Die Gleichstromhupe des SR2/2E

Wie bekannt, hat das Signalgerät an den Fahrzeugen SR1 über SR2 bis hin zum SR2E eine Entwicklung in drei Stufen gemacht. Es begann beim SR1 mit einer einfachen Fahrradklingel, die im Original (mit einer Art Lilie auf der Glocke) inzwischen selten ist und einigen Wert hat. Danach folgte zunächst zusätzlich die Wechselstromhupe, deren Ton sehr einfach durch die Wechselbordspannung des Mopeds erzeugt wurde. Schließlich kam die Gleichstromhupe zum Einsatz.
Was nicht jeder weiß: Da man mit den SR1 und SR2 Mopeds auch Fahrrad fahren kann, ohne das der Motor läuft, musste man ein Signalgerät an Bord haben, dass auch ohne Lichtmaschinenspannung funktioniert (DDR Vorschrift). Bei der Klingel ist das kein Problem. Die Wechselspannungshupe geht leider nicht, wenn der Motor aus ist. Daher hatte man ab Werk auch zu dieser Hupe ursprünglich immer noch die Klingel dabei. Die Gleichstromhupe mit ihren Trockenbatterien ging dann natürlich auch ohne Motor. Eigentlich fahren also alle SR1/2, die heute keine Klingel mehr haben aber auch nicht über die zusätzlichen Batterien verfügen, mit einer nicht vorschriftsmäßigen Signaleinrichtung. Interessant, oder?

links die "Lilienklingel" in der Mitte die Wechselstromhupe und rechts die Gleichstromhupe

Eine funkelnagelneue originale Hupe mit Batteriekasten

Wie weiter unten auf der Seite noch beschrieben werden wird, brauchte ich leider für mein Moped eine neue oder wenigstens funktionstüchtige Hupe. Der Batteriekasten fehlte auch noch. Nach kurzer Suche im Web gab's eine Überraschung: Es gab tatsächlich beides als Originalteil noch zu kaufen, sogar gleich komplett im Set. Der Preis war zwar stattlich aber was soll's. Man braucht was man braucht! So wie hier zu sehen, kamen die Teile dann an. Ich war begeistert!

Die Teile waren tatsächlich in der originalen Verpackung, sogar mit Garantieschein. Man beachte den Originalpreis in MDN (Mark der Deutschen Notenbank)

Funktion der Hupe und Schaltung am Moped

Die Gleichstromhupe sollte ursprünglich nicht am Wechselstrom Bordnetz betrieben werden und bekam daher eine eigene Stromversorgung mit zwei Trockenbatterien (2x Monozelle 1,5 V). Dazu wurde ein Batteriebehälter unterhalb vom Tank angebracht.

Hier oben ist ein Ausschnitt aus dem Schaltplan dargestellt. Beim "Mouseover" sieht man die Hupenschaltung farblich hervorgehoben. Interessant ist, daß die Schaltung der Hupe KEINE Verbindung zum Rest der Bordelektrik außer der gemeinsamen Masse hat. Die beiden Kontakte + und - am Zündschalter sind nur Schraubklemmen OHNE Schaltfunktionen. Das könnte auch genau so gut eine zweipolige Lüsterklemme sein. Der Plus der Batterie wird über die +Klemme in der Lampe direkt zum +Anschluß der Hupe geführt. Der Minus der Batterie geht direkt an die Masse an der Klemme 31 des Zündschalters. Der -Anschluß der Hupe geht über die -Klemme in der Lampe zum Druckknopf der Hupe. Dort wird er durch Betätigung gegen Masse geschaltet und die Hupe hupt (meistens).

Dieses Konzept wurde offensichtlich von sehr vielen Nutzern früher oder später geändert. Der Grund war, daß die Batterien immer leer waren, wenn man sie brauchte. Die Schaltung wurde also fast immer so geändert, wie es die Anschaltung der Wechselstromhupe vorsah. Der Batteriebehälter verschwand dann meistens. Das ist der Grund warum diese Behälter heute zum "Goldstaub" zählen.

Wie funktioniert die Hupe nun eigentlich? Einfache Klingeln, Summer und auch Hupen für Gleichstrom arbeiten nach dem Prinzip des "Wagnerschen Hammers". Prinzipiell kann man ein solches Gerät auch an Wechselstrom betreiben. Leider ist aber die Hupe nur für 2,5-3 V Spannung konzipiert. Die Bordwechselspannung ist, abhängig von der Belastung, bis zu mehr als doppelt so hoch! Das hat nach und nach zum Sterben vieler Gleichstromhupen geführt.

Animation bei "Mouseover"

Um zu Verstehen, was in der Hupe vorgeht und warum sie manchmal den Geist aufgibt, braucht es etwas Theorie. Daher wird hier erst mal die Funktionsweise des "Wagnerschen Hammers" ganz einfach an einer Türklingel erklärt. Die Schaltung ist extrem simpel. Ein Elektromagnet ist in Reihe zu einem Öffnungskontakt geschaltet. In Ruhe, wenn kein Strom fließt, ist der Kontakt geschlossen. Es ist also ein "Öffner". Legt man nun eine ausreichende Spannung an, fließt der Strom. Der Magnet baut ein Magnetfeld auf und zieht den ferromagnetischen Anker am Kontakt zu sich heran. Da die Gegenseite des Kontakts starr ist und der Bewegung nicht folgt, wird der Kontakt geöffnet. Nun ist aber der Stromfluß unterbrochen, wodurch der Anker (durch Federkräfte) wieder in seine Ausgangslage gedrückt wird. Das Spiel beginnt von Neuem usw. usw. ...

Animation bei "Mouseover"

Das Schema hier oben zeigt vereinfacht die Funktion der SR2 Gleichstromhupe. Es wurden nur die wichtigsten Teile dargestellt. Auch wenn man es nicht sofort erkennt, es ist nichts anderes als der "Hammer".
Es ist wichtig zu wissen, dass das gesamte Innenleben und der Frontteil der Hupe vom äußeren Becher (grau) isoliert ist. Dafür sorgen einerseits die breite graue Gummidichtung zwischen Innendose und Becher und andererseits die isolierte Halteschraube am Ende der Kappe. Beide sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. Die Innere Dose wird von einer dünnen Membran verschlossen, die von der Frontkappe fest gegen die Dose gepresst wird. Leider ist die Verbindung gebördelt (dazu später). Im Inneren der Dose befindet sich ein Metallwinkel in dem die Spule fest sitzt. An dem Winkel ist über eine Blattfeder der Anker gegenüber dem Spulenkern befestigt. Dieser ganze Mechanismus ist wieder gegen den inneren Becher isoliert (grüne Scheibe), aber mit zwei Schrauben (blau & rot) an diesem befestigt. Der Anker und die Membran tragen je einen winzigen Kontaktpunkt, die beide in Ruhe aneinanderstoßen. Nur an dieser Stelle gibt es eine leitende Verbindung zwischen dem Innenteil mit Spule und dem Innenbecher.

Nun zum Stromfluß. Wir nehmen einfach eine Richtung an: Von der Batterie über den linken roten Draht fließt der Strom zum inneren Becher, von dort zur Membran, über ihren Kontaktpunkt zum Anker, von dort über den Metallwinkel in die Spule, dann vom anderen Anschluß der Spule zurück zur Batterie. Wenn der Strom fließt, zieht der Magnet den Anker an, unterbricht dadurch den Strom und der Anker schlägt zurück gegen die Membran. Das war's (beinahe).
Da sind ja noch die beiden Schrauben. Die Blaue hält das Innenleben zusammen. Die Rote dient zum Justieren. Wenn man die blaue Schraube vorsichtig etwas löst, kann man mit der roten Schraube durch rein- oder rausdrehen den Abstand zur Membran justieren. Das wirkt auf die Kontaktsicherheit aber auch auf die Tonhöhe. Danach wird die rote Schraube gekontert und die Blaue wieder festgezogen. Aber Vorsicht! Beide Schrauben beeinflussen sich wechselseitig. Wenn man die blaue Schraube ganz rausschraubt, hat man ein ziemliches Problem. Drinnen fällt der Mechanismus ab. Den wieder von außen so hin zu fummeln, dass die Schraube wieder rein geht, ist schier unmöglich.

Versuch einer Reparatur

So sah meine Hupe aus, als ich frohen Mutes an die Restaurierung gehen wollte. Zuerst kam der Test am Netzteil mit 3 V. Ergebnis: Nichts! Eine etwas höhere Spannung war auch keine Hilfe. Eine Widerstandsmessung zeigte dann keinerlei Durchgang. Die Hupe war also erst mal hin.

Also ging es an's Demontieren (vielleicht kann man das Ding ja reparieren). Leider war die Schraube, die die Hupe äußerlich zusammen hält kaum noch als solche zu erkennen. Den Schlitz gab es nur noch andeutungsweise. Die Lösung war einfach: am Abend ein paar Tropfen WD40 drauf und am nächsten Morgen ging die Schraube prima raus.

So sah der komplette Einsatz nach dem Auseinanderziehen aus. Korrosion ist schon eine schlimme Sache. Ich hatte nicht viel Hoffnung, was den Zustand des Innenlebens anging.

Hier der Isolierring aus einer Art Gummi. Dieser ist grau. Es gab sie offensichtlich auch in schwarz (siehe die neue Hupe oben).

Zwei Aufnahmen aus verschiedenem Winkel. Man sieht gut die beiden wichtigsten Schrauben. Die Blaue ist isoliert gegen das Gehäuse und hält den Innenmechanismus. Die Rote ist mit einer Mutter gekontert und dient zum Justieren. Die löst man zuerst und versucht durch vorsichtiges Drehen den Abstand der Kontakte so zu verändern, dass sich ein guter Ton einstellt. Wenn die Hupe gar nicht geht, kann man auch versuchen ob die Unterbrechung vielleicht durch Drehen an der roten Schraube zu Beseitigen ist (eher selten). Beim Justieren soll die blaue Scraube eventuell ein wenig gelöst werden, danach wieder festziehen.

Hier sieht man die isolierte Befestigung der Gewindeplatte für die Lange Schraube, die alles zusammenhält. Eine Art Hartpapierscheibe ist so zwischen die Teile geklemmt, dass sie sich nicht berühren können.

Bis zu diesem Zeitpunk hatte nichts geholfen. Kein Drehen, Schütteln usw. Das Ding gab keinen Ton von sich. Also weiter. Auf dem Bild oben ist der Winkel durch leichtes Spreizen entfernt worden. Der Rand des inneren Bechers zeigt deutlich die saubere Bördelung, mit der dias Aluminiumfrontteil die Bechersicke umschließt. Nun kommt's...

Das hier verdeutlicht das ganze Dilemma bei dieser Art der Reparatur. Man bekommt die Bördelung einfach nicht zerstörungsfrei auf. Das Aluminium ist dafür zu dick, zu alt, zu spröde. Es bröckelt und reißt, dass einem die Tränen kommen. Selbst wenn man es rundum so sauber öffnen könnte, wie im rechten Bild zwischen 4 Uhr und 6 Uhr. Es würde mit Sicherheit beim zurückbördeln reißen. Wie auch immer, da der gebördelte Ring von außen gut zu sehen ist, wäre das Ergebnis für eine gute Restaurierung nicht akzeptabel. Das ernüchternde Ergebnis ist also: selbst wenn man die Hupe elektrisch reparieren kann, kriegt man sie nicht wieder so sauber zusammen, dass man sich mit dem Ergebnis sehen lassen kann. Frustrierend!

Trotzdem geht die Fehlersuche erst mal weiter. Die beiden Pfeile deuten auf die Kontaktpunkte, die im eingebauten Zustand Berührung haben. Es sollte dort also in Ruhelage elektrischen Durchgang geben. Das war bei dieser Hupe nicht so. Die Kontakte stießen zwar aneinander, trotzden gab es elektrisch keine Verbindung. Genau das ist meiner Meinung nach die Hauptfehlerursache bei den Gleichstromhupen. Die Kontakte verbrennen im Laufe der Zeit. Es bildet sich eine Art isolierender Belag, der irgendwann den Kontakt unmöglich macht. Alte Telekomleute kennen das Problem mit Relaiskontakten. Warscheinlich passiert das auch manchmal, wenn die Hupen normal mit 3 V Gleichspannung betrieben werden. Ganz sicher ist der Verschleiß aber um so höher, je größer die über den Kontakt geschaltete Leistung ist. Beim Betrieb dem Bordwechselstrom funktioniert die Hupe zwar aber der Funke ist, wegen der deutlich höheren Spannung, mit Sicherheit größer als vorgesehen. Damit ist auch der Verschleiß größer und im Endeffekt bringt man die Hupe vorzeitig um.
Ich bin daher der Meinung dass der Betrieb von Gleichstromhupen am Wechselspannungsbordnetz der Mopeds ohne ausgleichende Zwischenschaltung schädlich ist und zu vorzeitigem Hupeninfarkt führt.

Das Bild zeigt deutlich, dass die eine Klemmschraube für die Hupenleitung direkt an den Innenbecher geschraubt ist. Die zweite geht unmittelbar an eine Seite der Magnetspule.

Nach Säuberung der Kontaktpillen mit einem Glasradierer halten die Krokoklemmen die Membran zur Probe auf dem Becher fest. Nach Anlegen der 3 V Betriebspannung und etwas justieren tutet das Ding wieder einwandfrei. Es waren also tatsächlich nur die verkohlten Kontakte!

Abschließend noch einmal eine Gesamtansicht der Einzelteile. Ich denke, man könnte fast alle defekten Hupen mit wenig Aufwand wieder reparieren, wenn man nur eine vernünftige Lösung für das Bördeln finden könnte.
An diesem Punkt hab ich erst mal den Reparaturversuch aufgegeben und mir eine komplett neue Hupe zugelegt (siehe oben am Anfang der Seite).

Kurze Zeit nachdem ich diesen Reparaturversuch gemacht hatte zeigte sich, dass es vielleicht doch noch eine ganz andere Reparaturmöglichkeit gibt. Als Ergebnis einer Diskussion im DDRMoped Forum ergab sich nämlich ein neuer Lösungsansatz: Die Bördelung gar nicht erst öffnen, sondern direkt daneben in die Dose ein größeres Loch bohren. Durch dieses Loch könnten vermutlich mit feinem Schleifpapier oder einer Kontaktfeile die verkohlten Kontakte gereinigt werden.