Lichtmaschine, Generator für alle Fahrzeuge

Lichtmaschine: Defekt erkennen und wechseln

Wenn die Batterieleuchte während der Fahrt zu leuchten beginnt, ist das kein Zeichen für eine defekte Autobatterie, sondern es stimmt etwas mit der Lichtmaschine (Generator) nicht. Mit diesem Beitrag wollen wir Dir erklären, was kaputt ist und wie Du Dein Auto selbst reparieren kannst.

Die Rolle der Batterieleuchte

Häufig liest man von Beiträgen, die mit „Batterieleuchte leuchtet plötzlich“ oder „Batterieleuchte geht während der Fahrt an“ beginnen. Doch eigentlich ist ihre fachlich korrekte Bezeichnung nicht Batterieleuchte, sondern Ladekontrollleuchte. Das heißt also, dass diese Leuchte leuchtet, wenn die Autobatterie nicht durch den Generator, also die Lichtmaschine geladen wird und das Bordnetz nur durch die Autobatterie gespeist wird. Wenn der Motor nicht läuft, die Zündung aber an ist, ist es also normal, dass die Ladekontrollleuchte an ist. Falls die Leuchte nach dem Starten nicht erlischt oder während der Fahrt angeht, ist davon auszugehen, dass ein Defekt an der Lichtmaschine vorliegt.

Symptome einer defekten Lichtmaschine

Zu den typischen Anzeichen einer defekten Lichtmaschine zählen

• Batterieleuchte leuchtet dauerhaft (eigentlich Ladekontrollleuchte).
• Batterieleuchte flackert im Leerlauf (bei Fahrzeugen, die noch eine Glühlampe als Ladekontrollleuchte haben).
• Heulen, Pfeifen oder Quietschen aus den Lichtmaschinenlagern
• Motor startet nicht mehr

Wenn die Lichtmaschine nicht genug oder gar keine Spannung mehr erzeugt, geht die Ladekontrollleuchte an und signalisiert, dass die Lichtmaschine nicht richtig arbeitet. Die häufigste Ursache dafür ist ein Verschleiß der Kohlebürsten am Laderegler. Das heißt aber nicht, dass die ganze Lichtmaschine kaputt ist. Manchmal reißt auch einfach der Keilrippenriemen oder die Wirkung des Riemenspanners lässt nach.

Bei Fahrzeugen, die noch über eine Glühlampe als Ladekontrollleuchte verfügen, kann es vorkommen, dass die Ladekontrollleuchte im Leerlauf flackert. In diesem Fall ist die Ladespannung bei niedriger Drehzahl zu gering, was neben der Lichtmaschine selbst auch an den Kohlebürsten, dem Regler, der Batterie oder einem oxidierten Kontakt liegen kann.

Dass die Lampe in der Ladekontrollleuchte defekt ist, merkt man meistens erst, wenn der Motor ausgeht und keine Lampe mehr leuchtet. Dann wurde nämlich die Batterie leer gefahren. Man sollte also immer darauf achten, dass die Ladekontrollleuchte beim Einschalten der Zündung leuchtet.

Mechanische Defekte an Lichtmaschinen sind eher selten. Eigentlich können nur die Wälzlager, der Freilauf oder die Schleifringe und Kohlebürsten in der Lichtmaschine verschleißen. Bis auf die Schleifringe und Kohlebürsten kündigen sich diese Defekte meistens mit einem Heulen, Pfeifen oder Quietschen aus den Lichtmaschinenlagern an.

Ein Spulenschluss im Stator oder gar im Rotor ist sehr selten. Wenn er sich überhaupt bemerkbar macht, dann über das Leuchten der Ladekontrollleuchte, aber auch das muss nicht sein. Im schlimmsten Fall bemerkt man ihn erst, wenn der Motor nicht mehr startet.

Bei Fahrzeugen mit einem Start-Stopp-System kann es vorkommen, dass dieses vermeintlich grundlos ausfällt. Liest man darauf den Fehlerspeicher des Motorsteuergeräts aus und erhält die Fehlermeldung, dass die Ladespannung zu hoch ist, kann man meistens einen Defekt an der Lichtmaschine ausschließen und sollte sich die Batterie genauer anschauen.

Anleitung: Wechsel einer Lichtmaschine und Kosten

Ausrüstung

• ¼-Zoll- und ½-Zoll-Steckschlüssel-Satz
• Hammer
• Montagehebel
• Eventuell einen Ringmaulschlüssel-Satz

Eine Lichtmaschine ist meistens relativ leicht gewechselt.

1. Fahrzeug vor dem Wegrollen sichern und Motorhaube öffnen.
2. Batterie abklemmen.
   Minuspol abklemmen und gut isolieren
3. Eventuell vorhandene Motorabdeckung entfernen.
4. Keilrippenriemen über die Spannrolle entlasten.
   Häufig wird die Spannrolle mit einem Maulschlüssel entlastet.
5. Den Keilrippenriemen nur so weit wie nötig runternehmen.
   Tipp: im eingebauten Zustand fotografieren oder den Verlauf aufzeichnen, damit der Einbau leichter ist.
6. Mit einer 13er-Stecknuss die Mutter der Zuleitung zur Batterie lösen.
7. Der Anschluss des Erregerstroms ist entweder gesteckt oder mit einer kleineren Mutter verschraubt und muss gelöst werden.
8. Lichtmaschine entfernen.
   Meistens wird die Lichtmaschine nur von 2 langen und großen Schrauben gehalten (muss mit etwas Kraft und Geduld seitlich runtergehebelt werden).
9. Die Montage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Um die neue oder überholte Lichtmaschine leichter einbauen zu können, empfiehlt es sich immer, die zwei Schnellspannmuttern mit einer der langen Schrauben und einem Hammer etwas in das Gehäuse zu treiben. Dabei sollte man immer die Lichtmaschine hinlegen und darauf achten, dass nicht der Halter vom Gehäuse abbricht.

Der Wechsel einer Lichtmaschine kann schnell ins Geld gehen. In einer freien Werkstatt muss man beim Wechsel der Lichtmaschine mit 250 € bis 1.000 € rechnen. Man sollte immer fragen, ob es nicht möglich ist, nur den Regler zu wechseln (s. u.). Mit einer Antwort wie "Meistens ist die Lichtmaschine selbst kaputt, das bringt nix" sollte man sich nicht zufriedengeben. Denn den Regler zu wechseln kostet meistens wesentlich weniger als 250 €. Ansonsten ist es immer sinnvoll, eine regenerierte (überholte) Lichtmaschine im Austausch zu verbauen. Diese sind nämlich um einiges günstiger als komplett neue Lichtmaschinen und die Gewährleistung beträgt ebenfalls zwei Jahre wie bei einem Neuteil. Sollte man nicht wissen, wann das letzte Mal der Keilrippenriemen gewechselt wurde, ist es häufig sinnvoll, diesen samt seiner Umlenkrollen und der Spannrolle auch gleich zu wechseln.

Wie kann man eine Lichtmaschine prüfen?

Es besteht Verletzungsgefahr durch rotierende Teile wie z. B. Lüfter und Keilriemen sowie Verbrennungsgefahr.

An einer Lichtmaschine kann man verschiedene Dinge prüfen. Zur Prüfung der Ladespannung benötigt man lediglich ein einfaches Multimeter.

Ladespannung prüfen

1. Ladespannung im Betrieb prüfen

Als Erstes sollte man immer die Ladespannung im Betrieb prüfen.

1. Multimeter auf 20 V DC einstellen.
2. Messspitzen an die Pole der Autobatterie halten.

Die Ladespannung sollte zwischen 14 und 14,8 V liegen, bei älteren Fahrzeugen evtl. etwas niedriger, aber niemals unter 13,5 V. Liegt gar keine Spannung an, folgen die nächsten Schritte.

2. Ladespannung an der Lichtmaschine prüfen

Um auszuschließen, dass ein Defekt an einem Kabel vorliegt, kann man die Ladespannung auch direkt an der Lichtmaschine prüfen.

1. Multimeter auf 20 V DC einstellen.
2. Eine Messspitze des Multimeters an den Batterieanschluss der Lichtmaschine (meistens geschraubt mit einer Mutter mit 13er-Schlüsselweite) und die andere Messspitze gegen das Gehäuse oder den Motorblock halten.

Wird an der Lichtmaschine nur die Spannung der Batterie selbst oder eine etwas niedrigere Spannung gemessen, lädt die Lichtmaschine nicht. In diesem Fall ist zu prüfen, ob am Anschluss des Erregerstroms eine Spannung anliegt.

3. Spannung am Anschluss des Erregerstroms prüfen

Für diese Prüfung reicht es, die Zündung anzuschalten, der Motor muss nicht laufen.

1. Multimeter auf 20 V DC einstellen.
2. Erregerleitung von der Lichtmaschine lösen, um kein falsches Ergebnis zu erhalten.
   Die Leitung des Erregerstroms ist immer die zweite dünnere Leitung.
3. Eine Messspitze an diese Leitung halten, die andere an das Gehäuse oder den Motorblock.

Ist eine Erregerspannung vorhanden, liegt der Fehler in der Lichtmaschine. Ist keine Erregerspannung vorhanden, liegt der Fehler in der Zuleitung (z. B. defekte Ladekontrollleuchte). Ist eine Ladespannung an der Lichtmaschine messbar, liegt der Fehler in der Zuleitung von der Lichtmaschine zur Batterie (z. B. defekte Schmelzsicherung vor der Batterie). Sollte direkt an der Lichtmaschine gar nichts messbar sein, so liegt entweder ein Fehler in beiden Zuleitungen vor oder in der Zuleitung der Batterie und in der Lichtmaschine (sehr unwahrscheinlich).

Laderegler prüfen und wechseln

Das Bordnetz braucht eine konstante Spannung. Da die Spannung, die in die Spulen des Stators induziert wird, abhängig von der Drehzahl des Magnetfeldes und damit auch von der Drehzahl des Motors ist, muss sie geregelt werden. In grauer Vorzeit, als es noch 6V-Bordnetze und Gleichstromlichtmaschinen gab, war der Regler ein fast mechanisches Bauteil (Kontaktregler) und saß neben der Lichtmaschine im Motorraum.
Wenn man heutzutage von einem Regler oder Laderegler spricht, meint man meistens die gesamte Steuereinheit, die auf der Rückseite des Generators angebracht ist. Diese Steuereinheit besteht aus dem Hilfsgleichrichter, den Kohlebürsten und dem eigentlichen Laderegler. Die Dioden des Gleichrichters sind separat an oder im Gehäuse der Lichtmaschine angebracht. Der Laderegler selbst arbeitet mit Transistoren, mit denen die Bordnetzspannung und damit die Ladespannung konstant gehalten wird.

Typisches Symptom eines kaputten Ladereglers ist, dass die Spannung der Lichtmaschine im Betrieb nicht höher ist als ihre Ruhespannung. Dann ist entweder der Regler selbst defekt oder seine Kohlebürsten sind verschlissen. In beiden Fällen ist es die günstigste Variante, einfach den Regler zu wechseln. Bei einigen Fahrzeugen muss man dafür nicht einmal die Lichtmaschine ausbauen. Den Regler selbst kann man eigentlich nur bzgl. seiner Regelgrenze prüfen. Das heißt, man misst die Spannung im Betrieb an einem beliebigen Punkt und versetzt dem Motor mehrere Gasstöße. Dabei sollte die Regelgrenze nicht überschritten werden.

Möchte man sichergehen, dass nur der Regler defekt ist, muss man die Lichtmaschine ausbauen und häufig sogar zerlegen. Dann kann man die einzelnen Dioden auf ihre Sperrrichtung prüfen.

1. Multimeter auf Durchgangsmessung stellen.
2. Eine Messspitze an den einen Kontakt einer Diode halten, die andere an den anderen Kontakt der Diode.
3. Danach noch einmal andersherum messen.

In eine Richtung muss der Stromfluss vorhanden sein und in die andere nicht. Sollte eine Diode in beide oder keine Richtung einen Durchgang haben, ist sie defekt.

Der Laderegler ist meistens hinten auf die Lichtmaschine geschraubt und wird nur durch zwei oder drei Schrauben oder Muttern festgehalten. Eventuell muss vorher noch eine Kunststoffabdeckung zur Luftführung entfernt und der oder die Anschlüsse der Lichtmaschine abgeschraubt werden. Beim Einsetzen des neuen Reglers ist darauf zu achten, dass die federbelasteten Kohlebürsten nicht beschädigt werden und dass alle Kontakte sauber sind. Damit ist aber auch die häufigste Fehlerursache behoben.

Erregerwicklung von außen messen

Die Erregerwicklung und den Isolationswiderstand kann man auch von außen messen.

1. Regler entfernen und auf dem Multimeter den Messbereich für den Widerstand (Ohm) auswählen.
2. Beide Messspitzen an die zwei Schleifringe halten.
   Die Erregerwicklung sollte einen Widerstand von 3 bis 5 Ohm aufweisen.
3. Danach beim Multimeter den größtmöglichen Messbereich für den Widerstand einstellen.
   Das Multimeter muss "OL" (für "open load") anzeigen. Das bedeutet, dass der Widerstand außerhalb des Messbereichs liegt und die Erregerspule somit keinen Masseschluss gegenüber dem Gehäuse hat.
4. Danach eine Messspitze an einen der beiden Schleifringe halten, die andere Messspitze an das Gehäuse der Lichtmaschine.

Sollte das Multimeter einen Widerstand anzeigen oder sogar einen Widerstand von 0 Ohm anzeigen, hat die Erregerwicklung einen Masseschluss und ist damit defekt. Zur Sicherheit kann man den Isolationswiderstand auch gegen den Klauenpolläufer messen. Außerdem empfiehlt es sich, bei ausgebautem Regler gleich eine Sichtprüfung der Schleifringe im Inneren der Lichtmaschine durchzuführen. Eine dunkle Verfärbung und eine Ablagerung am Rand deuten auf einen schlechten Kontakt hin.

Ständerwicklungen des Stators messen

Die Ständerwicklungen des Stators lassen sich nicht einzeln messen, da sie an einem Ende alle miteinander verbunden sind. Man kann also nur den Widerstand von zwei Spulen gleichzeitig messen.

1. Auf dem Multimeter den Messbereich für den Widerstand (Ohm) auswählen.
2. Die Messspitzen des Multimeters an zwei Anschlussdrähte der Ständerwicklungen an den Dioden halten und die Werte vergleichen.
3. Das für alle Anschlussdraht-Paare wiederholen.

Die gemessenen Werte für die Widerstände sollten alle etwa gleich sein. Auch hier sollte wieder von einem Anschlussdraht der Ständerwicklung der Isolationswiderstand gegen das Gehäuse gemessen werden. Zeigt das Multimeter im höchsten Messbereich für den Widerstand "OL" an, ist alles in Ordnung.

Freilauf und Wälzlager prüfen

Die mechanische Seite der Lichtmaschine lässt sich leicht im eingebauten Zustand prüfen. Dazu muss als Erstes der Keilrippenriemen von der Riemenscheibe der Lichtmaschine entfernt werden. Das geht am einfachsten, indem man den Keilriemen an der Spannrolle entspannt. Prinzipiell kann man nun zwei Dinge prüfen: die Funktion des Freilaufs und das Axialspiel und das Radialspiel der Wälzlager.

Freilauf prüfen

Den Freilauf kann man prüfen, indem man mit einem Schraubendreher das Lüfterrad der Lichtmaschine blockiert und dabei an der Riemenscheibe dreht. Funktioniert der Freilauf normal, lässt sich die Riemenscheibe in die eine Richtung drehen und in die andere nicht. Ist der Freilauf defekt, lässt sich die Riemenscheibe in keine Richtung drehen. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, ist es an dieser Stelle immer besser, die Autobatterie abzuklemmen.

Den Freilauf kann man relativ einfach wechseln. Die Riemenscheibe inklusive des Freilaufs, falls einer vorhanden ist, sind meistens auf die Welle des Klauenpolläufers geschraubt und nur selten aufgepresst. Wenn der Freilauf nur geschraubt ist, kann man probieren, die Riemenscheibe mit dem Keilrippenriemen oder Keilriemen festzuhalten, um die Mutter zu lösen. Sollte der Freilauf etwas fester auf der Welle des Klauenpolläufers sitzen, hilft ein Abzieher.

Axialspiel und Wälzlager prüfen

Das Axialspiel der Wälzlager kann man prüfen, indem man vorsichtig versucht an der Riemenscheibe zu ziehen und zu drücken und sie nach oben und nach unten zu bewegen. Dabei sollte sich die Riemenscheibe deutlich weniger als 1 mm bewegen. Außerdem kann man versuchen, die Lichtmaschine von Hand anzudrehen und dabei darauf zu hören, ob die Lager eventuell trocken laufen oder ausgeschlagen sind. Das Erkennen von einem zu großen Lagerspiel und das Erhören von trocken laufenden Lagern bedarf meistens einer gewissen Erfahrung und ist schwer in Worten zu beschreiben.

Welche Aufgabe hat die Lichtmaschine?

Früher war die Lichtmaschine (kurz Lima) hauptsächlich dafür da, den Strom für die Beleuchtungsanlage des Fahrzeugs zu liefern. Heute muss die Lichtmaschine aber nicht nur den Strom für die Beleuchtungsanlage zur Verfügung stellen, sondern auch den Strom für die Starterbatterie und diverse andere elektrische Ausstattungen, wie z. B. die Fensterheber. Deshalb spricht man heute auch eher von einem Generator als von einer Lichtmaschine.

Das Grundprinzip eines Generators ist immer gleich: Ein Teil der Rotationsenergie der Kurbelwelle wird in elektrische Energie umgewandelt. Wenn der Generator nicht unmittelbar um die Kurbelwelle herum gebaut wurde, muss die Rotationsbewegung der Kurbelwelle erst einmal zur Lichtmaschine weitergeleitet werden. In den meisten Fällen geschieht dies über einen Keilriemen oder einen Keilrippenriemen. Die wichtigsten Elemente der Lichtmaschine sind Laderegler, Wälzlager, Kohlebürsten, Dioden, Freilauf und Schleifringe. Am einfachsten lässt sich der Laderegler prüfen und ersetzen.

Kann man eine defekte Lichtmaschine reparieren?

Theoretisch lässt sich alles reparieren, praktisch beschränkt sich die Reparatur einer Lichtmaschine, die man selbst verrichten kann, häufig auf den Wechsel des Reglers oder des Freilaufs (wie oben beschrieben). Außerdem kann man den Gleichrichter und die Schleifringe wechseln.

Gleichrichter wechseln

Will man den Gleichrichter wechseln, sollte man zunächst prüfen, ob dieser in oder auf der Lichtmaschine verbaut ist. Generell sollte man beachten, dass die Drähte der Spulen meistens an den Gleichrichter gelötet werden. Ist der Gleichrichter von innen verbaut, muss die Lichtmaschine geöffnet werden. Dazu muss als Erstes immer der Regler entfernt werden. Am besten spannt man die Lichtmaschine an einem ihrer Halter in einen Schraubstock ein. Dann kann man die Schrauben (meistens vier Stück), die die zwei Gehäusehälften der Lichtmaschine verbinden, lösen und anschließend mit einem Gummihammer die beiden Gehäusehälften voneinander trennen. Dabei verbleibt in der vorderen Gehäusehälfte der Klauenpolläufer und in der hinteren Gehäusehälfte der Stator. Dabei sollte man sehr vorsichtig vorgehen, damit nicht die Drähte der Ständerwicklungen vom Gleichrichter abreißen. Falls ein Defekt an einer Spule vorliegt, beispielsweise ein Spulenschluss, hilft nur noch ein spezialisierter Instandsetzer weiter, der die Spule komplett abwickelt, lackiert und wieder aufwickelt. Für das Wickeln von Spulen gibt es spezielle Maschinen, die Privatpersonen eher nicht zu Hause haben.

Schleifringe wechseln

Möchte man nur die Schleifringe der Welle des Klauenpolläufers wechseln, muss man nur noch das Lager am Ende der Welle mit einem Abzieher abziehen. Die Schleifringe sind meistens nur aufgesteckt und die Kontakte mit der Erregerwicklung verlötet. Bei dieser Gelegenheit sollte man auch gleich beide Lager erneuern. Sollten die Schleifringe nur leicht verschlissen oder angelaufen sein, kann man sie auch in einer Drehbank oder Ständerbohrmaschine ein wenig abdrehen.

Woran erkennt man, ob die Lichtmaschine oder die Batterie defekt ist?

Ist die Lichtmaschine defekt, springt die Ladekontrolllampe beim Starten an und geht auch nach einigen Sekunden nicht aus. Bei der Batterie ist die Fehlersuche schwieriger, die Symptome können auch zur Lichtmaschine tendieren. Ein Beispiel wäre ein schlechtes Anspringen des Motors nach langer Fahrt, aber auch eine starke Verschmutzung der Batterie oder korrodierte Batteriepole.

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