Elektromotoren 'einfahren' und pflegen

Aufrufe 68 Mal bewertet mit „Gefällt mir” Kommentare Kommentar
Mag ich anklicken, wenn dieser Ratgeber hilfreich war


Keine Gewähr dafür, dass das alles stimmt. Ich bin nicht haftbar für den Blödsinn, den ihr macht! Es genügt schon, dass ich für meinen eigenen Blödsinn haftbar bin...

Funktionsweise

So ein Elektromotor, wie er z.B. in Spielzeug, Zahnbürsten, Funktionsmodellen, Slotcars oder als Scheibenwischerantrieb im Auto verwendet wird, ist meist ein 'Innenläufer' mit Kohleschleifern. Also: Innen dreht sich ein 'Stern' mit um Eisenkerne gewickeltem Draht um eine nach außen verlängerte Achse. Er tut das, weil drum herum Magnete sind und die Wicklungen innen sich davon abstoßen oder angezogen werden. Dafür muß Strom durch die Wicklungen fließen, und da sind wir nah am Grundproblem dieses Motorprinzips, nämlich der Frage:

"Wie kommt der Strom denn dahin?".

Er geht durch Schleifer auf den Commutator (heißt etwa 'Mitbeweger'), der sich mit dem inneren Stern mit dreht und an dessen Kontaktflächen, pro 'Sternspitze' eine, die Drähte unserer drehenden Elektromagnete angeschlossen sind. An diesem runden Element aus Kontaktflächen liegen einander gegenüber die beiden Schleifer, einer ist +, einer ist -. Zwischen diesen Kontaktflächen, die meistens aus einer Kupferlegierung bestehen, ist ein Spalt zur Isolierung. Bei manchen Motoren ist dieser mit einem speziellen Kunststoff oder Keramik ausgefüllt, meistens ist da aber nichts.

Zunächst!


Später sammelt sich da zwangsläufig Abrieb, Staub, Öl und alles sonst noch, was da nichts verloren hat! Vor allem der Abrieb der Schleifer, die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehen, bildet eine, auf die kleine Entfernung der Kontakte zueinander gut Strom leitende, PAMPE. Das führt zu einem langsam deutlicher werdenden KURZSCHLUSS im Motor.

Klingt nicht gut? IST nicht gut !!!


Am Kontruktionsprinzip können wir nichts ändern, außer wir weichen auf anders konstruierte Motoren aus (Außenläufer/Brushless, Wechselstrom, Drehstrom). Das Ausmaß der Kurzschlussproblematik können wir aber auch im Alltagsbetrieb beeinflussen:

Einlaufen lassen
Den neuen Motor mit höchstens halber Nennspannung einige Stunden ohne Last laufen lassen. Vorher die Lager LEICHT (!!!!) ölen. Vielleicht auch dazwischen drin nochmal. Der Motor sollte dabei nicht heiß, sondern höchstens angenehm handwarm werden. Wird er heiß, stimmt irgendwas nicht.

Wer meint, er müsse das nicht auf dem Tisch, sondern in einer Schüssel mit Öl oder Wasser machen: Wir leben in einem freien Land, bitte sehr. Ich habe es schon ausprobiert, und bestenfalls kann man den Motor danach noch benutzen, meistens nicht lange... Die meisten Mabuchi-Motoren halten es aus, aber nützen tut das nichts.

Sauber machen
Da wird 's schwierig!
Die meisten kleinen Motoren lassen sich nicht zerstörungsfrei öffnen und befinden sich in einem geschlossenen Gehäuse mit ein paar winzigen Luft- oder Befestigungslöchern. Wie soll man da an den Commutator kommen? Gar nicht!

Wer Lust hat, kann ja mal ein Metallgehäuse 'knacken' und sich dann überlegen, ob aus dem, was da auf dem Tisch liegt, noch irgendwas zu machen sein könnte. 1+1=...? - Okay, man kommt nicht ran.

Nur Motoren mit Kunststoffkappe kann man öffnen. Spaß am Basteln und Tüfteln ist aber auch hier sehr hilfreich.

Also, was???
Die Ursache zu vermeiden ist meistens einfacher, als den Schaden zu beheben. So auch hier:
Das Hauptproblem ist ÖL, das auf die Schleifer gelangt und das Bindemittel anlöst. Dadurch wird der Strom leitende Reibbelag schmierig und verschleißt extrem schnell. Der Abrieb vervielfacht sich also und außerdem klebt er auch noch in den Ritzen des Commutators fest. Das ist nicht, was wir wollten, oder?

Besser ist:
Wenn vorhanden und vom Motorgehäuse her möglich, mit Druckluft ausblasen. Per Lungenpower reinpusten ist auch besser als nichts und billiger als ein Kompressor (Augen zu machen dabei!).
Immer und für alle Zeiten Öl und andere Schmiermittel vom Kontaktbereich im Motor fernhalten.

Kleiner Tipp: Man kann eine nette Show veranstalten, wenn man z.B. bei einem Slotcar den Motor mit Öl tränkt und dann viel Gas gibt. Das Auto fährt zunächst, aber dann fängt 's gleich zu ruckeln an, qualmt und stinkt dabei wie blöd, und dann bleibt es stehen, vermutlich für immer.
EXTREM REALISTISCH.

Mit etwas Glück fliegt wenigstens ein Teil des Drecks aus den Commutator-Schlitzen, wenn man den Motor sehr hoch drehen lässt:
Alle Last entfernen, notfalls also den Motor oder das Getriebe ausbauen - wir brauchen Höchstdrehzahl!
Eine 'saubere' Stromquelle bereit halten, so dass möglichst wenig Funkenflug (sh. unten) entsteht. Je nach Motor kann man die 2- bis 4-fache(!) Nennspannung verwenden.

WARNUNG

Das heißt, einen 15 Volt-Motor kann man für wenige Sekunden mit 60 Volt laufen lassen.

60 Volt sind gefährlich !!! Das ist keine Sicherheitskleinspannung mehr. Mit 60 Volt Gleichstrom kann man einen Menschen TÖTEN!!!!

Ich empfehle allen, die nicht genau wissen, was das bedeutet, maximal 24 Volt zu verwenden. Da kann nichts passieren, außer dass man sich die Finger verbrennt. Und der Motor hält das auch auf jeden Fall aus.

So, und jetzt KURZ laufen lassen und sehen, was passiert. Normalerweise stottert der Motor in der Drehzahl zwischen zwei Stufen hin und her.
Wenn er gar nicht anläuft, ruhig anschubsen. Geht auch dann nichts, ist 's vorbei.
Wenn es qualmt und müffelt - das ist normal! Wenn Öl drin ist, dann verbrennt es jetzt. Gut! Auch Öl ist Strom leitend auf kleine Distanzen.
Wer den Motor dabei in der Hand hält, merkt sofort, wann er abschalten muss. Vorher für eine geeignete Ablage sorgen.

Wenn man Glück hat, ist das Öl getrocknet, die Krümel wurden aus den Schlitzen geschleudert und der Motor läuft besser als je zuvor.


Immer wieder mal 'schnurren' lassen

Es gibt für jeden Motor so eine Drehzahl, bei der er vollkommen ruhig mit einem sanften Schnurr-Geräusch läuft. Diese Drehzahl ist die richtige, um den Motor nach einem harten Einsatz gewissermaßen zu putzen. Die Schleifer laufen sich wieder ein, die Krümel fliegen weg, die frisch geölten Lager laufen wieder sanfter. Zur Wartung genügt da vielleicht eine Viertelstunde, das kommt sehr auf den Motor an.

Die Stromversorgung - der Funkenflug

Im Motor kann man bei höherem Strombedarf, d.h. unter Last oder bei sehr hoher Drehzahl, sehen, dass ein Blitzlichtgewitter tobt. Diese Funken fliegen zwischen Commutator-Blech und Schleifer und sind kontruktionsbedingt unvermeidbar (das ist ein ähnlicher Effekt wie im Unterbrecher und der Zündspule im Otto-Motor - tja, alles hat seine zwei Seiten).  Diese Funken sind für die Schleifer weniger gefährlich, weil sie zwar ein Verbrennen des Kohlenstoffes bewirken und somit die Abnutzung erhöhen, sonst aber keine weiteren Auswirkungen zeigen.

Anders für die 'andere Seite', die Kupferbleche des Commutators:
Der Funke bewirkt durch seine Eigenschaften und die Hitze, dass das Kupfer oxidiert. Grünspan (=oxidiertes Kupfer) auf der Kontaktfläche ist nicht Strom leitend. Schade.
Der Strom muss dann ein Stück außerhalb des eigentlichen Stromleiters hüpfen, um auf die andere Seite zu kommen. Frei herum hüpfender Strom bewirkt oft ? - Einen Funken! Au weia...

Jeder einzelne Funke kostet den Motor ein paar Moleküle seiner 'Nabelschnur', der Kontaktbleche des Commutators.
Dieser läßt sich nur bei speziellen
'Bastler-Tuning-Ich-weiß-alles-besser-und-hab-zu-viel-Geld'-Motoren tauschen.

Also, wir merken: Funken sind BÖSE !!!

Die zwei Ursachen für Funken, die wir beeinflussen können, sind:

Entstörkondsatoren und Stromversorgung

Entstörkondensatoren wirken dem elektrischen Phänomen entgegen, das Grundlage für die Funken ist.
Sie wirken enorm! Tut dem Motor gut, und auch aller Elektronik im Umkreis von etlichen Metern, übrigens.
Die Stromversorgung sollte idealer Weise gleichmäßig sein, also stabilisiert. Wenn nicht, pulsiert der Strom und macht 100 mal pro Sekunde eine, meist mit Last viel stärker werdende, Wellenbewegung im Spannungsverlauf. Das bewirkt Leistungsverlust und vor allem Funken.

Und wir wissen ja: Funken sind BÖSE !!!

Deshalb also nie 'die kleinen braunen Dinger, die so komisch krümeln, wenn man draufbeißt' rauszwicken!
Extrem wichtig sind die bei Motoren, die DIGITAL gesteuert werden. Dabei wird üblicherweise Pulsbreitenmodulation eingesetzt (PCM), d.h. die Betriebsspannung wird schnell hintereinander ein- und ausgeschaltet. Digitalsysteme kennen eben nur 0 oder 1, AUS oder EIN. Aus elektrischer Sicht das allerletzte!!! Funktioniert aber doch ganz ausgezeichnet. Naja, Theorie und Praxis eben. Trotzdem nicht so gut für den Motor wie eine analoge Steuerung.

FAZIT

Natürlich kann man aus einem billigen Quatsch-Motor nicht durch ein bißchen einlaufen lassen ein rattenscharfes Teil machen. Bei manchen Herstellern macht sich die Mühe mehr bezahlt als bei anderen, und selbst ein einzelnes Fertigungslos hat in der Regel starke Streuungen. Ab zu erwischt man Einen, der gar nicht recht will, egal was man macht. Daraus kann man sich ja immer noch einen Akku betriebenen Tischventilator basteln. Oder gleich weg schmeißen. Oder bei Ebay vershoppen ;-) - Ähem...
Ich habe jedenfalls die Erfahrungen skizziert, die ich bis jetzt zu diesem Thema gemacht habe.

Aber man lernt ja nie aus.

Möchten Sie Ihr Wissen weitergeben? Erstellen Sie Ihren eigenen Ratgeber… Verfassen Sie einen Ratgeber
Weitere Ratgeber erkunden