Stellmotor Umluft/Frischluft CX 25 GTI, BJ. 1986, Automatik Klima

[CXberlin]

Salut!

Ich möchte über die Feiertage den defekten Stellmotor der Umluft ausbauen und habe bisher einige Hinweise bekommen, wie ich am besten an das Ding komme. Aber irgendwie ist das alles nur so halb-passend.

Kann mir jemand eine klare und einfache Beschreibung geben, die ich mit nem Glühwein in der Nähe sicher umsetzen kann? Leider kann ich aktuell nur in der Tiefgarage basteln und darf nicht mit Wasser etc. "experimentieren".

Danke und schöne Feiertage, Mike

Bearbeitet 23. Dezember 2017 von CXberlin

[AndreasRS]

Hallo,

du musst zuerst den Kühlmittel-Ausgleichsbehälter abschrauben. Das sind zwei Schrauben, die mit Muttern gehalten werden. Man kommt recht gut dran. Das Wasser kann drin bleiben. Den abgeschraubten Behälter vorsichtig zur Seite bewegen.

Als zweites muss der Halter ab, der das Kabel hält. Ich meine, das ist eine Kreuzschlitzschraube. Die ist quasi nur von der Seite zugänglich. Eine Taschenlampe hilft sehr. Du brauchst eine Knarre; mit dem Schraubendreher kommst Du nicht dran. Mit einer Hand die Knarre halten, mit der anderen mit möglichst viel Kraft auf die Knarre drücken, damit die Schraube nicht abrutscht. Nach Möglichkeit eine magnetische Nuss benutzen, denn die Schraube fällt sehr leicht runter und ist dann kaum zu finden.

Zum Schluss die kleinen Schrauben lösen, die den Stellmotor halten. Ich glaube, das sind drei kleine Schlitzschrauben. Auch hier aufpassen, dass Du sie nicht verlierst.

Wiedereinbau in umgekehrter Reihenfolge, wobei die Kreuzschlitzschraube zur Kabelfixierung sehr knifflig ist. Ich kann mich nicht an das Gewinde erinnern, ich glaube es ist nicht metrisch. Falls doch, würde ich hier eine rostfreie Schraube mit Inbus-Kopf (oder Torx) verwenden. Auch die kleinen Schrauben des Motors würde ich durch rostfreie ersetzen; ich meine, das Gewinde ist M2,5. Der neue Motor sollte eine Gummiabdeckung haben, die schützt relativ gut vor Feuchtigkeit.

Den alten Motor bitte nicht wegwerfen. Es ist möglich, ihn mit neuen Kohlen wiederzubeleben, sofern er nicht völlig vergammelt ist. Du wirst vermutlich einen Motor haben, der noch keine Gummiabdeckung hat.

Grüße
Andreas

[surlaplage]

 

Wie Andreas es schon exakt beschrieben hat: das Lösen (und noch mehr das Wiederbefestigen) der Kabelklammer ist die größte Schwierigkeit. Falls sie auch bei dir (wie ich es einzig kenne) ein offenes U ist: nicht ganz abschrauben, nur soweit lösen wie es nötig ist das Kabel seitlich herauszuziehen. Das erleichtert auch ungemein die Montage.

Bei den drei kleinen Schräubchen und Zahnscheiben sehr aufpassen sie nicht zu verlieren, ja es sind M2,5 was man nicht so unbedingt im Autobastelkoffer hat. Die kleinen Dinger können dort leider auch gut verrostet sein. Unbedingt genau passenden Schraubenzieher nehmen. Wenn an der Stelle ein Kopf halb abbricht wird es wirklich sehr fummelig.

Das Überholen des kleinen Getriebemotörchens ist nicht so ganz einfach. Die Kohlen können sogar tatsächlich einzeln getauscht werden, dürften aber sehr selten abgenutzt sein (er dreht sich ja immer nur wenige Sekunden). Was da viel wahrscheinlicher streikt, ist verharztes Fett. Zum Auseinandernehmen auf keinem Fall an dem Zahnrad ziehen (es sei denn man hat einen Miniaturabzieher mit einem so kleinen Dorn), es ist auch nicht unbedingt nötig. Wenn man in die obere Plastikkappe ein zusätzliches viertes Loch bohrt, dann kommt man so an die Schrauben mit denen die beiden Gehäusehälften des Motors zusammengehalten werden, der Rest ergibt sich von selbst.

Ist denn ganz sicher der Stellmotor das Problem ? Die Konstruktion mit Festfahren am Endanschlag (mit einem dafür weit unter Nennspannung betriebenen Getriebemotor) und der Versorgung über zwei Wendeschalter in Reihe ist nicht so das Optimum an Zuverlässigkeit. 

[AndreasRS]

Hallo surlaplage,

vor 34 Minuten, surlaplage sagte:

Die Konstruktion mit Festfahren am Endanschlag (mit einem dafür weit unter Nennspannung betriebenen Getriebemotor) und der Versorgung über zwei Wendeschalter in Reihe ist nicht so das Optimum an Zuverlässigkeit. 

Ja. Ich habe mal (beim Stellmotor der Defroster-Klappe im Innenraum) mit elektronischen, selbstrückstellenden Sicherungen experimentiert. Das sind Bauteile, die bei erhöhtem Strom ihren Widerstand erhöhen und somit die mechanische Last auf Motor und Zahnradteile erheblich senken. Die Idee ist, dass der blockierende Motor deutlich mehr Strom verbraucht als der laufende (was auch der Fall ist) und durch den erhöhten Strom eine elektronische Sicherung anspringt, die den Stromfluss ganz erheblich senkt. Dies natürlich für beide Drehrichtungen separat, mit einfachen Dioden. Leider hat das nicht geklappt. Ich habe keine passende elektronische Sicherung gefunden. Entweder ließen sie immer Strom durch (Sicherung mit Auslösestrom von 200 mA) oder sperrten sofort (Sicherung mit Auslösestrom von 100 mA) . Wenn ich mich richtig erinnere, fließen bei laufendem Motor etwa 200 mA, bei blockiertem etwas mehr.

Eine elektronische Lösung muss also etwas aufwendiger sein. Möglich wäre eine Zeitschaltung, die bei jedem Umpolen neu startet. Oder zwei Zeitschaltungen, für jede Drehrichtung eine.

Grüße
Andreas

Bearbeitet 24. Dezember 2017 von AndreasRS

[surlaplage]

Ja, der S2 Defrosterklappe-Motor ist sozusagen "zersetzend". Das Ding hat deutlich mehr Kraft und ist auf Dauer durchaus fähig die Plastezahnräder zu zerstören. Funktionaler Rückschritt ist es mit nur zwei möglichen Stellungen sowieso. Eine die Mechanik schonende Abschaltung nur anhand der Stromaufnahme wird hier schwierig. Bei dem Unterspannungsbetrieb eines hoch übersetzten Getriebemotors ist der Anstieg vor der (weicheren) Blockiergrenze nicht mehr so signifikant. Selbst wenn sich etwas passendes finden würde, die Polyswitch reagieren sehr träge und die Lösung hätte das gleiche Problem wie die Idee mit der zeitgesteuerten Abschaltung. Bei beiden würde die elektrische Abschaltung stets erst dann erfolgen wenn die Welle am Ausgang des vielstufigen Minigetriebes bereits unter unnötig hoher mechanischer Spannung steht. Und das ist das eigentliche Problem. Man könnte es sicherlich mit elektronischer Stromüberwachung und Magnetbremse ganz hart schalten, aber dann würde das bei Frost etc. auch sehr störanfällig werden. Einfach und zuverlässig wären nur justierbare mechanische Endschalter (natürlich mit den Dioden für die Laufrichtung), oder zumindest einer für die "Normalstellung".

[AndreasRS]

Hallo surlaplage,

vor 1 Stunde, surlaplage sagte:

Das Ding hat deutlich mehr Kraft und ist auf Dauer durchaus fähig die Plastezahnräder zu zerstören.

ich gehe davon aus, dass die größte Kraft in dem Moment wirkt, in dem die Plastezähne das Messingzahnrad abbremsen müssen. Wie Du schon beschrieben hast, wäre es sehr knifflig, die Spannung exakt im richtigen Moment abzuschalten.

Endschalter sind bei der Defrosterklappe (im Innenraum) möglich, bei der Umluftklappe (im Motorraum) dürfte eine solche Lösung nicht lange zuverlässig funktionieren. Die Alternative dazu wäre ein richtiger Stellmotor. Ein Modellbau-Servo bietet sich an; der ist recht einfach anzusteuern, zum Beispiel mit Arduino.

Mich interessiert, ob eine zeitverzögerte Abschaltung eine signifikante mechanische Entlastung bringt. Sie greift ja erst, wenn die Kräfte ohnehin gering sind.  Immerhin würde sie beim Überspringen ein Abrasieren verhindern, wenn der Fahrer es nicht merkt und den Motor laufen lässt.

Was meinst Du?

Grüße
Andreas

[elektromicha]

Wieso nicht einfach eine Glühlampe passender Größe in Reihe schalten? Meistens sind die einfachen Lösungen auch die zuverlässigsten.

Bei den oben angegebenen Werten, würde ich mit einer 3W oder 5W Lampe anfangen zu experimentieren. Natürlich löst das nicht das Problem, aber das Blockiermoment wird ein wenig begrenzt.

Das wäre wenigstens eine zeitgemäße Lösung und nicht mit Dingen, die es damals noch gar nicht gab. Mikrocontroller im CX. An anderer Stelle wird dann darüber diskutiert, dass es einen Motor nicht in einer bestimmten Ausstattungsvariante des CX gab. Passt meiner Meinung nach nicht so gut zusammen.

[AndreasRS]

Hallo,

vor 18 Minuten, elektromicha sagte:

Wieso nicht einfach eine Glühlampe passender Größe in Reihe schalten?

du meinst, weil die kalte Glühlampe einen niedrigen Widerstand hat, wodurch der Motor somit problemlos anlaufen kann und erst dann langsamer wird?

vor 18 Minuten, elektromicha sagte:

Mikrocontroller im CX. An anderer Stelle wird dann darüber diskutiert, dass es einen Motor nicht in einer bestimmten Ausstattungsvariante des CX gab. Passt meiner Meinung nach nicht so gut zusammen.

es ist natürlich immer die Frage, wie weit man vom Originalzustand abweichen will. Ich persönliche finde Abweichungen dann in Ordnung, wenn sie technische Schwächen beheben, ohne offensichtlich sichtbar zu sein. Zum Beispiel finde ich ein nachgerüstetes Relais besser als regelmäßig durchbrennende Thermoschalter. Und einen Mikrokontroller besser als abgewetzte Plastikzähne. Auch eine Schicht Dämmaterial im Dach und den Türen halte ich für eine gute Idee, auch wenn der CX so nie ausgeliefert wurde. Puristen werden auch auf Rostschutz verzichten, der nicht Original ist. Letztlich muss das jeder mit sich selbst ausmachen.

Grüße
Andreas

Bearbeitet 25. Dezember 2017 von AndreasRS

[elektromicha]

Das war jetzt nicht so böse gemeint. Ich habe ja auch nichts gegen technische Verbesserungen. In Grenzen.

Die Glühlampenlösung ist viel einfacher umzusetzen und hätte schon damals so gemacht werden können. Original ist das auch nicht. Die Puristen werden sich einfach genügend Zahnräder hinlegen und die Preise nach oben treiben.

Die Lampe sollte so dimensioniert sein, dass sie erst bei blockiertem Motor wirklich leuchtet. Also wohl eher 5W, als 3W. Der Unterschied des Widerstands zwischen kalter und warmer Lampe ist immerhin Faktor 10. Da lässt sich bestimmt eine Auslegung finden, die sich in dem Bereich zwischen "macht noch irgendeinen Sinn" und "zuverlässige Funktion" bewegt.

[surlaplage]

Glühlampe in Reihe ist alterprobte und sinnvolle Lösung zum Überlastschutz (z.B. bei PA-Lautsprechern). Sie würde die Wicklung des Stellmotors entlasten, aber ich fürchte keineswegs das große Plastikritzel. Der mechanische Druck auf die (immer gleichen) Zähne erreicht am Endpunkt bei dem der Motor stopt sein Maximum. Wenn erst da eine elektrische Abschaltung (wie auch immer realisiert) erfolgt, dann mindert sie nicht (mehr) die durch Festfahren aufgebaute mechanische Spannung auf das Plastik. Wegen der hohen Übersetzung des kleinen Getriebes wird da nichts auch nur einen Milimeterbruchteil "entspannt zurückweichen". Man könnte eine Schaltung entwickeln welche den Motor einen ganz kurzen Moment jeweils zurück dreht und so den Druck von dem Ritzel nimmt, das wäre auch analog machbar. Ein mechanischer Mikroschalter erscheint mir aber sehr viel sinnvoller.

[CXberlin]

Vielen Dank für Eure tollen Beschreibungen und Überlegungen; Merci!

Mike

[AndreasRS]

Hallo surlaplage,

vor 14 Stunden, surlaplage sagte:

Ein mechanischer Mikroschalter erscheint mir aber sehr viel sinnvoller.

Ja. Wenn man allerdings schon etwas mechanisch verändert, dann kann man auch gleich einen Modellbau-Servo nehmen.

Grüße
Andreas

[elektromicha]

So, jetzt habe ich das mal ausprobiert und musste mal wieder feststellen, wie schön es doch ist, wenn so was sogar in der Praxis funktioniert.
Leider war meine verwendete Messtechnik nicht so für Temperaturen um die 0°C ausgelegt, so dass die aufgezeichnete Messung etwas ungenau ist.
Mit einem Multimeter gegen gemessen ergab sich für den laufenden Motor ca. 60 mA und für den blockierten Motor knapp 240 mA. Das ist deutlich weniger als angenommen und erklärt natürlich, dass es dann doch die 3 W Lampe werden musste. Mit der Lampe als Vorwiderstand ergibt sich dann ein begrenzter Strom von 180 mA.

 

https://picload.org/view/dddiodor/stellmotor_mit_lampe.jpg.html

Wie man schön auf dem Bild sehen kann, war die Befürchtung, dass diese Lösung das Blockiermoment nicht begrenzt würde unbegründet. Schon bevor der Motor blockiert begrenzt die Lampe den Strom, später durch die Trägheit der Glühlampe noch mehr was aber nicht interessiert. Die Spannung bricht am Motor beim Blockieren um 1,4 V ein. Das Motormoment wird also um etwa 10 % verringert.
Ob das nun das Ritzel immens schont, oder den Aufwand absolut nicht wert ist mag nun jeder selbst entscheiden.
Natürlich kann man es auch mit einer kleineren Lampe (z.B. 2 W) versuchen, aber da die Klappen schon recht schwergängig sein können, geht das dann eventuell auf die Betriebssicherheit.

 

Bearbeitet 28. Dezember 2017 von elektromicha
Link ging nicht mehr

[AndreasRS]

Hallo elektromicha,

vor 12 Minuten, elektromicha sagte:

Mit einem Multimeter gegen gemessen ergab sich für den laufenden Motor ca. 60 mA und für den blockierten Motor knapp 240 mA.

Das wundert mich. Ich meine, dass ich im Sommer rund 200 mA bei laufendem Motor gemessen habe. Und zwar beim Motor, der im Beifahrer-Fußraum ist und der die Defroster-Klappe bedient.

Ansonsten habe ich zwei Timer-Module bestellt und werde diese mal probieren. Vermutlich kommt man sogar mit einem Timer-Modul aus, wenn man einen Gleichrichter davorschaltet. Nachteile wären natürlich, dass nach Ereeichen des Anschlags noch ein Moment lang der Strom fließt; beim Einschalten der Zündung natürlich auch. Auf der anderen Seite wird beim Abschalten der Stromfluss komplett unterbrochen und nicht nur reduziert.

Grüße
Andreas

[elektromicha]

Ich habe natürlich an dem Motor hinter dem Ausgleichsbehälter gemessen. Bei dem ersten Durchlauf war der Strom bei mir auch höher (gut 100 mA), da hat die Klappe aber auch ordentlich Quietschgeräusche gemacht.