Lichtmaschine Ralf Petersen
Lichtmaschine
Säurebatterie
MF-Batterie
Lithium-Akku 18 Bilder

Motorrad-Schraubertipp Lichtmaschine und Batterie

Schraubertipp Lichtmaschine und Batterie Richtige Pflege und worauf man achten muss

Je moderner ein Motorrad ist, desto abhängiger ist es vom Strom. Immer mehr elektronische Komponenten benötigen auch immer leistungsfähigere Lichtmaschinen und größere Batterien. Doch worauf muss man achten und wie pflegt man die Komponenten richtig?

Zahlreiche Sensoren, intelligente Systeme, LC-Displays – sie alle verlangen nach immer leistungsfähigeren Lichtmaschinen und größeren Batterien. Wichtig ist dabei vor allem eine konstante und ausreichende Stromversorgung, denn die Elektronik verträgt keine Spannungsschwankungen. Der benötigte Strom wird bei laufendem Motor von der oft auch als Generator bezeichneten Lichtmaschine erzeugt (oder eben generiert) und in der Batterie (technisch exakter wäre die Bezeichnung Akku) gespeichert. Während Lichtmaschinen, Regler und Co. eine relativ lange Lebensdauer haben und im Prinzip wartungsfrei sind, ist die Batterie aufgrund ihrer begrenzten Lebensdauer deutlich häufiger der Grund für Probleme in und an der Bordelektrik.

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Bauarten der Motorradbatterie

Die beste Batterie ist die, die serienmäßig verbaut ist – denn die elektrische Anlage des Motorrads ist darauf optimal abgestimmt. Man sollte sie also nicht einfach durch eine andere Bauart ersetzen.

Standard-Säurebatterie: Die klassische Standard-Säurebatterie ist vor allem in älteren Motorrädern (bis circa 1995) verbaut. Ihr Vorteil ist der günstige Preis, ihr Nachteil die Wartungsintensität: Regelmäßig den Säurestand kontrollieren und gegebenenfalls destilliertes Wasser nachfüllen! Außerdem ist sie bei einem Sturz nicht auslaufsicher. Da dieser Batterietyp gast, muss unbedingt ein langer, nach unten ins Freie ragender Entlüftungsschlauch aufgesteckt sein, um Säuredämpfe sicher abzuleiten. Zum Nachladen baut man sie immer aus, entfernt die Batteriestopfen und sorgt für gute Belüftung.

Wartungsfreie Batterien: Wartungsfreie Batterien ("Maintenance free", MF) gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie sind entweder schon ab Werk versiegelt oder werden nach der Befüllung mit Säure dauerhaft verschlossen und dürfen auf keinen Fall wieder geöffnet werden! MF-Batterien sind zwar auch Säurebatterien, aber eben dauerhaft verschlossen und daher wartungsfrei und auslaufsicher. Sie haben zudem eine ge­ringere Selbstentladung. Eine Standard-Säurebatterie kann in der Regel problemlos durch eine MF-Batterie ersetzt werden. Gelbatterien sind sehr leistungsfähig, deshalb oft deutlich kleiner als MF-Batte­rien, und können in jeder beliebigen Stellung montiert werden. Allerdings sind sie für ältere Maschinen meist nicht geeignet, da sie eine spezielle Lade-/Abschaltspannung brauchen.

Lithium-Akkus: Lithium-Akkus (beim Motorrad meist als Lithium-Eisenphosphat-Version, LiFePO4) sind besonders klein und leicht und werden deshalb gern bei Café-Racer-Umbauten verwendet. Sie sind aber auch teuer und können bei Minustemperaturen Probleme bereiten. Außerdem benötigen sie zum Laden ein spezielles Ladegerät.

Eine Batterie ersetzen

Die Lebensdauer einer Batterie hängt von der Qualität, einem möglichst vibrationsfreien Einbau und natürlich der Pflege ab. Im Zweifel ersetzt man sie bei deutlichen Anzeichen von Ermüdung lieber, um einem Totalausfall der Elektrik vorzubeugen. Die Preise variieren stark, als Angebot lassen sich neue Batterien oft recht günstig erwerben – teils deutlich unter 40 Euro. In der Regel verrichtet so eine Billigbatterie rund vier Jahre ihren Dienst, bevor ich sie tausche. Selbst mit wesentlich teureren Batterien habe ich nicht unbedingt bessere Erfahrungen gemacht. Die neue Batterie muss natürlich in Bezug auf Einbaugröße, Spannung und Amperezahl sowie der Lage der Pole und eventuell des Entlüftungsschlauchs mit der alten übereinstimmen. Das prüft man unbedingt vor dem Einbau/Befüllen.

Säurebatterie Befüllung
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Die korrekte Säure-Befüllung einer MF-Batterie braucht Zeit.


Standard-Säurebatterien und manche MF-Batterien werden mit einer Säureflasche bzw. einem passendem Säurepack ausgeliefert und müssen vor dem Einbau befüllt werden – entsprechende Anleitung und Sicherheitsvorschriften gründlich lesen und beachten! Zwar sind alle neuen Batterien im Prinzip vorgeladen, aber der Ladestand beträgt aufgrund der Lagerzeit oft deutlich weniger als 80 Prozent. Da eine sorgfältige Erstladung wichtig für die Lebensdauer der Batterie ist, muss sie unbedingt geprüft und eventuell nachgeladen werden. Macht man das aus Bequemlichkeit nicht, kann sie Schaden nehmen und wird vor allem ihre volle Kapazität nicht erreichen. Die alte Batterie wird normalerweise vom Verkäufer zurückgenommen und das Batteriepfand erstattet.

Aus- und Einbau der Batterie

Beim Ausbau einer Batterie entfernt man bei ausgeschalteter Zündung zuerst den Minus-, dann den Pluspol, anschließend die Halterung. Danach kann man sie entnehmen. Ist sie äußerlich verschmutzt, sollte sie gereinigt werden, da die Schmutzschicht Kriechströme verursachen kann.

Batterie
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Beim Ausbau entfernt man bei ausgeschalteter Zündung zuerst den Minus-, dann den Pluspol, anschließend die Halterung. Ist sie äußerlich verschmutzt, sollte sie gereinigt werden, da die Schmutzschicht Kriechstro?me verursachen kann.


Beim Einbau achtet man auf einen festen Sitz im Batteriefach, oft gibt es dafür ein Spannband. In der Regel steht sie auch auf einer vibrationsdämpfenden Unterlage, die man nicht entfernen darf. Ist keine vorhanden, dann kann man sie aus einem Stück Gummi auch selbst machen. Die Batterie-Pole und die Anschlüsse reinigt man mit einer Messingbürste, schließt beim Einbau erst das Plus-, dann das Minuskabel an und bestreicht sie nach der Montage zum Schutz vor Korrosion mit Polfett.

Säurebatterie Entlüftungsschlauch
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Den Entlüftungsschlauch der Säurebatterie knickfrei verlegen.


Bei Standard-Säurebatterien unbedingt darauf achten, dass der Entlüftungsschlauch auch wirklich fest aufgesteckt und keinesfalls geknickt ist.

Ladezustand erkennen

Die meisten Batterien leiden unter geringen jährlichen Fahrleistungen sowie den oft langen Standzeiten der Motorräder und sollten deshalb regelmäßig kontrolliert und bei Bedarf nachgeladen werden. Moderne Ladegeräte mit Erhaltungsladung können hier gute Dienste leisten. Sie müssen aber für das entsprechende Batteriemodell geeignet sein. Auf keinen Fall alte Pkw- oder Baumarkt-Ladegeräte verwenden, denn diese haben oft einen zu hohen Ladestrom und führen zu Schäden an der Motorradbatterie. Ist die Batterie schwer zugänglich, kann man eine passende Kabelverlängerung mit Adapter montieren. Bei längeren Standzeiten, beispielsweise beim Überwintern, wird sie am besten ausgebaut, voll geladen, kühl und trocken gelagert und der Ladezustand regelmäßig geprüft. Die mittlerweile im Zubehörhandel erhältlichen Bluetooth-Batterie­monitore machen diese Überwachung dank Smartphone-App sehr einfach.

Die Batterie prüfen

Eine schwache Batterie erkennt man meist an Startproblemen. Man kann förmlich spüren, wie der Elektrostarter den Motor nur mühsam durchdreht. Um die Batterie zu schonen, sollte man solche Startvorgänge möglichst vermeiden. Ob eine Batterie schon defekt ist oder nur nachgeladen werden muss, lässt sich durch Prüfung der Batteriespannung feststellen. Praktisch ist wiederum der eben erwähnte Batterie-Guard, der über eine App die Batteriespannung anzeigt. Die Kontrolle mit einem Spannungsprüfer erfolgt an den Batteriepolen. Es gibt sehr simple Modelle, bei denen Leuchtdioden den Ladezustand anzeigen, am besten ist aber die Prüfung mithilfe eines Multimeters.

Ladestromprüfung
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Voll geladen – Batterieprüfung mit Multimeter unter Last.


An der (geladenen!) Batterie, die mindestens 30 Minuten geruht hat, misst man die Spannung zwischen den Batteriepolen (Messbereich 20 V Gleichstrom). Dann gilt, dass die Spannung bei ausgeschalteter Zündung 12,4 bis 12,7 Volt betragen sollte. Fällt sie bei eingeschalteter Zündung/Licht innerhalb von 30 Sekunden um lediglich 0,3 bis 0,4 Volt, dann ist die Batterie okay, bei einem Spannungsabfall um 0,5 Volt und mehr muss man sie nachladen. Fällt die Spannung gar um 2 Volt, ist die Batterie Schrott. Bei Blei/Säure-Standardbatterien ist die Spannung etwas geringer.

Überbrücken, Anschieben, Starthilfekabel

Wenn lediglich der Anlasser wegen einer zu schwachen Batterie nicht mehr durchdrehen will, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Bei älteren Motorrädern mit Kickstarter reicht ein beherzter Kick, Fahrzeuge ohne Katalysator lassen sich meist mit ein bisschen Geschick anschieben.

Starthilfekabel
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Starthilfe gibt’s via speziellem Starthilfekabel oder Akku-Booster.


Bei allen anderen kann man sich Starthilfe per Überbrückungskabel besorgen. Überbrückt man von einer starken Autobatterie, dann sollte man unbedingt spezielle Starthilfekabel für Motorräder (am besten mit Überspannungsschutz) verwenden. Sie verhindern Spannungsspitzen, die elektrische Komponenten beschädigen könnten. Außerdem kommt man mit den kleinen Klemmen auch besser an die Batteriepole. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von sogenannten Akku Boostern – eine Art Powerbank mit passenden Batterieklemmen. Die Geräte sind häufig nicht größer als ein dickes Taschenbuch und können auch Handys etc. laden.

Stromerzeugung

In einem Generator, der sogenannten Lichtmaschine, wird der für das Motorrad benötigte Strom durch Induktion erzeugt. Diese Stromproduktion ist abhängig von der Drehzahl, und in der Regel handelt es sich um Wechselstrom. Da sich aber nur Gleichstrom in einer Batterie speichern lässt, wird dieser Wechselstrom im Gleichrichter umgewandelt. Das dritte Bauteil ist der Regler, der die zur Batterie fließende Strommenge steuert, damit diese optimal geladen wird.

Gleichrichter/Regler
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Kühlrippen zur Ableitung von Wärme an Gleichrichter/Regler.


Moderne Motorräder haben oft einen kombinierten Regler/Gleichrichter. Bei Störungen in diesem System wird die Batterie nicht oder nicht richtig geladen beziehungsweise überladen.

Die Lichtmaschine

Die Lichtmaschine befindet sich häufig direkt auf dem Kurbelwellenstumpf am Motor und läuft im kühlenden Ölnebel der Motorschmierung.

 CBX 1000
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Bei der CBX 1000 sitzt die Lima hinter dem Zylinderblock.


Um Baubreite zu sparen, sitzt sie aber manchmal auch hinter dem Zylinderblock und wird durch eine Kette etc. angetrieben. Dieser Generator besteht im Prinzip aus einem drehbaren Teil, dem Rotor, und einem meist im Gehäuse eingebauten Stator und liefert bei laufendem Motor einen Dreiphasen-Wechselstrom.

Permanentmagnet auf der Kurbelwelle
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Klassische Bauweise: Permanentmagnet auf der Kurbelwelle.


Der Rotor kann dabei entweder als Permanentmagnet oder als Elektromagnet arbeiten. Bei Lichtmaschinen mit Permanentmagnet ist bei hohen Drehzahlen die vom Stator erzeugte Spannung zu hoch – damit die Batterie nicht überladen wird, unterbricht der Regler rechtzeitig den Ladeprozess. Die überschüssige Spannung wird dann sowohl im Regler als auch in den Statorspulen in Wärme umgewandelt. Um diese Wärme an die Umgebung abführen zu können, hat der Regler oft Kühlrippen, die nicht durch eine Werkzeugtasche oder Ähnliches abgedeckt werden dürfen. Eine dauerhafte Überhitzung kann am Stator den Isolierlack zerstören und zu Schäden an den Spulenwicklungen führen. Ein Permanentmagnet kann nach Jahren an Kraft verlieren und muss dann ersetzt werden.

Manche Motorräder verwenden auch einen Rotor mit Elektromagnet, dem über Schleifkontakte ein Gleichstrom von der Batterie zugeführt wird, sodass ein Erregerstrom entsteht. Durch die Drehung des magnetisierten Rotors wird dann in den Statorspulen ein Wechselstrom induziert. Durch konstantes Messen der Bordspannung durch den Regler wird vom Stator dabei nur so lange ein Strom erzeugt, wie diese Spannung unter 14,2 Volt liegt. Über 14,4 Volt wird vom Regler das Erregerfeld unterbrochen. Zwar entstehen bei dieser Bauart keine Überhitzungsprobleme, aber die Schleifkontakte sind ein Verschleißteil und müssen gegebenenfalls ersetzt werden. Dieser Generator-Typ kann direkt an der Kurbelwelle oder an anderer Stelle sitzen und läuft immer trocken.

Prüfung von Ladestromkreis und Lichtmaschine

Unabhängig von der Bauart lässt sich ähnlich wie bei der Batterie recht einfach prüfen, ob das Ladesystem einwandfrei arbeitet.

Ladestromprüfung
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Die Ladestromprüfung erfolgt immer bei laufendem Motor.


Dazu wird wieder per Multimeter die Spannung an den Batteriepolen gemessen. Bei laufendem (!) Motor muss sie in der Regel zwischen 13 und 14,7 Volt liegen. Sie verändert sich je nach Drehzahl und Ladezustand, und höchstens bei 14,7 Volt liegt der sogenannte Abriegelungspunkt. Steigt die Spannung beim Gasgeben nicht oder nur wenig oder steigt sie über 14,7 Volt, dann muss gründlich gemessen und geprüft werden. Die hier angegebenen Werte können je nach Fahrzeug abweichen – Reparaturhandbuch beachten! Bei Fehlern im Ladestromkreis prüft man zuerst alle Leitungen/Kabel auf Beschädigung, Bruch und Ähnliches. Auch alle Kontakte und Stecker sollte man gründlich inspizieren und eventuelle Korrosion beseitigen. Ist eine (neue!) Batterie ständig nach kurzer Standzeit entladen, liegt es eventuell auch an Kriechströmen und Defekten im Kabelbaum. Die Prüfung erfolgt durch Messung des Stroms (Multimeter auf Ampere stellen) zwischen Minuspol der Batterie und abgeschraubtem Massekabel. Man tastet sich immer vom höchsten Messbereich (meist 10 A) nach unten vor. Mehr als 0,1 mA sollten nicht fließen. Achtung, es darf natürlich kein Verbraucher direkt über die Batterie angeschlossen sein.

Prüfung Lima, Gleichrichter, Regler
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Prüfung von Lima, Gleichrichter und Regler mit Handbuch.


Die Vorgehensweise bei der Prüfung der Lichtmaschine hängt von der Bauart ab. Bei Limas mit Permanentmagnet lässt sich mithilfe eines Multimeters die nicht gleichgerichtete Ladespannung (meist zwischen 50 und 70 V Wechselstrom!) relativ einfach bei laufendem Motor an den Kontakten des Steckers kontrollieren. Liegt sie nicht im angegebenen Bereich, kann ein Bruch oder Masseschluss der Wicklung vorliegen, der sich mit einer Widerstandsmessung prüfen lässt. Die genaue Vorgehensweise muss man dem Reparaturhandbuch entnehmen. Ist hier alles im grünen Bereich, kann es an einem entmagnetisiertem Rotor liegen, der in diesem Fall ersetzt werden muss. Limas mit Rotor mit Elektromagnet gibt es sowohl mit integriertem als auch separatem Gleichrichter. Neben dem Prüfen der Messwerte gemäß Reparaturanleitung zur Kontrolle des Stators muss man auch den Zustand des Kollektors und der Schleifkontakte prüfen. Sie können gegebenenfalls gewechselt werden. Falls die Lichtmaschine defekt ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man kann sie durch ein teures Originalteil ersetzen – manchmal gibt es günstigen Ersatz im Zubehör –, aber auch der Einbau von Gebrauchtteilen ist eine Option, wobei sich dabei die Frage nach dem Zustand stellt.

Experten von Motek
Ralf Petersen
Reparatur statt Neukauf, z.?B. dank der Experten von Motek.


Sinnvoller und oft kostengünstiger als ein Neuteil ist eine Reparatur durch einen Spezialbetrieb, z. B. Motek. Die Elektrik-Profis aus Bielefeld sind bewährte Ansprechpartner bei Elektrikproblemen und reparieren fast alle Limas mit qualitativ hochwertigen Materialien. Das ist oft besser als Billig Limas aus dem Zubehör.

Ist die Lima in Ordnung, bleiben als Fehlerquelle noch Gleichrichter und Regler. Eine zu hohe Bordspannung ist ein Indiz für einen defekten Regler, bei Oldtimern kann er manchmal sogar neu justiert werden. Moderne Regler/Gleichrichter prüft man nach dem Abziehen der Kabel wieder mit einem Multimeter durch Widerstandsmessung. In der Regel misst man den Widerstand zwischen Massekabel beziehungsweise Plusausgangskabel und allen Lichtmaschinenanschlüssen. Für die genauen Angaben und die Vorgehensweise bitte das Reparaturhandbuch zurate ziehen. Die entsprechenden Angaben beziehen sich dabei häufig auf einen speziellen Messgerätetyp (bei Honda zum Beispiel Kowa/Sanwa) und eine Temperatur von 20 Grad. Trotz scheinbar korrekter Messwerte hatte ich schon öfters Teile, die dennoch defekt waren. Für meine Motorräder habe ich deshalb viele Standard-Elektrikkomponenten wie Regler/Gleichrichter, Zündspulen etc. gebraucht, etwa bei Ebay, zum Spottpreis gekauft, am Motorrad durch Einbau getestet und ins Regal gelegt. Im Falle einer Störung lässt sich das Problem durch simples Auswechseln lokalisieren und beheben.

Schrauberkurse

Der Autor, Ralf Petersen, arbeitet als Weiterbildungslehrer bei der VHS Duis­burg und veranstaltet seit 22 Jahren Schrauberkurse. 12 bis 15 Praxis-Seminare zum Thema Wartung, Reparatur und Technik werden jedes Jahr angeboten. Im Delius Klasing Verlag erschien 2015 sein Buch "Basiswissen Motorrad-Technik". Infos: www.motorrad-schrauberkurse.de Facebook: Motorrad-Technik Petersen

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