie die Regelung durch den Spannungsregler genau funktioniert, kann man unter diesem Link kfz.josefscholz.de/Gleichstrom-Lima.html im Detail nachlesen. Dort ist zwar die Beschreibung im Zusammenhang mit einer Gleichstrom-LiMa beschrieben, das Prinzip der Regelung gilt aber gleichermaßen für die Regelung von Drehstrom-LiMas

Durch Alterung und Verschleiß der inneren Schaltkontakte des Reglers kann eine Veränderung seiner Regelcharakteristik eintreten, die dazu führt, dass die Ausgangsspannung der LiMa deutlich unter die 14,4 Volt absinkt – wodurch die Batterieladung und die gesamte Stromversorgung des Autos beeinträchtigt wird.

Ebenso kann aber auch ein defekter Regler zu einer Übererregung der LiMa führen, wodurch diese dann deutlich über 14,4 Volt erzeugt. Dies führt zu schädlicher Überladung der Batterie – im schlimmsten Fall mit „Überkochen“ und Austritt der darin befindlichen Säure. Die anderen elektrischen Bauteile (Radio, Motoren, Glühbirnen, Zündung) halten eine Überspannung eine Zeit lang aus; sie verkürzt allerdings auch deren Lebensdauer.

Wenn eine Batterie unzureichend oder gar nicht geladen wird und man vor der Frage steht: LiMa kaputt oder (externer) Regler defekt, ist hier im /8-KnowHow ein Test beschrieben, der zur Klärung dieser Frage beiträgt.

Eine Öffnung, Reparatur und Neueinstellung eines defekten Reglers ist zwar unter Umständen möglich, aber eher was für Elektro-Bastelspezis – und auch dann nicht immer erfolgreich. Hier gibt es dazu eine Anleitung. Wenn man lieber davon Abstand nimmt, sollte man einen defekten Regler besser gleich ersetzen.
Den Original Regler gibt es noch als Mercedes Ersatzteil unter der Nummer A0021547406; allerdings zu einem stolzen Preis (Jan. 2022 435,50 €).

Es gibt im Zubehörhandel Firmen (auch unter EBAY), die externe elektronische Ersatzregler anbieten, die man einfach an Stelle des kaputten Originals ansteckt und anbringt (der Autor Helmut 230.6 hat selbst so einen Regler in seinem 230.6er erfolgreich erprobt).
Solche Regler gibt es z.B. von den Firmen Hüco (14 Volt Regler, Teilenummer 130216) bzw. Hella (14 Volt Regler, Teilenummer 5DR0042430-41). Bezugsquellen findet man dazu, wenn man die Teilenummer googelt. Derartige Regler kosten nur einen Bruchteil des Originals. Diese neueren Regler liefern "nur" noch 14 Volt Ladespannung - was aber grundsätzlich ausreichend ist - und gleichzeitig einen erhöhten Schutz gegen Überladung der Batterie ergibt. Im /8-KnowHow haben wir dazu einen Beitrag, der das Ganze noch vertieft: Alternativen der externen LiMa-Regler. Das Erscheinungsbild der diversen externen elektronischen Regler sieht typisch wie folgt aus:

Modernere LiMas haben sogenannte „integrierte“ Regler. Sie erfüllen genau die gleiche Aufgabe wie ein externer Regler, nur dass sie z.B. bei BOSCH LiMas einen integralen Bestandteil des Schleifkohlenhalters bilden. Sie sind rein elektronische Regler und deshalb (außer den Schleifkohlen) verschleißfrei. Bei LiMa's mit aufgeschraubtem Schleifkohlenhalter kann man diesen ganz einfach rausnehmen (zwei Schrauben lösen) und gegen einen mit integriertem Regler austauschen. Dann entfällt der externe Regler und das Kabel zu diesem.

Derartige integrierte Regler mitsamt Schleifkohlen gibt’s bei BOSCH und im Zubehörhandel (mitunter auch bei EBAY). Fachwerkstätten ersetzen im Reparaturfall ganz gern die externen Regler durch integrierte – und verlangen dafür mitunter schmerzlich hohe Preise.

Die folgenden Bilder zeigen beispielhaft integrierte Regler.

--------- Links die typischen Kontakte am Beispiel eines BOSCH 1197311090 Generatorreglers

Anmerkung 5: Es gibt bei den integrierten Reglern "endlose" Varianten verschiedener Hersteller (BOSCH, HELLA, BERU usw.) mit je einer Vielzahl Hersteller-spezifischer Teilenummern (die verschiedenen Fahrzeughersteller haben dazu ebenfalls "endlose" eigene Teilenummern vergeben). Sofern sie die in den Fotos gezeigte Geometrie haben und für 14 bzw. 14,1, 14,4 (tlw. 14,5) Volt Ladespannung ausgelegt sind, passen sie grundsätzlich in eine typische 55A BOSCH-LiMa, bzw. deren Äquivalente.
Die Bandbreite der Preise ist am Zubehörmarkt sehr hoch und reicht von ca. 6 € bis über 70 € . Man sollte dabei auf fernöstliche NoName Billig-Produkte eher verzichten - wobei die "namhaften" Produkthersteller tlw. auch dort produzieren lassen.
Sofern man eine neuere, "wartungsfreie" Batterie hat, sollte man eher Regler mit einer Ladespannung von 14 bzw. 14,1 Volt nehmen. Bei "klassischen" Batterien mit Nachfüllmöglichkeit für demineralisiertes/destilliertes Wasser sind auch Regler mit Ladespannungen bis 14,4 Volt ok.

Neuerdings werden auch wartungsfreie Calcium-Calcium Batterien angeboten. Diese haben jedoch eine nominale Ladespannung vom 14,8 Volt. Man braucht für diese Art jedoch Laderegler mit mindestens 14,5 Volt Ladespannung für hinreichende Ladung. Von BERU gibt es so einen Regler unter der Teilenummer BERU GER004, bzw. BERU 0190005004. Es gibt auch einen integrierten Regler mit 14,7 Volt Ladespannung von HC-Cargo, Teilenummer 130958 NNQWKP65.

3.4 Ladekontrollleuchte und Anzeige von Ladestörungen

Das folgende Bild zeigt die Prinzipschaltung des gesamten Stromerzeugungs- und Regelkreises:

Die Ladekontrolle erfolgt über die Ladekontrollleuchte, die in einen etwas komplizierten Stromlauf eingebunden ist: bei stehendem Motor und eingeschaltetem Zündschalter fließt über die Ladekontrollleuchte und den Spannungsregler aus der Batterie ein erster Erregerstrom zur Läuferwicklung (sogen. Vorerregung). Nachdem der Motor gestartet wurde, wird über die drei Erregerdioden ebenfalls eine Spannung erzeugt, die jetzt den Erregerstrom liefert (sogen. „Selbsterregung“). Da danach an der Ladekontrollleuchte von beiden Seiten positive Spannung ansteht, erlischt diese und zeigt hierdurch, das alles in Ordnung ist. Allerdings kann sie bei sehr niedrigen (zu niedrigen) Leerlaufdrehzahlen und vielen eingeschalteten Stromverbrauchern (Lüfter, Licht, Heckscheibenheizung) auch schon mal schwach vor sich hin glimmen – das sollte aber beim Gas geben sofort aufhören. Gleichzeitig wird in der Statorwicklung „Drehstrom“ erzeugt, der über die sechs Leistungsdioden gleichgerichtet wird und aus dem B+ Anschluss als Ladestrom zur Batterie sowie zu den anderen Stromverbrauchern fließt. Fließt in die Läuferwicklung wegen eines defekten Reglers oder abgenutzter Schleifkohlen kein Erregerstrom, dann erzeugt die LiMa keine elektrische Leistung und die Ladekontrollleuchte bleibt auch nach dem Starten des Motors an, weil sie aus der Batterie über den Zündschalter Strom zieht, der über den Regler gegen Masse abfließt. Die Leuchte kann auch glimmen oder flackern, wenn in Leitungen oder durch schlechten Kontakte entlang des Erregerstromlaufes oder an der Batterie(klemme) erhöhter Spannungsabfall besteht.

Sollte eine der (im Bild oberen drei) Leistungsdioden Kurzschluss haben, wird dieser Fehler im Betrieb nicht über die Ladekontrollleuchte angezeigt, jedoch leuchtet die Ladekontrollleuchte selbst bei ausgeschalteter Zündung, weil Strom aus der Batterie über die kurzgeschlossene Leistungsdiode und die Erregerdioden über die Leuchte zu Stromverbrauchern des Autos fließt (z.B. Uhr, Licht). Wenn Erregerdioden durch Kurzschluss oder Unterbrechung ausfallen, wird die Erzeugung des Erregerstroms gestört und die LiMa produziert weniger Spannung, so dass die Kontrollleuchte bei angetriebener LiMa glimmt.

Wenn die Ladekontrollleuchte defekt ist (Glühfadenbruch), bleibt sie natürlich immer dunkel. Es kann dann durch sie auch kein Vorerregerstrom fließen, der im Läufer ein erstes Magnetfeld aufbaut. Eine (gebrauchte) Lichtmaschine behält aber einen Restmagnetismus (sogen. „Remanenz“) im Läufer, der wegen des weichmagnetischen Materials sehr klein ist. Die Remanenz reicht aber unter Umständen trotzdem aus, dass die Lichtmaschine genügend Spannung erzeugt, um über die 3 Erregerdioden die Selbsterregung in Gang zu setzen. Hierzu ist allerdings eine Motordrehzahl von mindestens 4000-5000 U/min erforderlich, die auch mit Anschieben garantiert niemand schafft. Bei einem derartigen Defekt wird die Batterie also nach Starten des Motors zunächst nicht geladen. Nach dem ersten Mal stark Gas geben, "schaukelt" sich die Lichtmaschine jedoch selber hoch, generiert dann Spannung und Strom wie normal – und der Ladevorgang setzt ein. Dies hält wegen der in Gang gekommenen Selbsterregung auch weiter an, wenn die Drehzahl wieder auf "Standgas" zurückgeht.

Wenn eine Batterie tiefentladen ist und dadurch keinerlei Spannung mehr hat, dann kann man den (Benzin)Motor auch nicht über Anschieben des Autos starten, weil die leere Batterie keinen Vorerregerstrom liefern kann, dadurch die Erregung des Läufers nicht in Gang kommt und somit im Stator keine Spannung erzeugt wird. Der o.a. erwähnte Restmagnetismus reicht bei den durch Anschieben zu erreichenden niedrigen LiMa-Drehzahlen meist nicht aus, dass die Stromgenerierung in der LiMa anspringt. Die Zündung bleibt aus und der Motor startet nicht.

3.5 Batterie bzw. Akkumulator

Sicherheitshinweis: Keine Funken oder offene Flammen in Batterienähe! Die ätzende Batterieflüssigkeit fernhalten von Augen, Haut, Stoffgewebe und lackierten Flächen! Voll entladene Batterien können bereits bei Temperaturen um 0° Celsius gefrieren. Aufladen oder Starthilfe nur bei aufgetauter Batterie!

Batterien im Strich 8 sind technisch Bleiakkumulatoren, die im Neuzustand in Kammern Platten aus reinstem Bleischaum (negativ) und reinstem Bleioxidschaum (positiv) enthalten, die von wässrig verdünnter Schwefelsäure umgeben sind. Entlädt sich die Batterie durch Stromentnahme, so entsteht durch einen elektrochemischen Prozess an den Bleiplatten Bleisulfat. Bei unmittelbarer Wiederaufladung der Batterie wird das Bleisulfat elektrochemisch wieder in reines Blei zurück gewandelt und die Ladekapazität bleibt erhalten.

Wer tiefere Infos über Bleiakkus haben will, der/die findet sie z.B. hier.

Die Strich 8er haben je nach Motorisierung tlw. unterschiedlich „starke“ 12 Volt Batterien, wobei die „Stärke“ (richtiger: „Kapazität“) der Batterie in Amperestunden (Ah) angegeben wird.
Der Batterieträger im Motorraum gestattet durch seine Bauweise i.d.R. auch den Einbau von Batterien höherer Kapazität, die größere Länge haben. Batterien mit höherer Kapazität liefern bei voller Ladung länger Strom, wenn der Wagen Startschwierigkeiten hat (z.B. wegen Kälte, schlechter Kompression, Zündschwierigkeiten...). Man kann dann auch länger vergessen das Fahrlicht auszuschalten ;-).
Zum Thema "stärkere Batterie" hat Forumskollege "schreyhalz" einen sehr erhellenden Beitrag in diesem Thread geliefert.

Hier eine Übersicht der von Mercedes angegebenen "nominalen" Batteriestärken - gültig für Europa:

• Alle W114 und W115 Benziner: 55 Ah
• W115 200D: 66 Ah
• W115 220D/240D/240D 3.0: 88 Ah

Weitere Infos dazu im /8-KnowHow-Beitrag Batteriegrößen im /8.

Man sollte in seinem Strich 8 mindestens eine Batterie mit der vom Werk für den Wagen/Motortyp vorgesehenen Kapazität einsetzen. Diesel benötigen stärkere Batterien, da diese beim Anlassen (und ggf. Vorglühen) erheblich mehr Strom liefern müssen.

Herkömmliche Batterien haben auf ihren 6 Kammern Schraubverschlüsse, damit man bei Bedarf destilliertes oder entmineralisiertes Wasser nachfüllen kann. Batterien verlieren nämlich im Ladevorgang durch Ausgasen von Wasserstoff und Sauerstoff im Laufe der Zeit etwas Wasser. Der Pegel kann durch Nachfüllen derartigen Wassers wiederhergestellt werden. Dabei nur soweit auffüllen, dass der Flüssigkeitspegel die kleine „Pegelnase“, die in den Einfüllbereich ragt, erreicht. Auf keinen Fall Leitungswasser einfüllen, da dieses Mineralien enthält, die den Säure- und Salzhaushalt der Batterie stören können – was letztlich zu Versagen der Batterie führen kann.
Es gibt auch „wartungsfreie“ Blei-Batterien. Bei diesen braucht (und kann) man kein Wasser nachfüllen; der beim Laden entstehende Sauerstoff und Wasserstoff werden darin katalytisch zu Wasser rekombiniert – dennoch verlieren sie im Laufe der Zeit im Zuge relativ komplexer Effekte etwas davon.

Neuerdings werden auch wartungsfreie Calcium-Calcium Batterien angeboten. Diese haben jedoch eine nominale Ladespannung vom 14,8 Volt. Man braucht für diese Art jedoch Laderegler mit mindestens 14,5 Volt Ladespannung für hinreichende Ladung.

Der Autor empfiehlt, doch eher auf die klassische Blei-Batterieform zurückzugreifen, bei der man destilliertes Wasser nachfüllen kann.

3.6 Lebensdauer verlängernde Maßnahmen für Batterien

Was einem Bleiakkumulator überhaupt nicht gut tut, ist eine Tiefentladung, z.B. im Laufe langer Abstellzeiten des Autos durch sogen. Selbstentladung bzw. Licht anlassen und vergessen. Wird eine Batterie nach Entladung nicht baldigst aufgeladen, so bilden sich aus dem schaumigen Bleisulfat Kristalle. Chemisch gesehen bleibt es das gleiche Material, es ist aber normalerweise nicht wieder in Rein-Blei umwandelbar. Der Effekt heißt „Sulfatierung“ oder „Sulfatation". Hierdurch wird also „Aktivmasse" inaktiviert. Sie verringert die Batterie-Kapazität, bildet inneren Widerstand (so dass die Batterie bei Belastung „in die Knie“ geht) und macht zudem auch die noch verbliebene aktive Masse schwer aufladbar. Über 80 Prozent aller Blei-Akkus büßen dadurch ihre Funktionsfähigkeit ein.

Gegen die Sulfatierung gibt es sogen. „Batteriepulser“ verschiedener Hersteller (z.B. Novitec Mega-pulser oder HTronic Batterie Activator). Diese Geräte werden dauerhaft direkt an die Batterie angeschlossen.
Man unterscheidet, was das Pulsen betrifft, zwischen aktivem und passivem Pulsen. Beim passiven Pulsen werden nur kleine "Kurzschlußpulse", also Entladestromspitzen gemacht. Beim aktiven Pulsen wird eine Spannungsspitze erzeugt (von der Batterie selbst gespeist), die einen kurzen hohen Ladespitzenstrom erzeugt und so zu einer Rückentwicklung des auskristallisierten Sulfates in seinen porös/schaumigen Zustand führt. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Batterie reaktiviert. Die Batteriepulser stören oder gefährden dabei nicht die Bordelektrik/-elektronik. Preislich liegen sie bei ca. 50 bis 60 Euro und sind im Elektronik-Versandhandel bzw. auch bei EBAY-Anbietern erhältlich. Sogar schon weitgehend durch Sulfatierung geschädigte Batterien ließen sich im Rahmen eines an der TU Wien geführten Massentests an 80 altersschwachen Batterien durch derartige Batteriepulser hochgradig reaktivieren. Die Pulser waren dabei bis zu 15 Tage pro Batterie aufgeschaltet. Siehe dazu diesen Testbericht. Ob der Testbericht wirklich neutral ist und nicht vom Hersteller der Pulsgeräte "bezahlt", ist nicht zu beurteilen. Es gibt im Netz allerdings noch weitere positive Berichte zum einsatz von Megapulsern.

So ein Batteriepulser ist also allemal preiswerter als eine neue Batterie. Setzt man einen Batteriepulser gleich an einer neuen oder neuwertigen Batterie ein, dann verhindert/verzögert er von vornherein etwaige Sulfatierung und man erfreut sich an seiner teuren Batterie wesentlich länger. Die Batteriepulser schalten unterhalb einer gewissen Batteriespannung von selbst ab (beim Megapulser bei 12,8 Volt), so dass in der Batterie für Startvorgänge genügend Energie gespeichert bleibt.

Während langer Standzeiten, wo unsere Strich 8 Oldtimer nur selten und wenig bewegt oder gar über Monate zum Überwintern eingestellt werden, sinkt die Batterieladung durch die „innere Entladung“ der Batterie. Dabei entsteht dann ebenfalls Bleisulfat, das sich wegen fehlender unmittelbarer Wiederaufladung über Sulfatierung zu Kristallen ausbildet und so die Batterie schwächt. Hier bietet der Handel Geräte für ca. 70 Euro an, die während längerer Standzeit einer Batterie als kombiniertes Lade-/Entladegerät eingesetzt werden. Sie werden von 220 Volt Hausstrom gepowert und generieren wiederkehrende automatische Entlade-/Ladezyklen, die der "Batteriegesundheit" sehr zuträglich sind. Zusätzlich haben sie Batteriepulser-Funktionen eingebaut, die evtl. bereits vorhandene Sulfatierung auflösen und somit ebenfalls geschädigte Batterien reaktivieren können. Einige Forumsteilnehmer berichten hierzu über sehr gute Erfahrungen mit dem CTEK XS 3600 Ladegerät, das allerdings bei Cetek nicht mehr in Produktion ist. Eine Alternative zum XS 3600 wäre z.B. das Nachfolgemodell CETEK MXS 5.0.

Hier noch ein paar Links zu solchen Pulsern (Stand März 2024):

Megapulse
TREMEX-Aktivator-D
ELV Power Brick
CTEK - kombinierte Lade-/Pulser-Geräte

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Erstellt am 30.03.2008 von Helmut 230.6, update 16.03.2024