56. Tipp: Lichtmaschine / Generator 460/463: Letzte Änderung am 30.12.2011 / 19.02.2009 Copyright Dr. Hans Hehl, Dipl.Ing. Thomas Grevel, (Bilder soweit nicht extra gekennzeichnet in Eigenanfertigung) Impressum gem. TMG Paragraph 5/6 zur Startseite - zum Stichwörterverzeichnis Alle Arbeiten am Geländewagen erfordern fachliche Kompetenz, entsprechendes Werkzeug und die Ehrlichkeit, die eigenen Fähigkeiten richtig einzuschätzen oder vielleicht besser in die Werkstatt zu gehen. Alle Angaben nach bestem Wissen, aber ohne Gewähr! Die Daten gelten für 240 GD Bj. 10/1979, BM 460 31017 000 518 mit der Bosch-Lichtmaschine! Bei allen Arbeiten an der Lichtmaschine muß die Batterie abgeklemmt sein (Minuspol zuerst abschrauben!! Die starken Kurzschlußströme (z.B. mit Werkzeug) können schwere Verbrennungen verursachen. Nie die Batterie abklemmen, wenn der Motor läuft! Die Lichtmaschine im 280GE wird im Tipp 56-1 beschrieben.

Übersicht:

1. Nostalgie: Die Gleichstromlichtmaschine 2. Die Bosch-Drehstrom-Lichtmaschine, z.B. 240GD 3. Anschlüsse (Bosch-Lichtmaschine 240GD) und Ladekontrollleuchte 4. Fehlertabelle: 5a. Voltmeter / Spannungsmessung: 5b. Batterie-Ladespannungen/Ströme: 6. Regler 240GD: 7. Ladestrom messen: 8. Fehler Glührelais:

9. Batterietrennschalter 240GD: 10. Zweitbatterie: 240GD: 11a. Ladespannung erhöhen 240GD:> 11b. Grundlagen von Wapiti: 11c. Lichtmaschine G55AMGK, 14V 180A: 12. Stärkere Lichtmaschine 150A: 12a. Einbau beim 280GE: 12b. Einbau beim 300TD: 12c. Einbautipp von T. Grevel: 13. Teile- 240GD:

1. Nostalgie: Die Gleichstromlichtmaschine, z.B. beim VW181

Die Lichtmaschinen/Generatoren der sechziger Jahre waren Gleichstrom-Generatoren. Der durch die Drehung des Ankers erzeugte Wechselstrom wird durch den Kollektor/Stromwender in einen etwas "welligen" Gleichstrom umgewandelt. Die Feldspulen (Erregerwicklung) stehen fest. Der gesamte erzeugte Strom fließt dabei über die beiden Kohlebürsten, die auf den Kupferlamellen des Kollektors schleifen. Diese sollten eine glatte, grauschwarze Oberfläche besitzen.

2. Die Bosch-Drehstrom-Lichtmaschine A 006 154 25 02: 240GD: Sie wird auch "Alternator" oder "Kollektorlose Gleichstromlichtmaschine" genannt, kann eine höhere Drehzahl vertragen und gibt bei geringen Drehzahlen (Leerlauf) schon Ladestrom ab. Hier geben die feststehenden Wicklungen (Ständerwicklungen) einen dreiphasigen Ladestrom (Drehstrom) ab, der über 6 Dioden (Zweiweggleichrichtung) gleichgerichtet wird. Über zwei glatte Schleifringe mit Kohlebürsten fließt nur der kleine Erregerstrom an den sog. Klauenpolläufer (Anschlüsse D+/61, blaues Kabel und B+, rotes Kabel). Die Lichtmaschine darf aber nie ohne angeschlossener Batterie laufen. Bei einem Defekt, z.B. der Dioden, müssen alle Kabel von der Lichtmaschine getrennt werden.

2.1. Keilriemenscheibe (A 001 155 30 15 - 33,50 Euro ohne MwSt.): 240GD: Die Riemenscheibe für den 240GD (Außendurchmesser mm) wird mit einer Schraube M16x1,5 auf der Lima-Achse befestigt. Schmalkeilriemen: A0059976992 - 17,18 Euro ohne MwSt. - 12,5 x 1030 mm EPC: vorher Filter löschen: Aggregat Motor, Gruppe 20 Motorkühlung, SA 082383 Schmalkeilriemen) Scheibennut für den Keilriemen: innen 4mm (48,8 mmm Durchmesser), außen 13 mm, Lochdurchmesser 17 mm.

3. Anschlüsse (Bosch-Lichtmaschine 240GD) und Ladekontrollleuchte: Zum dreipoligen Stecker (Ersatzteilnummern) führen ein dünnes blaues Kabel (D+/61), ein rotes Kabel (B+, 2,5er Querschnitt) und ein stärkeres schwarzes Kabel (B+, 6er Querschnitt), , das Stecker-Gehäuse ist nun schwarz.

Beim Austausch sollten die Stecker aufgepresst und verlötet werden. Der Crimpkontakt hält nur einige Jahre, er oxidiert und besitzt dann einen erhöhten Übergangswiderstand, wie alte Lima-Stecker nach 28 Jahren zeigten.

Wird der Zündschalter gedreht, fließt zunächst Strom von der Batterie über die aufleuchtende Ladestromkontrollleuchte durch die Erregerwicklung nach Masse. Es liegt eine Reihenschaltung vor, an D+ ist nun eine geringe Spannung (1-3V je nach Batteriespannung: z.B. 240GD beim Vorglühen: 1,5 V bei 11,8 V Batteriespannung) nach Masse messbar. Daher muß diese Glühbirne immer durch eine mit gleichgroßer Leistung (2W) ersetzt werden. Läuft der Motor, so erlischt die Anzeige, da nun an D+ die volle Ladespannung anliegt und an der Kontrollleuchte an beiden Seiten Spannung anliegt und die Masse fehlt.

4. Fehlertabelle: (Literatur: Dieter Korb, Motorbuch-Verlag): A: Ladekontrollleuchte (LKL) brennt nicht beim Einschalten: Ist das Birnchen in Ordnung? Ist aber selten defekt. 1. Batterie leer? - 2. Batteriekabel gebrochen, lose oder oxidiert?- 3. LKL defekt? 4. Kabel zwischen Zündschloss, LKL und Lichtmaschine (Lima) unterbrochen? - 5. Massekabel unterbrochen zwischen Lima und Motorblock? 6. Schleifkohlen abgenützt? - 7. Spannungsregler defekt? - 8. Lima defekt? 9. Feuchtigkeit in Lima auf den Schleifringen (Motorwäsche/Gelände)? B: LKL glimmt oder brennt bei laufendem Motor: 1. Riemenantrieb defekt? - 2. Kontaktprobleme an Anschlüssen? - 3.Leitung D+ hat Masseschluß? 4. siehe A6,A7,A8? C: LKL leuchtet bei ausgeschalteter Zündung und geht aus beim Einschalten: 1. Kurzschluß von Plus-Dioden?

D: LKL warnt nicht: Lima lädt Batterie nicht! Die Ladeleitung vom Pluspol der Batterie zu B+ der Lima ist im Betrieb unterbrochen (LKL erhält zweimal Plus (von Batterie und von D+). Das war im Juli 2006 bei meinem 240GD der Fall, die LKL leuchtete nicht, das Voltmeter zeigte aber an, dass die Batterie nicht geladen wird. Im Leerlauf glimmte die LKL sporadisch. Die Stecker von 1979 besaßen in der Crimpung Übergangswiderstände. Erst die Erneuerung der Stecker brachte Abhilfe.

5a. Spannungsanzeige- Voltmeter:

Deswegen ist ein eingebautes Voltmeter die beste ständige Kontrolle! Das alte VDO-Voltmeter war vor 40 Jahren in meinem 6-Volt-VW-Käfer und seit 20 Jahren im 240GD. Mittels einstellbarem Trimmpoti ist es auf 12 Volt abgeändert (Werte x 2). Beim Typ 463 (ab 2000) zeigt ein verstecktes Menue im Kombiinstrument die Batteriespannung an. Voltmeter beim 280GE siehe Tipp 98-2-2

5b. Batterie-Ladespannungen/Ströme: Da beim Laden der Batterie chemische Reaktionen ablaufen, sind sie stark temperaturabhängig. So sinkt die notwendige Ladespannung bei steigender Temperatur von 15 V bei 0 Grad C auf 14,1 V bei 30 Grad C und damit auch der Ladestrom. Weiterhin spielt der Ladezustand der Batterie eine große Rolle, je voller die Batterie, desto geringer ist der Ladestrom, da der Innenwiderstand höher wird und desto höher die Spannung an der Batterie. Beispiel: G270CDI: Beim G270CDI, Bj. 7/2002, misst man an einer 2-jährigen 100Ah-Batterie nach dreitägigem Stillstand des Autos eine Spannung von 12,9 Volt. Schon im Leerlauf des Motors wird die Batterie mit 14,4 V geladen.

Beispiel: 240GD: Beim 240GD, Bj.10/79 ergeben sich folgende Messwerte (2 x 100Ah-Batterie), Stillstand des Autos: 12,6 Volt. Die Batterien werden bei höherer Drehzahl anfangs mit etwa 15 A geladen, dann etwa mit 10A bei etwa 13,8 Volt, abhängig natürlich vom Ladezustand. Ein kleines Digitalvoltmeter (z.B. von ELV: DT 1035G, 8 Euro inkl. ) zeigt beim Starten des Motors einen Spannungssprung von z.B. 12,5 Volt (Motorstillstand) auf über 13,8 Volt an bei erhöhter Drehzahl.

6. Regler 240GD / G270CDI: Der Reglerschalter von DC (A 002 154 94 06) bzw. Bosch (01920520081 EE14V3) ist nur mit zwei Schrauben an der Lichtmaschine befestigt. Die Kohlen waren nach über 230.000 km auf etwa 5 mm abgeschliffen und die Ladekontrollleuchte leuchtete, während der Motor lief, sporadisch auf, also war ein neuer Regler fällig. Die zwei Kohlen bringen den Strom zur sich drehenden Erregerwicklung. Der hohe Ladestrom wird den drei feststehenden Statorwicklungen entnommen und gleichgerichtet. Die Regelung erfolgt über den Erregerstrom. Es gibt aber auch Regler, die haben eine Schnittstelle zum Motorsteuergerät (MSG), darüber regelt das MSG den Generator und dessen Leistungsabgabe in Abhängigkeit von eingeschalteten Verbrauchern. Diese Regler mit Schnittstelle werden über ein PWM Signal angesteuert.

Zum Öffnen des Reglerschalters muß man die Ränder der zwei Schraubhülsen abfeilen und die zwei Anschlüsse auflöten. Im schwarzen Gehäuse ist die eingegossene Elektronik. Auf der weißen Grundplatte sind die Kohlenhalter.

7. Ladestrom messen: G270CDI / 240GD: Um Ströme über 20A zu messen, benötigt man ein Zangenamperemeter. Die Peaktech-Geräte 1635 und 1640 von Fa. ELV sind ideal. Einzelheiten dazu sind im Lichtmaschinentipp enthalten. Damit muß der Ladestromkreis nicht aufgetrennt werden, was bei den neueren G's Probleme bereitet (gespeicherte Werte gehen verloren).

Einfacher kann man aber den geringen Spannungsabfall im Millivoltbereich am Masseband der Batterie messen. Das geht auch mit dem o.a. kleinen Digitalvoltmeter. Genauere Erläuterungen der Messung beim G270CDI sind hier.

Manchmal bekommt man noch alte Dreheiseninstrumente aus Schalttafeln. Die Messgeräte sind fast unzerstörbar und reichen auch in der Genauigkeit aus.

8. Fehler Glührelais: Schaltet z.B. ein defektes Glührelais die Glühkerzen nicht mehr ab, benötigen diese mehr Strom als die Lichtmaschine liefern kann und die Batterie wird nicht mehr geladen (siehe Fehler beim 300GD ) im Glühkerzentipp. Die Batteriespannung steigt nicht an, sondern sinkt.

9. Batterietrennschalter 240GD: Vorsicht bei einem Batterietrennschalter!. Bei laufendem Motor darf die Batterie nie abgetrennt werden, der Schalter sollte am besten mit einem Arbeitsstromrelais überbrückt sein, siehe Tipp: Batterietrennschalter im 240GD)

10. Zweitbatterie: 240GD: Mittels D+ -Anschluß schaltet ein Trennrelais die Batterien bei laufendem Motor parallel, siehe Tipp 45 Zweitbatterie im 240GD).

11 a. 240GD: Ladespannung erhöhen: Yachtbesitzer haben die meisten Erfahrungen mit dem Batteriebetrieb. Auf der Webseite www.bluewater.de/volle-batterien.htm findet sich der Trick, die Ladespannung um 0,7 Volt mittels Siliziumdiode in der D+ Leitung zwischen Regler und Lichtmaschine zu erhöhen. Dies setzt aber eine genaue Spannungsmessung mit Digitalvoltmeter voraus. Bei den modernen Lichtmaschinen ist das nicht nötig, so lädt der G270CDI mit 14,4 Volt bei fast voller Batterie. 11 b. Grundlagen von Wapiti (viermalvier-Forum): Hinsichtlich der Generatorgröße und der Batterie ist es recht einfach: Der Generatorstrom (der maximale Strom (Nennstrom) wird nur bei erhöhter Drehzahl erreicht). Zieht man den Verbraucherstrom ab, ergibt sich der Strom, der zur Batterieladung zur Verfügung steht. Ist die Batterie leer, kann der von der Batterie bestimmte Strom so groß sein, daß der Generator nicht in der Lage ist, ihn zu liefern. Die Generatorspannung sinkt, da der Regler es nicht mehr schafft, die Spannung zu halten, und die Batterie wird mit diesem maximalen Strom geladen. Die Spannung liegt irgendwo zwischen Ruhespannung und Ladeschlussspannung. Ist die Batterie größer, dauert es länger. Nähert sich die Batterie dem Vollzustand, sinkt der Ladestrom und die Generatorspannung steigt auf den vom Regler geregelten Wert. Den Ladestrom bestimmt jetzt ausschließlich die Batterie! Ist die Batterie irgendwann voll, fließt Ladeerhaltungsstrom, den auch nur die Batterie bestimmt. Dies gilt auch für parallele Batterien! Ein Generator kann nicht zu groß sein, da der Ladestrom von der Batterie definiert wird und sie nie schädigen kann (der zulässige Entladestrom ist z.B. viel größer)! (Beitragsende: Wapiti) 11c. 180A Lichtmaschine im G55AMGK: Im G55AMGK (2/2006) ist eine sehr starke Lichtmaschine (A0131548502) mit 14V, 180A eingebaut. Sie besitzt noch keinen eigenen LIN-Bus zur Verbindung mit dem Motormanagement. Weitere Einzelheiten dazu sind im Tipp Motor G55AMGK enthalten.

12. Stärkere Lichtmaschine: 150A: Sie wird eigentlich nur bei den älteren G's benötigt. Beim G270CDI ist schon eine 115 A-Lichtmaschine vorhanden. Die Halterungen sind so, dass man diese Generatoren bei fast allen Motoren (M102, M103, M104, M110, M111, M112, M113, OM601, OM602, OM603, OM604, OM605 und OM606) einbauen kann. Je nach Motor müssen evtl. die Riemenscheiben der alten Generatoren verwendet werden. Beim 300TD muß die Welle etwas abgedreht werden, damit der Freilauf auf die Achse passt.Wer Interesse an einer solchen Lichtmaschine hat, dem kann günstig geholfen werden. Die Lichtmaschine (bei DC Nr.: A0121540802 - 910,60 Euro inkl., Bosch Nr.: 0123520029) muß etwas umgebaut werden.

Einbaubeispiele:

a) Der Einbau in einen Puch 280GE, 460.232, Bj. 1984 ist im Tipp 98-2, Abschnitt 62 beschrieben. Im Schlamm hat sie sich nicht bewährt, da hängen dann die Kohlen.

b) Einbautipp/Bilder für 300TD von Fred, Danke! (viermalvier-Forum): Vielleicht darf ich Dir zum Verbauen des 150A-Generators einen Tipp geben. Nach Ausbau meines 115A-Generators mussten wir feststellen, dass die Generatorachse nicht mit der alten identisch ist. Die bei dem 300 TD verbaute Freilaufnabe passt nicht mit der Achstiefe zu dem 150A- Generator. Ein kurzes Gespräch mit Herrn H. Wangler (Mercedes-G-Club) ergab, das ich den Freilauf nicht weglassen konnte. Durch wohl nicht unerhebliche Schläge, die über den Riemenantrieb kommen, hatte Mercedes-Benz Probleme bei den großen Dieselmotoren mit abreißenden Halterungen am Block der Klimakompressoren.

Also haben wir den Generator zerlegt, in die Drehmaschine zwischen Spitzen gespannt und den Anlaufsitz der Riemenscheibe um ca. 10 mm auf Außendurchmesser des Wellengewindes nachgedreht. Anschließend noch das Gewinde M16x1,5 nachgeschnitten und nun passt alles. Wenn Du keine Freilaufnabe auf dem Generator hast, dürfte alles im Originalzustand passen. Du kannst diese Nabe im eingebauten Zustand gut durch eine Kunststoffabdeckung auf der Nabenschraube erkennen. Siehe einmal ins EPC unter 463.330, dort ist sie abgebildet.

c) Einbautipp von Thomas Grevel: Er baute diese stärkere Lichtmaschine in seinen 300GE ein und berichtet: Betrachten wir doch am Anfang einmal, was wir in einem Fahrzeug so an Stromverbrauchern haben, die durchschnittlichen Stromaufnahmen ständig eingeschalteter Verbraucher stehen dahinter. - Abblendlicht je Leuchte 4,2 A - Elektromagnetische Kupplung des Kältekompressors 4,2 A - Motorsteuerung 2 bis 5 A für Diesel - Heizbare Heckscheibe 20 bis 30 A - Heizgebläse 15 bis 30 A - Heizbare Waschdüsen je Düse 0,4 A - Instrumentenbeleuchtung und Kontrollleuchten je nach Größe 0,03 bis 0,9 A - Einspritzanlage incl. Kraftstoffpumpen 12 A - Nebelscheinwerfer je Leuchte 4,2 A - Standlicht 3,5 A - Radio 3 A bis ca. 20 A bei Sound System - Sitzheizung je Sitz ca. 5 A - Standheizung 4 A - Scheibenwischer 5 A - Zündung 10 A Addieren wir das mal zusammen, eher defensiv, für einen Diesel, so kommen wir auf ca. 100 A, bei allem, was man so im Winter an hat. Denn wer die Extras hat, benutzt sie auch oder? Betrachten wir uns an dieser Stelle die Leistungsabgabe durchschnittlicher Generatoren im Auto, so stellen wir mit Sicherheit eine Differenz fest. Erschwerend kommt dann noch hinzu, das die Leistungsabgaben der Generatoren an bestimmte Motordrehzahlen gebunden sind, und das ist nicht der Leerlauf, im Gegenteil, so unter 2000 Umdrehungen des Motors liefern die wenigsten Generatoren den vollen Strom. Diese Differenz muß also die Batterie ausgleichen und das bei der schlechteren Kapazität der Batterie bei geringen Temperaturen.... Wer wie ich, einmal das Problem hatte, dass bei Standheizungsbetrieb, zweimal am Tag und daran anschließenden kurzen Fahrstrecken mit leerer Batterie stehen zu bleiben, macht sich seine Gedanken. Ich habe mir andere Generatoren eingebaut, erst 100 A, das brachte im Verhältnis zu vorher 70 A eine gewisse Verbesserung, aber war noch nicht der Knall im All. Danach folgten dann 150 A Leistung des Generators, das war nochmals besser und sorgte dafür, dass ich zweimal am Tag die Standheizung für eine halbe Stunde betreiben konnte und trotzdem jedes Mal den Motor starten konnte. Die Batterie war immer die selbe (100Ah). Der absolute Knall im All war dann der Einbau einer 95 Ah Stunden Vliesbatterie, in dem Fall Original MB, jetzt heißt es zweimal täglich kann die Standheizung eine Stunde laufen. Jetzt werden viele von Euch sagen ich habe keine Standheizung, o.k. zieht den Stromverbrauch oben ab, das Ergebnis wird wahrscheinlich nicht besser, die Differenzen bleiben!!! Daher meine Empfehlung, basierend auf dem geschilderten Selbstversuch und der Tatsache, dass in meinem Umfeld einige G´s mit richtig großen Generatoren zufrieden durch die Gegend fahren, mein Rat, tauscht wenn möglich Euren Generator gegen einen größeren, 150 A oder mehr gehen in fast jeden G und wenn ihr dann auf Expedition geht, baut Euch eine zweite Batterie ein und klemmt die erste über ein Relais, sodass sie im Stand nicht entladen werden kann. Ach ja, die Zahlenwerte stammen aus dem Tabellenbuch von Mercedes und ich denke mal bei den Stromverbrauchern habe ich nicht übertrieben, denn Zusatzfernscheinwerfer, eine heizbare Frontscheibe, die Sitzheizung hinten oder gar einen Anhänger mit eigener, Strom verbrauchende Beleuchtung habe ich noch nicht einmal erwähnt (Beitragsende).

Anmerkungen zum Beitrag von Thomas Grevel: Dieser maximale Ladestrom wird nur bei vielen Verbrauchern und bei Kurzstreckenverkehr benötigt! Ansonsten wird die Batterie erst nach längerer Fahrstrecke aufgeladen. Bei den alten G's wie beim 240GD reicht trotz kleiner Lichtmaschine ein kleines Dauerladegerät, vorrausgesetzt, eine Steckdose ist in der Nähe. So habe ich nie leere Batterien trotz Standheizung bei einer täglichen Fahrstrecke von fast 80 km.

13. Teile - 240GD: Riemenscheibe: A 001 155 30 15 - 33,50 Euro ohne MwSt. (alt: A00015566915) Reglerschalter: A 002 154 94 06 - 60,32 Euro inkl. /Bosch: 01920520081 EE14V3 Generator/Lichtmaschine: alt bei 616.938, 616.940: A 006 154 25 02 / 27 A - 678,09 Euro inkl. MwSt. (lt. Handbuch: 14V/55A ?) Schmalkeilriemen: A 005 997 69 92 - 17,18 Euro ohne MwSt. - 12,5 x 1030 EPC: Filter löschen: Aggregat Motor, Gruppe 20 Motorkühlung, SA 082383 Schmalkeilriemen) Stecker Lima : Steckereinsätze versilbert, abgewinkelt Steckereinsatz klein: A 000 546 78 40 - 0,76 Euro ohne MwSt. Steckereinsatz groß: A 000 546 79 40 - 1,12 Euro ohne MwSt. Steckergehäuse: zweiteilig: A 005 545 02 28 - 3,37 Euro ohne MwSt.

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