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I nteresse an der

E lektrotechnik der

S IMSON’s,

kurz „DUMMIES“ genannt, möchte ich eine (sehr) kleine Einführung in die Welt der elektrischen Meßtechnik verbreiten. Man kann den folgenden Text als Vorspann zu Peters Kompendium über die „Elek-Tricks“ unter http://www.zschopower.de/elektricks.htm verstehen, in dem er sehr schön einige Eigenarten der SIMSON-Verschaltung beschreibt. Danke, Peter ! Darüber hinaus sind hier die einzelnen Baugruppen eines typischen Simson-Mopeds (Schwalbe KR51/2EN) hervorgehoben dargestellt.

Auch möchte ich mich an dieser Stelle auf das Wesentliche beschränken, auf das, welches der geneigte Leser und Schrauber auch an seinem Lieblingsmöp wiederfindet. Für alles weitere gibt es zahlreiche Bücher und Abhandlungen.

Spannungen, Stromstärke, Leistung und Widerstand

Die elektrische Spannung wird die wohl meist gemessene elektrische Größe an den SIMSON-Fahrzeugen sein. Sie beschreibt den „Druck“, mit dem die „Elektrizität“ in der Leitung ist (vergleichbar mit dem Wasserdruck des Hauswassernetzes). Sie wird in „Volt“ gemessen und in mathematischen Gleichungen häufig mit dem Buchstaben „U“ bezeichnet.

Mit der Stromstärke (häufig auch nur „Strom“ genannt) wird die Menge an „Elektrizität“ bezeichnet, die durch die Leitung „strömt“ (=die Menge des Wassers, das durch einen Schlauch fließt). Der Strom wird in „Ampere“ (sprich „Ampär“) gemessen, sein Formelzeichen ist das „I“.

Zu guter Letzt bleibt der allen bekannte Widerstand, ein Element, das praktisch den Schlauch selbst darstellt: Ist er dick, fließt ein großer Strom (entsprechend einem kleinen Widerstand) – ist er dünn, fließ ein geringerer Strom (entsprechend einem großen Widerstand). Er wird in Ohm gemessen, Formelzeichen ist das R.

Den Zusammenhang zwischen diesen drei Größen hat vor vielen Jahren ein freundlicher Elektriker mit Namen Ohm (Ahaaa..) trefflich beschrieben: Multipliziert man den Widerstandswert mit dem Wert der Stromstärke, erhält man die Spannung, kurz

U = R x I in Volt ( oder auch R = U / I in Ohm oder I = U / R in Ampere)

Alle diese drei Meßgrößen finden wir auf dem uns eigenen Vielfachmeßgerät, auch Multimeter genannt, das wir für die Messungen an unseren Lieblingen benötigen.

Wie, habt Ihr nicht ?? Dann aber ab in den Baumarkt, Lidl oder Aldi, 3 Euro raus und kaufen...hat dann sogar eine „Digitalanzeige“ mit 3 ½ Stellen...und Plus und Minus davor.

Beim Betrachten Eures Meßgerätes werdet Ihr feststellen, dass da für Spannung und Stromstärke jeweils zwei verschiedene Bereiche sind...DC (V-) und AC (V~). Hmmm....?

Tja, hab ich Euch bis jetzt verschwiegen: Es gibt zwei verschiedene Arten von Spannungen und Strömen...Gleich(DC)- und Wechsel(AC)-Größen. Wo ist der Unterschied ?

Gleichgrößen werden von Batterien und Akkus abgegeben, besitzen einen Plus- und einen Minuspol und die Spannung und Stromstärke ist über die Zeit konstant (naja, sehen wir einmal von dem Entladevorgang ab...).

Bei Wechselgrößen sieht das anders aus: Hier wechselt die Polarität von Spannung und Stromstärke mit der Zeit sinusförmig...wie oft, das beschreibt die Kenngröße „Frequenz“. Bei dem allen bekannten Hausnetz sind das 50 Wechselperioden pro Sekunde, die nennt man 50 Hertz (Hz). Aber Achtung: Die Spannung beträgt 230 Volt und ist lebensgefährlich !!

Oder aber bei unseren SIMSONs: Die Lichtmaschine (die 3 Spulen der Grundplatte mit den 3 Magneten auf dem Polrad) erzeugt bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 3 Umpolungen bei der erzeugten sinusförmigen Wechselspannung...d.h., bei 1000 Umdrehungen pro Minute erhalten wir eine Wechselspannung von ebenfalls 50 Hz, bei 3000 U/min sind’s schon 150 Hz.

Und für beide Arten der elektrischen Größen besitzt Euer Meßgerät einen eigenen (oder mehrere) Meßbereiche, DC für Gleichgrößen, AC für Wechselgrößen.

Darüber hinaus gibt’s dann noch an Eurem Multimeter die Widerstandsbereiche...damit können wir von Bauteilen/Leitungen den (Gleichstrom-) Widerstand bestimmen.

??...Wie jetzt, gibt’s etwa auch noch nen anderen Widerstand...? Jepp, so isses. Kann man aber leider nicht (alle) mit dem Multimeter messen. Und leider haben wir es bei den Widerständen an den SIMSONS häufig mit veränderbaren Widerständen zu tun:

Die verwendeten Glühlampen sind allesamt sogenannte „Kaltleiter“ (alte Bauernweisregel: Je kälter, desto leitet er...). Sind sie kalt (sprich Aus), haben sie einen sehr kleinen Widerstand (den wir messen können), werden sie heiß (im Betrieb), steigt der Widerstand bis auf den Nennwert...die Lampe leuchtet mit ihrer (aufgedruckten) Nennleistung in Watt.

Apropos Leistung: Diese wird in einem Widerstand (als Wärme oder Licht) umgesetzt und ergibt sich aus der Multiplikation aus Spannung mit Stromstärke und wird in Watt gemessen (Buchstabe P):

P = U x I in Watt

Doch zurück zu den Widerständen. Einige ändern ihren Widerstandswert mit der Frequenz der angelegten Wechselspannung...Spulen und Kondensatoren.

Von den Kondensatoren haben wir, Gott sei Dank, nur einen in unseren Möps...als Funkenlöschkondensator parallel zum Unterbrecherkontakt. Dieser verhindert eine übermäßige Funkenbildung beim Öffnen und schützt so den Unterbrecher vor übermäßigen Verschleiß.

Merke: Je größer die Frequenz, umso kleiner wird der Widerstand des Kondensators.

Bei den Spulen steigt der Widerstand mit steigender Frequenz, beginnend beim Gleichstromwert des Drahtes der Wicklung. Dieser Effekt wird bei der Ladespule und der Rücklichtdrossel (Drossel ist eine andere Bezeichnung für Spulen) ausgenutzt:

Die Drehung des Motors bewirkt, das sich die oben erwähnten Magnete des Polrades an den 3 Erzeugerspulen der Grundplatte vorbeibewegen. Dadurch wird in diesen Spulen eine (Wechsel-)Spannung erzeugt (siehe auch Bild oben). Klar, hatten wir schon. Je schneller sich die Magnete dort vorbeibewegen, desto größer wird die Spannung. Das wäre für die kleine 5 Watt Rücklichtlampe fatal und würde sie innerhalb kurzer Zeit zerstören...wenn da nicht die in Serie geschaltete Rücklichtdrossel wäre: Mit steigender Motordrehzahl steigt auch die Frequenz der erzeugten Spannung und damit der Widerstand der Drosselspule. Erfolg: Die Spannung an der Lampe bleibt konstant !

Auf der anderen Seite sind alle Erzeugerspulen für eine bestimmte Nennspannung und eine Nennleistung dimensioniert: Bei der Lichtspule für Stopp-und Rücklicht betragen diese 6 Volt und 21 Watt...die Daten der Stopplichtlampe. Wird die Spule mit dieser Leistung belastet, kann die Spannung nur auf max. 6 Volt ansteigen... der magnetischen Sättigung sei Dank...das wollen wir hier besser nicht vertiefen...!

Tut man das jedoch nicht und belastet eine 21W Spule nur mit einer zB 5W-Lampe, steigt die Spannung an der Lampe stark an, so dass diese über kurz oder lang in den Elektrohimmel abhebt...sie geht kaputt !

Sooooooo, nach dem nun die Grundlagen erwähnt wurden, möchte ich auf weitere Besonderheiten der Meßtechnik, vor allem bei den SIMSON-Fahrzeugen, hinweisen :

1. Beim Messen von Spannungen immer den entsprechenden DC- oder AC-Meßbereich wählen...sicherheitshalber mit dem größten Meßbereich anfangen. Die Generator-Spulen geben im lastfreien Zustand schnell mal deutlich größere AC-Spannungen als ihre jeweilige Nennspannung sein soll...da kommen auch mal schnell 50V zusammen!

2. Spannungen immer parallel zum Verbraucher/Erzeuger messen...egal, ob DC oder AC.

3. Ströme werden durch eine Serienschaltung mit dem Verbraucher gemessen – auch hier im größten Meßbereich beginnen.

4. Bei Widerstands- oder Durchgangsmessungen immer zuerst die Stromversorgung (Akku/Batterie) des zu messenden Stromkreises abklemmen. Das Messgerät besitzt eine eigene, kleine Stromquelle.

5. Aufgrund der ausnahmslos vorkommenden, kleinen Widerstände ist der kleinste (i.d.R. der 200-Ohm) Widerstands-Meßbereich angesagt. Auch zeigt das Meßgerät bei kurz geschlossenen Meßleitungen bereits einen Widerstandswert an...auch die Meßleitungen besitzen einen zwar kleinen, aber meßbaren Widerstandswert. Deshalb, wenn‘s genau sein soll...Differenzmessung: Meßleitungen an den Enden kurz schließen...Meßwert ablesen und merken...Messung durchführen und den gemerkten Wert von der Anzeige abziehen...fertig !