Grundsätzliches zu Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen

Edit 2013-06-23

Außer #1 und #9 wurden alle Beiträge des ursprünglich als Teilkopie des Themas Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen erstellten vorliegenden Themas 'Grundsätzliches zu Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen' gelöscht (Ex-#9 ist jetzt also #2). Aber auch die verbliebenen beiden Beiträge werden nach dem (hoffentlich) bis spätestens August 2013 erfolgenden Abschluß des genannten Themas 'Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen' komplett neu erstellt und dabei einerseits drastisch ausgedünnt und zu einem Beitrag zusammengefaßt, andererseits um Ausblicke auf einige allgemein oder bei bestimmten Modellen verfügbare - nicht immer sinnvolle - System-Ergänzungen oder Erweiterungen abgerundet, damit also ebenfalls abgeschlossen und wieder entsperrt.

Die hier genannten Bezugsadressen für Mehrfach-Sicherungshalter werden zusammen mit weiteren, neuen Adressen in einem noch zu erstellenden neuen Beitrag Kfz-Sicherungen und Sicherungshalter #5 zusammengefaßt.

Peter

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Hinweis 2012-12-14

Da die Entwirrung der Bordinstallation und die Verwendung von Relais für stromstarke Verbraucher sowohl für die XS1100 von speziellem Interesse, wie auch ein grundsätzliches Thema ist, wurde von Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen hier in dem mit der Reorganisation der Forumsstruktur zur Verfügung stehenden neuen Bereich 'Werkstatt - Einrichtungen und grundlegende Arbeiten' unter gleichem Betreff eine Kopie abgelegt. Wie unvermeidlich, haben sich die beiden (gleichen) Themen etwas auseinander entwickelt - nachdem Martin das Thema im Bereich 'Elektrik - Zündung - Licht - Instrumente' nun etwas überraschend nach rund eineinhalb Jahren wieder aufgriff, wird es hier zur Vermeidung wechselweiser Einträge mal hier mal dort geschlossen, außerdem wurde der Betreff zur Unterscheidung geringfügig in 'Grundsätzliches zu Stromkreisaufteilung, Relaisschaltungen' modifiziert. Weitere (bereits geplante) Beiträge hier erfolgen bis auf weiteres nur noch durch mich, das Thema in 'Elektrik - ...' bleibt auch für Schreibzugriffe frei zugänglich.

Um einem entsprechenden Hinweis zuvorzukommen - die beiden Themen wurden absichtlich nicht als Alias angelegt, da damit in einem Bereich vorgenommene Änderungen (nicht zuletzt Löschungen!) automatisch, und ggf. unerwünscht, auch auch im anderen Bereich wirksam würden.

Peter
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Nachtrag 2012-12-14, 2013-01-20

Ersatz von Revision 1 der Schaltskizze XS1100_Mod-El-Circ_Ke.pdf v. 2010-08-22 (Einfügung eines Schalters für die Zeituhr) zunächst durch Revision 2 v. 2012-12-14, später durch Revision 2f v. 2013-01-13. Die elektrische Schaltung bleibt unverändert, es wurden nur wenige Verbindungen etwas anders angeordnet, um die Übersichtlichkeit noch weiter zu verbessern, und ein Hinweis hinzugefügt.

Peter

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Einerseits hat YAMAHA die elektrische Anlage der XS1100 nicht unbedingt hinsichtlich übersichtlichen und logischen Aufbaus optimiert, andererseits läßt die Qualität mancher Komponenten zu wünschen übrig. Wie beim Getriebe (Stichwort 2. Gang) läßt sich vermuten, daß für die Mängel vor allem eine überstürzte Fertigstellung ohne ausreichende Entwicklung und ausgiebige Tests verantwortlich ist, denn auch schon 1978 hätte sich vieles anders und besser machen lassen. Im Forum immer wieder angesprochene Themen sind u.a. der erbärmliche Sicherungskasten mit brechenden Haltezungen und ungenügender Kontaktkraft, dunkler werdendes Licht aufgrund von Korrosion allzuvieler im Stromkreis befindlicher Schraub-, Steck- und Schaltkontakte, Defekte von Hauptschalter und Lenkerschaltern, Anbau und Anschluß von Zusatzscheinwerfern.

Ein vollständiger Neuentwurf und -aufbau der elektrischen Anlage würde die meisten anderen Forumsmitglieder vermutlich genauso überfordern wie mich, aber ein gezieltes Angehen der oben genannten Problem- oder Fragepunkte könnte vielleicht doch für manchen im Bereich des Möglichen liegen. Tatsächlich haben hier ja auch schon eine Reihe von XS1100-Fahrern über den Ersatz des originalen 4fach-Sicherungshalters durch ein qualitativ (weitaus) besseres Fremdfabrikat mit mehr Sicherungssteckplätzen berichtet, das zudem für die moderneren Kfz-Flachsicherungen statt der Glas-Rundsicherungen ausgelegt ist, oder auch über den Einbau von Relaisschaltungen für Scheinwerfer zur Verringerung von Stromkreiswiderständen. Leider gibt es aber keine Detailberichte, so daß auch weniger versierte XSler sowas nachbauen könnten, manchmal hat man auch den Eindruck, daß unter Beachtung bestimmter Zusammenhänge und mit geringem Mehraufwand deutliche zusätzliche Verbesserungen erreichbar wären. So schien z.B. verschiedentlich nicht so sehr darauf geachtet zu werden, daß mit Ausnahme von Schaltkontakten auch für die negativen 'Rückleitungen' (= 'Masse') weitgehend gleiche Einflußgrößen gelten wie für die positiven 'Hinleitungen', und daß es sehr nachteilig sein kann, wenn man Zusatzscheinwerfer masseseitig einfach an irgendeine freie Massesteckbuchse des Kabelbaums hängt, ohne sich darum zu kümmern, was da möglicherweise im weiteren Verlauf der (schwarz isolierten) Masseleitung bis zur Erreichung eines 'echten' Massepunkts am Rahmen oder am Batterie-Minuspol schon draufhängt.

Wie schon bei anderen Gelegenheiten will ich mal wieder mit einem Bericht über einige an der elektrischen Anlage meiner eigenen XS1100 (2H9) durchgeführte Umbauten und geplante weitere Modifikationen nerven. Das ist nicht als Aufforderung zu verstehen, daß sich jetzt alle Forumsmitglieder mit derartigen Modifikationen befassen sollten, auch muß man natürlich nicht zwingend meine Lösungen im Detail kopieren, aber vielleicht enthalten folgende Angaben und die angehängte Schaltungsskizze doch die eine oder andere Anregung.

Wie vorher bei der XS500 und der XS750 war auch an der XS1100 der bereits 1978 durchgeführte Umbau von Abblend- und Fernlicht und der Hörner auf Relais-Betätigung obligatorisch. Damit wurde einerseits die Zahl von Kontaktstellen mit entsprechenden Übergangswiderständen in den Hauptstromkreisen stark verringert, andererseits mußten die diversen Lenkerschalter statt der hohen Betriebsströme nun nur noch die niedrigen Ströme zur Ansteuerung der Relaisspulen führen. Insgesamt wurden fünf für 30A ausgelegte Kfz-Kleinrelais (davon zwei als sofort verfügbarer Ersatz bei Defekt) an verschiedenen Stellen unter den Seitendeckeln links und rechts angebaut. Als 'Masse-Verteiler' diente ein unter dem linken Seitendeckel montierter 4mm dicker Messingstreifen mit acht aufgelöteten und verschraubten Flachsteckzungen, der über ein kurzes Kabel von 6mm² an der Rahmen-Masseverschraubung der Batterie angeschlossen war. Weitere Maßnahmen beinhalteten u.a. den Umbau des Hilfsanschlusses ('Klemmengruppe') und die Versorgung der Zeituhr in meiner Eigenbau-Instrumentenkonsole über eine Fein-Sicherung in einem zusätzlichen Schraubsicherungshalter.

Ich weiß nicht mehr genau, wann sich an meiner XS die allseits bekannten Probleme mit dem Sicherungshalter zeigten, aber vermutlich war das bereits im Zuge des beschriebenen Relais-Umbaus - zwei Sicherungs-Haltezungen brachen ab. Ganz offensichtlich waren die Halte- und Kontakt-Klammern durch Abkanten in kaltem Zustand hergestellt worden, wodurch das Messingmaterial an den beiden Abkantstellen an der Basis der Klammern versprödete und schon infolge der geringen Beanspruchung beim Herausnehmen und Einsetzen der Rundsicherungen brechen konnte. Und selbst ohne Bruch war dieser Sicherungshalter eher eine Attrappe, als ein funktionsfähiges Bauteil (was bis heute gilt!) - aufgrund der Versprödung konnte nur eine ungenügende Kontaktkraft aufgebaut werden, woraus hohe Übergangswiderstände und schlimmstenfalls Verbrennungen und Verschmorungen resultierten. Aus einem neu beschafften Original-Sicherungshalter wurden erst mal die Halteklammern ausgebaut und die Bruchgefahr durch das Einziehen von Lötzinn-Hohlkehlen in die Abkantecken gemindert. Die Anschlußleitungen mußte ich wegen des Relais-Umbaus und Verwendung einer erweiterten Mehrfachsteckverbindung sowieso erneuern. Nach Zusammenbau und Bestückung mit Sicherungen wurden dünne Kupferdrähtchen über die jeweils linken und rechten Kontaktzungen der Klammern geschlungen und verdrillt, womit eine ausreichende Kontaktkraft gesichert war.

Diese Umbauten funktionieren bis heute anstandslos - es mußte nie ein Relais ausgewechselt werden, und es gab keine gebrochenen Sicherungsklammern mehr. Trotzdem habe ich seit einiger Zeit die vage Absicht einer Erneuerung - ganz abgesehen davon, daß die Relais mit ihren korrodierten Gehäusen mittlerweile höchst unansehnlich wirken, möchte ich sie gern an einer Stelle zusammenfassen. Die Anzahl der Kontakte im Zuge der Hauptstromkreise soll konsequent weiter auf das unbedingt notwendige Minimum reduziert werden, und ein Sicherungshalter mit mehr als vier Steckplätzen soll eine (beschränkte) Entzerrung und damit bessere Übersichtlichkeit der Stromkreise ermöglichen, außerdem sollen die Ströme der 'Großverbraucher' nicht mehr über den Hauptschalter fließen. Nahezu sämtliches Material (Relais mit Anschlußsockeln, respektive -steckern, zwei 8fach-Sicherungshalter - einer als Ersatz/Reserve, Leitungen u.a.) liegt seit drei Jahren wartend im Schrank, ebensolange liegt dort auch eine Handschaltskizze als Basis für den Umbau. Ob es kommenden Winter endlich zur Durchführung der Arbeiten reicht, ist unsicher, da die betreffenden Themen aber kürzlich im Forum wieder mal zur Sprache kamen (s. [url=t998f14-Bosch-Sicherungshalter.html">Bosch Sicherungshalter</a> und Stromkreisbelastung, Sicherungsauslegung), will ich die 'Planung' schon mal hier vorstellen - wie schon weiter oben gesagt, vielleicht nützt es ja dem einen oder anderen. Dazu wurde die erwähnte (nach wie vor Hand-) Schaltungsskizze etwas sauberer und übersichtlicher neu erstellt und als Dokument [XS1100_Mod-El-Circ_v.2c_Ke.pdf] angehängt. Gleich hier auch nochmal ein Link zu dem von CONRAD beschafften 8fach-Sicherungshalter (<a href="http://www.conrad.de/ce/de/product/85217...earchDetail=005]http://www.conrad.de/ce/de/product/85217...earchDetail=005[/url]), den auch Jürgen in seinem Umbau verwendet hat.

Für den beabsichtigten (Zweit-) Umbau liegt natürlich noch nicht jede Einzelheit fest, zudem wäre es zuviel Aufwand (und wenig sinnvoll) auch die hinterletzte Kleinigkeit in der Schaltskizze zu vermerken - die ziemlich umfangreiche Bestückung meiner (1978/79 angefertigten) lenkerfesten Zusatz-Instrumentenkonsole ist nur rudimentär dargestellt. Die Skizze sollte meiner Einbildung nach aber ausreichend detailliert sein, um alle wesentlichen Angaben zu entnehmen. Vielleicht beantworten die folgenden Anmerkungen einige trotzdem entstehende Fragen.

# Da der Sicherungshalter hinten offen ist, wird er zur Vermeidung von Kurzschlüssen bei sich eventuell durchdrückenden Halte-/Kontaktklammern unter Zwischenlage eines 1mm dicken Hartpapierstreifens auf ein Alu-Flachprofil von 3mm oder 4mm Dicke und passender Breite gesetzt und zusammen mit diesem unter dem rechten Seitendeckel im Bereich des alten Sicherungshalters an die Stahlträgerplatte geschraubt. Außerdem ist vorgesehen, die oberen Spalte (wo die Anschluß-Flachstecker durchkommen) und die Montagefuge zur Hartpapierunterlage mit Dirko gegen das Eindringen von Nässe abzudichten - die unteren Spalte bleiben offen.

# Reservesicherungen können im oder am 8fach-Sicherungshalter leider nicht untergebracht werden - zumindest nicht, wenn man (fast) alle Steckplätze auch für Anschlüsse nutzt. Als Vorratsbehälter für Reservesicherungen bietet sich jedoch z.B. ein 6fach-Sicherungshalter an, den man möglichst an einer ohne Werkzeug erreichbaren Stelle befestigt, günstigstenfalls unter einem der beiden Seitendeckel.

# Der in der Skizze mit 'E' markierte 8cm bis 10cm lange Masse-Hauptverteiler soll in senkrechter Anordnung in der Nähe des Sicherungshalters montiert werden - falls die Platzverhältnisse es erlauben, wird er direkt mit dessen (Alu-) 'Grundplatte' verschraubt. Er wird mehrere Schraubklemmen zum Masseanschluß von Verbrauchern oder von nachgeschalteten 'Kleinverteilern' mittels geschlossener Kabelschuhe bieten, sowie einige Flachsteckzungen für Testzwecke und zwei Bananenbuchsen als masseseitige Meßanschlüsse.

# Die fünf Relais (einschließlich eines Ersatzes für eventuelle spätere Erweiterungen und eines Ersatzes zum Austausch bei Defekt) werden in ein stabiles wetterfestes, jedoch belüftetes Kunststoffgehäuse eingebaut und dieses unterhalb der Sitzbank-Heckabdeckung über der TCI-Box montiert.

# Die vorläufigen Sicherungswerte (korrekt 'Bemessungsstrom') der Kreise 'HiLoad' - 15A, 'Control' (ursprünglich 'Head') - 10A und 'Signal' - 10A werden erst nach Messung der jeweiligen maximalen Belastung endgültig festgelegt.

# Wie man sofort sieht, sind die meisten der in der Skizze angegebenen Leiterquerschnitte weit überdimensioniert, zum einen aufgrund eines satten Sicherheitszuschlags wegen der erheblich größeren Längen in 'meiner' Anordnung, zum anderen wegen der höheren Robustheit der dickeren Leitungen. Das wird noch einmal überlegt, ggf. ergibt sich daraus eine Reduzierung einiger Leiterquerschnitte. Der negative Einfluß korrodierter, loser oder schadhafter Kontakte z.B. in der Leitung zur Scheinwerferlampe ist mit dem daraus resultierenden Spannungsabfall sehr viel größer als der einer Reduzierung des Querschnitts von 2.5mm² auf 1.5mm² - deshalb ist in Hauptstromkreisen eine möglichst geringe Zahl von Kontakten in möglichst gutem Zustand ja auch so wichtig. Für die Relais-Erregerstromkreise genügt ein Querschnitt der Anschlußleitungen von 1mm² - d.h. elektrisch bedingt dürfte hier der Querschnitt noch erheblich geringer sein, aus mechanischen Gründen würde ich jedoch den genannten Wert nicht unterschreiten.

Gruß, Peter