Elektrik

Ein wenig Tuning für müde 6 Volt Käfer

LED im Ovali oder Brezel

Dieser Artikel erschien in unserem Clubmagazin "das Brezelfenster" Ausgabe 2/2019

Leider schreibt ja kaum jemand etwas zum Thema Technik im Heft, also muss ich mal wieder ran. Da ich öfters gefragt werde „wie hast du dies und das gemacht?“, möchte ich meine aktuelle Elektrik im Ovali hier mal vorstellen. Ich bin kein gelernter Elektriker, mein Wissen beruht auf Elektrotechnik Vorlesungen aus meinen Maschinenbau Grundstudium. Die Elektriker unter euch mögen daher etwaige Unstimmigkeiten verzeihen.
Für einige sind die Tipps in diesem Artikel sicher nicht neu, aber ich denke den anderen hilft er bei langjährigen Ärgernissen ein wenig weiter.

Es ist ja eine Glaubensfrage 6 Volt lassen oder auf 12 Volt umrüsten. Für mich gehört die 6 Volt Elektrik genauso zu meinem Ovali wie die Winker, die fehlenden Gurte und die Diagonalreifen. Allerdings definiere ich meinen Käfer als Fahrzeug und nicht als „Stehzeug“. Ich fahre mehrere Tausend Kilometer im Jahr, daher habe ich meine Elektrik in gewissen Dingen auf die Anforderungen im heutigen Straßenverkehr angepasst. Ich möchte etwas sehen und gesehen werden, vor allem auf der Autobahn. Für diejenigen, die nur wenige Kilometer im Jahr oder nicht nachts fahren, ist dieser Artikel wahrscheinlich weniger interessant.
Warum ist bei 6 Volt mein Licht so funzelig, meine Winker so schlapp, usw.?

Das Problem ist, dass bei alten Autos die Elektrik nach und nach marode wird. Alle mechanischen Verbindungen und Kontakte bekommen mit der Zeit höhere Übergangswiderstände. Dies ist besonders fatal, weil bei 6V immer der doppelte Strom fließen muss, wie bei 12V.

Rechenbeispiel:
Übergangswiderstand sei 0,1 Ohm.
Eine 50W Birne lässt bei 12V ca. 4 A fließen, das wären 0,4 V, die weniger an der Birne ankommen. Macht ca. 7% weniger Leistung.
Bei 6V haben wir schon 25% weniger Leistung.

Es kann sich jeder mal den Spaß machen und nachmessen, wieviel Volt tatsächlich an seiner Scheinwerferbirne ankommen, bzw. mal messen, wieviel Volt in seinen Lichtschalter (der größte Übeltäter im Ovali) reingehen und wieviel wieder rauskommen. Die Übergangswiderstände, oder besser Übergangsverluste, treten überall dort auf wo es Kabelverbindungen oder mechanische Kontakte gibt und das ist gerade beim Licht eine Menge. Sicher kann man einfach den ganzen Kabelbaum durch einen neuen ersetzen, bringt etwas aber nicht viel, denn dort gibt es wenige Übergangsstellen. Einen neuen Lichtschalter gibt es z.B. nicht mehr und NOS ist auch schon über 60 Jahre alt.
Wer wie ich keine Lust hat seinen ganzen Kabelbaum rauszureißen, kann auf das kleine „Eierlegendewollmilchschwein“ genannt Arbeitsrelais ausweichen.

Was ist und was macht ein Arbeitsrelais?
„Ein Relais ist ein durch elektrischen Strom betriebener, elektromagnetisch wirkender, fernbetätigter Schalter mit in der Regel zwei Schaltstellungen. Das Relais wird über einen Steuerstromkreis aktiviert und kann weitere Stromkreise schalten. Fließt Strom durch die Spule, wird ein elektrisches Magnetfeld aufgebaut und der am Ende der Spule angebrachte ferromagnetische Anker wird angezogen. Durch die Anziehung des Ankers werden zwei Kontaktfedern miteinander verbunden und es schließen sich die sogenannten Arbeitskontakte im Relais (Schließer).“

In der Praxis ist der Steuerstromkreis unsere marode Käferelektrik mit 4,2 - 6 Volt und der Arbeitsstromkreis „satte“ > 6 Volt verlustfrei direkt von der Batterie. Dazu legt man sich ein ausreichend dimensioniertes Kabel (2,5mm² bei Verwendung von LED Technik, >2,5mm² bei Verwendung herkömmlicher Glühbirnen) direkt von der Batterie auf eine freie oder zusätzliche Sicherung. Das geht am besten mit einem solchen Lochkabelschuh den man einfach an der Schraube der Polklemme befestigen kann.

Bezugsquelle, wie auch alle verwendeten Flachstecker und Fahrzeugleitungen – Kabel Schmidt.

Zum Thema Bezugsquellen:
Ich gebe hier im Artikel die Quellen an wo ich meine Komponenten gekauft habe. Das heißt nicht dass es sie woanders nicht gibt. Es erspart aber denjenigen, die vielleicht etwas nachbauen wollen, die Sucherei. Bei den später erwähnten LED Komponenten ist allerdings Vorsicht geboten. Die billigen, speziell bei Online-Auktionshäusern erhältlichen LED Birnen sind in der Regel aus China und taugen nichts – habe ich selbst erfahren müssen. Gute LEDs kosten auch gutes Geld.

Zurück zum Arbeitsrelais.

So sieht ein Arbeitsrelais aus. Leider werden die 6 Volt Relais meist zu horrenden Preisen angeboten oder sind „China Mist“ mit kurzer Lebensdauer. Meine Relais stammen von DMT Diesel-Motoren-Technik (8,50 €/Stk) und verrichten teilweise seit über 6 Jahren zuverlässig ihren Dienst – Traktoren Technik ist halt robust, genau wie unsere Käfer.

Wo schafft nun ein Arbeitsrelais Abhilfe? Nun überall da wo es Probleme gibt. Schlechtes Licht, schlaffe Winker, Probleme beim anspringen usw. Springt der Käfer schlecht an kann man, während der Anlasser dreht, einfach mal messen wieviel Strom an der Zündspule dann noch ankommt. Ist es zu wenig, Relais dazwischen und 6 Volt direkt auf die Zündspule ergibt wieder einen schönen Zündfunken. Dreht der Anlasser schlecht, Relais dazwischen, usw.

Auf weitere „Helferlein“, wie z.B. einen elektronischen Lichtmaschinen Regler (fährt eine konstantere Kurve) oder elektronische (kontaktlose) Zündkontakte möchte ich hier nicht eingehen, da ich so etwas nicht verbaut habe.

Was habe ich nun bei meinem Käfer alles „optimiert":

Hauptscheinwerfer

Umgerüstet auf LED Technik.

Fassung Ba20d. Die LED Birnen gibt es nur in England bei Classic Dynamo & Regulator Conversions. Preis £ 55,- GBP/Paar + Britische Steuer (Stand Jan. 2019). Zahlung via PayPal oder Kreditkarte problemlos, sonntags bestellt, Donnerstag bereits da.
An dieser Stelle möchte ich mich besonders bei Rafael Hassler bedanken. Er hatte mir auf dem Herbsttreffen 2018 in Hamburg die Quelle dafür verraten. Es ist also immer wichtig regelmäßig die BFV Treffen zu besuchen. Dort erfährt man so manches.

Wie man sieht sind die Birnen auch für 12 Volt geeignet. Da der Herstellung aus England ist, muss man allerdings bei einer Bestellung einer 2-Faden Birne immer darauf achten, dass man die Version mit negative Masse bestellt. In England ist normalerweise positive Masse üblich. Dass die Hauptscheinwerfer Birnen sowohl für positive als auch für negative Masse geeignet sind, hat mich deshalb sehr verwundert. Sie ist schließlich vom Typ d. Beim ersten Test nach dem Einbau gab es auch gleich ein Problem – Fernlicht brannte dauerhaft, es ließ sich nicht auf Abblendlicht umschalten. Mit einem Multimeter war der Fehler schnell gefunden. Bei eingebauter Birne und angeschlossenem und geschalteten Abblendlicht (es brennen die 4 senkrechten LEDS auf beiden Seiten) lagen am Kontakt für das Fernlicht in kaltem Zustand 1,4 Volt und in warmen Zustand 2 Volt an. Schließt man nun das Fernlichtkabel an, schalten die 4 waagerechten LEDs auf beiden Seiten sofort hinzu. Abhilfe schuf dann einfach eine Sperrdiode (lässt Strom nur in eine Richtung durch) die den Strom für das Fernlicht abgehend von der Birne sperrt. 

Ich hatte zufällig noch Sperrdioden in meiner Elektrokiste da ich sie für meine Blinkkontrolllampe brauchte. Da Sperrdioden sehr klein sind, sollte man sie nach dem anlöten an die 2 Kabelstücke mit Kabelschuhen mittels eines Schrumpfschlauches verstärken.

Die Birnen für das Standlicht habe ich auch durch eine LED Version ersetzt. Damit bin ich aber nicht so ganz zufrieden da das Licht, im Gegensatz zur Abblend-/Fernlichtbirne, sehr kalt weiß ist. Typ Ba9s von Classic Car LEDs auch aus England. Kosten £ 3,- GBP/Stk. Es gibt sie allerdings auch in warm weiß bei diesem Lieferanten. Die hatte ich bei der Bestellung aber leider nicht gesehen. Auf Grund der hohen Versandkosten aus England warte ich mit einem Austausch erst einmal ab.

Update Juni 2020:

siehe auch "Update zum Thema flotte Winker bzw. LED im Ovali oder Brezel" in unserem Forum

In der Fassung

Vergleich bei Tage:
Fahrerseite Abblendlicht LED, Beifahrerseite Abblendlicht herkömmliche Glühbirne

Im wahrsten Sinne ein Unterschied „wie Tag und Nacht“.
LED Abblendlicht bei Nacht.

Und hier das Fernlicht in LED bei Nacht.

Ich benutze auch Zusatzscheinwerfer für das Fernlicht. Brauchen tut man das natürlich nicht. Aber „was dran ist muss auch funktionieren“ sagt der TÜV. Dafür gibt es natürlich auch LEDs.

Typ Ba20s für Nebel- oder Fernlichtzusatzscheinwerfer. Hersteller Classic Dynamo & Regulator Conversions. Preis £ 48,- GBP/Paar + Britische Steuer (Stand Jan. 2019).

Update Juni 2020:

siehe auch "Update zum Thema flotte Winker bzw. LED im Ovali oder Brezel" in unserem Forum

Apropos TÜV. Im Grunde genommen sind keine der LEDs für den Straßenverkehr zugelassen!

Sie haben zwar ein CE Zeichen aber keine E-Nummer. Ich habe es mal darauf ankommen lassen und den Umbau bevor ich zum TÜV gefahren bin vorgenommen. Gesagt hat der Prüfer nichts, ich habe ihn aber auch nicht auf die LEDs hingewiesen. Und wenn, die Birnen sind in 20 Minuten getauscht und eine Wiedervorstellung kostet 15,-€. Es muss halt jeder selber wissen ob er die LED benutzt oder lieber doch nicht.

Erwähnenswert ist auch, dass der Stromverbrauch einer klassischen 35/35 W 6 Volt Birne bei ca. 4,5 Ah liegt – pro Birne! Abends Licht angelassen, morgens Batterie leer. Eine 40/40 W 6 Volt LED verbraucht hingegen nur ca. 0,9 Ah. Da hat man schon ein paar Tage mehr Zeit.

Rückleuchten

Umgerüstet auf LED Technik.

Typ Ba15d, 21/5 W, Farbe rot, negative Masse. Bezogen von Classic Car LEDs. Kosten £ 9,- GBP/Stk. Wichtig ist hier die Version mit negativer Masse, da die Birnen auch aus England stammen.
Wichtig:
LEDs müssen immer in der Farbe der Streuscheibe leuchten hinter der sie verbaut werden sollen. Eine weiße LED in einem roten Rücklicht bringt physikalisch gesehen nicht viel.

Hier die Funktion Standlicht. Beim Bremsen leuchten die LEDs deutlich heller.

Für Herzchenleuchten und Brezelrücklichter gibt es bei Classic Car LEDs natürlich auch die passenden Leuchten. Bei diesen 1-Faden Birnen ist das Thema positive/negative Masse zu vernachlässigen – dem Strom ist es egal in welche Richtung er fließt.

Rücklicht bei Tage und bei Nacht. Bremslicht konnte ich nicht fotografieren, da niemand da war der das Pedal betätigen konnte.

Innenleuchte

Umgerüstet auf LED.

Wer kennt das nicht, man kommt von der Abendveranstaltung eins BFV Treffens und möchte sein Navi für den Weg ins Hotel einschalten. Das erste was man sucht ist eine Taschenlampe. Mich hat das ziemlich genervt.

6 Volt, 42mm Soffitte von Classic Car LEDs. Kosten £ 4,25 GBP/Stk. Für den Brezel gibt es natürlich auch die passende Birne.

Glüh Soffitte

LED Soffitte

Nachts im Käfer „das Brezelfenster“ lesen ist nun durchaus möglich.

Update Juni 2020:

siehe auch "Update zum Thema flotte Winker bzw. LED im Ovali oder Brezel" in unserem Forum

Blinkanlage

Umgerüstet auf LED.

Auf das Thema Blinker, Winker, Warnblinker möchte ich ein wenig ausführlicher eingehen. Von Gesprächen auf diversen Treffen weiß ich dass einige Probleme mit dem Betrieb ihrer Winker haben. Gem. StVZO müssen die Winker, wenn sie betrieben werden, im selben Rhythmus blinken wie der Rest der Blinker. Und nach der Regel „was dran ist muss funktionieren“, kommt man um das „Blinken“ eigentlich nicht herum. Dumm nur das die ursprüngliche Funktion der Winker im ausgefahrenen Zustand ein Dauerlicht ist. Die klassische Version dies zu erreichen ist bekanntlich das „Umlöten“ der Winker. Dazu wird das Kabel für die Soffitte vom Anschluss der Spule abgelötet und an den Anschluss des Kabels für die Winkerkontrollleuchte angelötet. Das Ursprüngliche Kabel der Winkerkontrollleuchte wird dann mit dem Signal vom Blinkgeber beschaltet und schon blinken die Winker. Wer seine Blinker nicht umlöten möchte, hat nun mit der später beschriebenen LED Soffitte (blinkt auch selbstständig) die Möglichkeit dies durch einfachen Austausch zu realisieren.

Fangen wir mal mit den Winkern an (Bsp. meine aktuelle Schaltung mit Arbeitsrelais und umgelöteten Winkern):

Ich gehe davon aus, dass ein Blinkerhebel an der Lenksäule vorhanden ist. Der Blinkerhebel bekommt als Eingang über die Zündung geschaltete 6V. Beim Betätigen werden diese 6V als Steuersignal auf jeweils 2 Relais geschaltet. D.h. jeder Winker hat zwei Relais. Eines für die Spule und eines Für die Soffitte. Das Relais für die Spule schaltet 6 Volt direkt von der Batterie (siehe Seite 2 dieses Artikels) auf die Winkerspule. Siehe da, der Winker springt heraus wie ein junger Gott. Das Relais für die Soffitte schaltet den Blinkimpuls vom Blinkgeber (beschaltet mit Dauerplus, nicht über Zündung) auf die Soffitte im Winker. Zwischen den Relais und den Winkern sitzt bei mir ein kleiner, unter dem Armaturenbrett versteckter Microkippschalter, der die Funktion der Winker z.B. bei Autobahnfahrten (Winddruck) unterbricht.

Ich verwende die LED Soffitten von Classic Dynamo & Regulator Conversions. Preis £ 25,- GBP/Paar + Britische Steuer (Stand Jan. 2019). Sie haben die richtige Länge von 31mm und leuchten bernsteinsteinfarben. Dass sie in der Lage selbständig zu blinken empfand ich anfangs als Nachteil. Es gibt dort auch Soffitten in rund ohne dies Funktion, allerdings nicht in der richtigen Länge. Der Einbau ist auch Problemlos. In Winker der Firma SWF passen sie einfach rein, bei Winker der Firma SHO, wie ich sie habe, muss der Schlitz im Winkerglas um 1-2mm mittels Feile oder Dremel verlängert werden. Für jemand der seine Winker nicht umgelötet hat, sind sie natürlich Prima. Ich hatte Angst, da meine Winker umgelötet sind, dass die Winker nun in einer anderen Frequenz als der Rest meiner Blinker blinken. Zumal die LEDs ja nicht von einem Dauerplus sondern von einem Blinkimpuls angesteuert werden. Meine Sorge war allerdings unbegründet, sie passen sich dem Impuls meines Blinkgebers an.

Was bringen diese LEDs? Nun ich habe meine Winker zum ersten Mal bei Sonnenlicht blinken sehen. Und nachts? Seht selbst!

Sie spiegeln sich zwar nachts, da sie sehr hell sind, ein wenig in der Windschutzscheibe, aber das kann ich verschmerzen.

Die normalen Blinkerbirnen habe ich durch LEDs Ba15s, 21 Watt, Farbe bernstein von Classic Car LEDs. Kosten £ 9,- GBP/Stk., ersetzt.

Hinten benutzte ich ja bekanntlich seit Jahren meine Kellermänner in den Stoßstangenhörner.

Wenn die letzte 21 W Glühbirne entfernt wurde, hat leider auch der gute alte lastabhängige Blinkgeber ausgedient. Der Stromverbrauch der LEDs ist so gering, dass er nicht mehr auslösen kann.

Wer ihn trotzdem weiter benutzen möchte muss auf jeder Seite einen Lastwiderstand in Reihe schalten. Für diesen muss man aber einen geeigneten Einbauort finden der er warm wird. Für mich ist es widersinnig eine Birne erst zu entfernen um ihr Vorhandensein anschließend mittels Lastwiderstand wieder zu simulieren.

Benötigt wird ein elektronisches, LED geeignetes Blinkrelais. Aber Vorsicht nicht alle elektronischen Blinkrelais sind für den Betrieb von LEDs geeignet. Auch hier gibt es wenig gute aber sehr viel schlechte im Bereich 6 Volt auf dem Markt.

Ich habe mehrere getestet und kann 2 empfehlen:

Ich habe die Version von Ost2rad verbaut.
Apropos Ost2rad.
Tipp: Das Moped „Schwalbe“ hat serienmäßig eine 35/35 W Ba20d Glühbirne im Scheinwerfer, genau wie unsere Käfer – allerdings für einen Moped Preis.

Ich habe, da ich kein separates Warnblinkrelais verwende, Klemme 49 des Blinkgebers mit Dauerplus (nicht über Zündung) beschaltet. Den Blinkimpuls von Klemme 31 speise ich als geschaltetes Signal (Klemme 30) auf die beiden Relais der Winkersoffitten. Klemme 87 dieser Relais verteilt das Signal dann auf die vorderen und hinteren Blinker sowie die Winkersoffitten. Als Warnblinkschalter verwende ich diesen einfachen, blinkenden Zugschalter.

Die handelsüblichen Schalter haben mich auf Grund ihrer Optik einfach am Armaturenbrett gestört. Der Schalter ist original VW (mit Nummer), ich vermute aber dass er für den englischen Markt bestimmt war, da er Masse schaltet. Die Form endspricht aber exakt den anderen Knöpfen eines Ovalis. Da er Masse schaltet, sind 2 weitere Arbeitsrelais erforderlich. Masse bekommt der Schalter über das Gehäuse. Der eine Anschluss geht auf Klemme 49 des Blinkgebers, der andere (geschaltete Masse) auf Klemme 85 der beiden Arbeitsrelais. Klemme 86 der Arbeitsrelais wird mit Dauerplus beschaltet, Klemme 30 mit Klemme 49 des Blinkgebers. Klemme 87 der Relais für den Warnblinker geht jeweils auf Klemme 30 der Relais Soffitte rechts/links. So ist gewährleistet das bei ausgeschalteter Zündung der Warnblinker ohne eigenen Blinkgeber funktioniert.

Nun gibt es noch ein Problem mit der Blinkkontrolllampe. Normalerweise ist sie an Klemme 49 des Blinkgebers angeschlossen. Bei einen elektronischen, LED tauglichen, Blinkgeber reicht die Birne allerdings bereits aus das Blinksignal auszulösen. Sie würde einfach dauerhaft blinken. Beim Relais von Kellermann gibt es dieses Problem wegen dem separaten Anschluss nicht. Die Kontrolllampe muss also in den Blinkkreislauf integriert werden. Wenn man aber das Kabel für Blinker rechts und Blinker links gleichzeitig an die Kontrollleuchte anschließen würde, hätte man ein Dauerwarnblinklicht. Es blinkt also entweder die Kontrollleuchte dauerhaft oder alle Blinker gleichzeitig. Die Lösung ist wieder die Sperrdiode. Man verbindet einfach den rechten und den linken Blinkerkreis mittels zweier Sperrdioden mit der Kontrolllampe die jeweils die Gegenseite sperren.

Für viele hört sich das alles sicher kompliziert an, ist es aber nicht. Ok, ich habe einige Wochen daran rumgefummelt und vieles ausprobieren müssen, aber am Ende hat sich eins zum anderen gefügt. Am Ende des Artikels habe ich mal meinen Schaltplan mit den Änderungen angefügt.

Wer bis hier hin gelesen hat merkt dass es bei mir viele Relais gibt. Sicher kann man sich die zum Teil mit der Wunderkiste Wink-Blink-Warnblinkgeber von Kabel Schmidt ersparen, allerdings ist dieser nicht für LEDs geeignet.

Wichtig für Laien

Update Juni 2020:

siehe auch "Update zum Thema flotte Winker bzw. LED im Ovali oder Brezel" in unserem Forum

Update Juni 2020:

siehe auch "Update zum Thema flotte Winker bzw. LED im Ovali oder Brezel" in unserem Forum

Zum Glück habe ich ja einen späten Export Ovali und der hat serienmäßig eine Schalttafelabdeckung. Besitzer von Standard-Modellen, frühen Ovalis und Brezelkäfern sollten sich vorher Gedanken machen wo sie den Kabelsalat unterbringen bevor sie so etwas nachbauen. Ich benutze das Spannband des Handschuhfachs für die Relais der Winker und das Stützblech hinter dem Tacho für die restlichen Relais (auf der Rückseite befindet sich noch das Blinkrelais sowie das Relais für den bei mir verbauten Blinkerhebel mit Lichthupenfunktion). Ich habe pauschal alle LEDs über Relais geschaltet, da speziell die LEDs mit doppelter Funktion wie Scheinwerfer und Rücklicht dazu neigen bei einem Spannungsabfall deutlich unter 6 V ihre Funktion nicht mehr richtig zu erfüllen. Es geht dann nur noch entweder Brems- oder Rücklicht bzw. Abblend- oder Fernlicht.

Eine Schalttafelabdeckung verdeckt zum Glück den ganzen Wirrwarr der Kabel und Relais. Ansonsten bliebe nur ein Platz unter dem Armaturenbrett (das sieht man aber) oder unter der Rücksitzbank (dann muss ein ziemlich dicker Kabelstrang unter den Teppich.

Relais erfordern Flachstecker. Ich persönlich verwende keine Quetschverbinder. Zum einen halten die nicht so gut und bei der Menge an Kabeln sucht man ewig bis man den Stecker gefunden hat der lose ist, zu anderen hat eine Quetschverbindung einen hohen Übergangswiderstand und somit Übergangsverlust.