84er Mexico-Käfer

Vorstellung oder wie es zu diesem Blog kam

[PaschaMedlock]

Wie schon der Titel verrät, befaße ich mich mit einem 84er Mexico-Käfer, den ich seit über 30 Jahren fahre (aber nur im Sommer).
Bisher konnte ich auch auf alle seinen Macken und Ausfallerscheinungen wie z.B. defekter Wischermotor, defekte Benzinpumpe oder schlapper Vergaser dank dem Buch von Etzold angemessen reagieren.
Vor 4 Jahren fing die Tankanzeige plötzlich an zu spinnen. Die Nadel zeigte mal Voll, mal Leer und manchmal auch überhaupt nichts an.
Also ist mit der Tankanzeige irgend etwas nicht in Ordnung. Etzold schweigt sich über das Thema Tankanzeige komplett aus, ich habe mir damals noch nichts Böses dabei gedacht.
Im Internet fand ich einen Reparaturleitfaden für Käfer (bis 1975). Der behandelte auch das Thema Tankanzeige. Dort wurden Geber und Spannungsregler als mögliche Fehlerquellen genannt.
Also wurde ein neuer Geber geordert und eingebaut. (Der alte war wirklich verschlissen). Seltsam war jedoch, daß die Kraftstoffanzeige nie über die 3/4 Marke hinausging. Vielleicht ist ja doch der Konstanter defekt. Also wurde auch dieser getauscht.
Außer Spesen nix gewesen - ein voller Tank wurde nur als 3/4 angezeigt.
Im Netz, das die Welt bedeutet, fand ich den Tipp, den Arm des Gebers etwas nach unten zu biegen. Also tankte ich wieder voll und "richtete" den Geber. Das brachte endlich den gewünschten Erfolg und ich war erleichtert.

Als aber nach über 400 Km Fahrt der Tank immer noch über 1/4 voll angezeigt wurde, kamen mir doch Zeifel an der Sparsamkeit meines Autos.
Also wurde der Arm wieder zurückgebogen. Nun war die Reserveanzeige vertrauenswürdiger aber die Voll-Anzeige blieb ein Wunschtraum.
Ich habe den Arm des Gebers so lange hin- und her gebogen bis er aussah wie ein abstrakter Korkenzieher, ohne eine nennenswerte Verbesserung zu erreichen.
Aber vielleicht ist das Anzeigegerät defekt? Also wurde eine neue Benzinuhr und natürlich auch ein neuer Geber eingebaut.
Das Ergebnis war das gleiche, wie oben beschrieben. Ich habe die ganze Sache dann erst mal zur Seite gelegt und meiner Frau vorgejammert, wie unzuverlässig die Tankanzeige am Käfer ist. Sie hat mir daraufhin einen Benzinkanister in Wagenfarbe geschenkt und damit war das Problem so gut wie gelöst.
Trotzdem ging mir die Sache nicht aus dem Kopf."Warum bekommt man die ausgetauschten Teile nicht so zum Funktionieren wie die Neuteile ? Welche Ströme und Spannungen treten in dem System auf ? Muß die Anzeige vielleicht, ähnlich wie Messgeräte im Labor, justiert werden ?" Entsprechende Suchen in diversen Käferforen führten zu teils widersprüchlichen Aussagen und halfen mir auch nicht weiter.
Irgendwann im Herbst hatte ich mich dazu durchgerungen einen "Prüfstand" aufzubauen und das ganze Anzeigesystem durchzumessen.
Die Ergebnisse sind weiter unten veröffentlicht, vielleicht können andere Leidgeprüfte davon profitieren.
Bitte entschuldigt die ungewöhnliche Aufmachung. Die Ergebnisse waren ursprünglich in einem WORD-Dokumente geschrieben, das ca. 16MB groß war und sich nicht hochladen ließ.
Ich mußte es in einzelne Teile zerstückeln und die Darstellung hat etwas darunter gelitten.
Die Artikel sind in folgender Reihenfolge verfaßt:

Einleitung
I Der Geber
II Die Tankuhr
III Der Spannungsregle
IV Justieren der Tankuhr

Das o.g. Buch von H.R. Etzold hat den Titel:

VW Käfer
von 9/60 bis 12/86
So wird´s gemacht

Verlag Delius, Klasing & Co. KG, Bielefeld
ISBN 3-7688-0237-X

IV Justieren der Tankuhr

[PaschaMedlock]

IV Justieren der Tankanzeige

Im Folgenden wird erläutert, wie die Tankanzeige am Mexico-Käfer eingestellt werden kann.

Bevor man irgendwelche Korrekturen vornimmt, sollte man sicher stellen, daß alle Bauteile der Kraftstoffanzeige intakt sind. Insbesondere diese Kontakte sind zu überprüfen:

Kabelschuh + am Konstanter
Kabelschuh Konstanter an die Tankuhr
Schraubenverbindungen Rückseite Tankuhr
Masse Konstanter
Kabelschuh Tankuhr zum Geber
Kabelschuh am Geber
Kabel zwischen Tankuhr und Geber
Verbindung Gebergehäuse zur Masse

Wenn keine der genannten Fehlerquellen in Frage kommt, überprüft man als nächstes den Widerstandswert des Gebers bei vollem und leerem Tank. Dazu zieht man den Kabelschuh am Geber ab, klemmt den Ohmmeter an und mißt gegen Masse. Der Widerstand sollte bei leerem Tank ca. 10 Ohm und bei vollem Tank ca. 50 Ohm betragen.

Der nächste Verdächtige ist nun der Konstanter, der auf der Rückseite der Tankuhr sitzt. Man kann ihn in eingebautem Zustand überprüfen (wenn man Finger wie eine Hebamme hat) - ich empfehle, ihn auszubauen und provisorisch mit Plus und Masse zu verbinden. Die Verbindung zum Tankgeber ist dabei offen. Nun sollte an diesem Anschluß eine Spannung von ca. 5,3 V anliegen.

Zum Schluß ist noch der Widerstand der Tankuhr zu überprüfen. Dieser sollte etwa 31,5 Ohm betragen.

Wird auch dieser Wert eingehalten, wird es knifflig weil dann die Tankuhr eingestellt werden muß.

Zur Einstellung von Reserve- und Vollanzeige

ABER: Bevor man sich an die Einstellung der Tankuhr macht, sollte man sich überlegen, was wichtiger ist. Eine korrekte Anzeige des vollen Tanks oder eine korrekte Anzeige der Reserve. Ich sage das deshalb, weil die ganze Prozedur einen hohen Aufwand an Zeit und Arbeit erfordert, wie wir noch sehen werden.
An Werkzeug werden neben den üblichen Schrauberutensilien noch benötigt:

1 Widerstand 10 Ohm / min. 1W
1Widerstand ca. 50 Ohm / min. 1W
1 Kabel um den Widerstand an der Tankuhr anzuschließen (an einem Ende
(Krokodilklemme, am anderen Krokodilklemme oder passende Lüsterklemme)
1 Kabel um den Widerstand an der Masse anzuschließen
1 Kabel um die Tankuhr an den Ausgang des Konstanters anzuschließen
(an einem Ende Krokodilklemme, am anderen Flachstecker)
ausreichend Kaffee
ausreichende Menge Zigaretten

Nun muß die Tankuhr ausgebaut werden, d.h. sie muß dem Tachogehäuse entnommen werden. (Unter Umständen ist es einfacher den gesamten Tacho auszubauen und dann erst die Uhr. Fällt von den beiden Messingschräubchen, die die Tankuhr am Tacho halten, eins zu Boden ist man für lange Zeit mit Suchen beschäftigt.)
Als nächstes muß die Plastikkappe der Uhr abgeschraubt werden.
Nun wird die Uhr an den Konstanter angeschlossen. Der zweite Anschluß der Uhr wird über einen Widerstand mit dem Masseanschluß des Konstanters verbunden. Dieser muß nun mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden werden. Der "Schaltplan" ist ähnlich wie in Skizze 4 dargestellt, nur daß das Amperemeter entfällt.

Bild 5 zeigt das Innere der Tankuhr, auf Bild 8 ist die Rückseite abgebildet.
[bild=1][bild=2]
Auf diesem Bild ist die Öffnung zur Einstellung der Spreizung (Vollausschlag) unten links zu sehen. Die Öffnung zur Nullpunkt-Einstellung ist oben rechts und wird im eingebauten Zustand von der Plastikkappe verdeckt.

Steht der Zeiger im stromlosen Zustand im Reservefeld oder höher, muß zuerst die Nullpunkteinstellung korrigiert werden. Dazu werden die Zähne im oberen Loch (von hinten gesehen)nach rechts verschoben bis der Zeiger ca. 5mm links vom roten Reservefeld steht.

Die Verstellung sollte unbedingt mit einem passenden Flachschraubendreher durchgeführt werden ! Die Drehung erfolgt im Halb-Millimeterbereich. Auf keinen Fall zu weit drehen ! Sind die Zähne erst einmal hinter dem Ausschnitt verschwunden, muß das ganze Gerät zerlegt werden um die Stellhebel wieder zurück zu setzen.

Steht der Zeiger in der gewünschten Position, wird der Vollausschlag justiert. Dazu wird der 10 Ohm Widerstand zwischen Tankuhr und Masse geschaltet. Nun den Eingang des Konstanters mit Batterie-Plus verbinden, Zeiger etwa 2 Minuten beobachten und dabei gelegentlich mit dem Finger zart gegen das Gehäuse klopfen.
Wenn der Zeiger seine Stellung nicht mehr ändert, ist der Bimetall richtig aufgeheizt.
Steht nun der Zeiger unter "Voll" muß er höher gestellt werden. Dazu werden die Zähne im unteren Loch ebenfalls nach links verschoben bis die gewünschte Anzeige erreicht ist. Steht die Anzeige zu hoch, müssen die Zähne nach rechts bewegt werden.
Was über die Verstellung der Nullpunkt-Einstellung gesagt wurde gilt hier ebenso!
Da sich die beiden Einstellungen gegenseitig beeinflussen, ist nun wieder eine Überprüfung des Nullpunktes erforderlich.
Also: Konstanter von der Stromquelle trennen. Der 10 Ohm Widerstand wird nun gegen den von ca. 50 Ohm getauscht.
Nun ist es an der Zeit sich einen Kaffee einzugießen und eine Zigarette anzuzünden. Der Bimetall braucht sehr lange zum Abkühlen.
Beim Einschalten des Stroms sollte der Zeiger nun im Reservefeld stehen. Steht er zu hoch, muß der Nullpunkt wie, oben beschrieben, nachjustiert werden.
Ist das geschehen, muß der Vollausschlag erneut überprüft und ggf. korrigiert werden.
Danach ist wieder eine Nullpunktüberprüfung fällig, dann steht der Vollausschlag an usw.

Also ein aufwendiges Verfahren weshalb ich mich mit dem Ergebnis wie in Reihe 2 zufrieden gab.

III Der Spannungsregler (Konstanter)

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III Der Spannungsregler

A Mechanik

Der im Mexico-Käfer verbaute Konstanter (Spannungsregler) ist ein versiegeltes Gehäuse mit 3 Anschlüssen.
[bild=1]In seinem Inneren befinden sich 1 Widerstand und 2 Zenerdioden. Eine auswechselbare Sofittenbirne ist nicht vorhanden. Bei Defekt muß daher die ganze Einheit ausgetauscht werden.
Bild 3 zeigt den Konstanter, Bild 4 gewährt einen Blick in das Innenleben.

[bild=2]

B Elektrik

Das Schaltbild ist in Skizze 3 dargestellt.

[bild=4]
Verwunderlich sind die beiden parallelen Zener-Dioden, aber sie sind tatsächlich so verbaut. Ich vermute der Grund hierfür ist im Leistungsbereich der Dioden zu suchen.
Der Vorwiderstand Rv wurde mit dem Ohmmeter ermittelt (Multimeter zwischen Batterieeingang und Reglerausgang, Meßbereich 0-200 Ohm) und betrug 26 Ohm.

Nun wurde überprüft, welche Ausgangsspannung der Konstanter in Abhängigkeit von der angelegten Batteriespannung liefert. Der Versuchsaufbau ist aus Skizze 4 ersichtlich.

[bild=3]
Als Spannungsquelle dienten 3 in Reihe geschaltete Taschenlampenbatterien zu je 4,5 V.
Bei dieser Anordnung war es relativ einfach, unterschiedliche Spannungen abzugreifen. (Außerdem hätte eine Autobatterie in der Wohnung zu Beziehungsstress geführt).
Getestet wurden zwei Spannungsregler, ein alter und ein neuer.
Nachdem der Regler an die Batterie angeschlossen war wurde, bei offenem Ausgang, die Spannung UE gemessen. Dann wurde UA ermittelt. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 zusammengefaßt.

[bild=5]

Fazit: Der Konstanter liefert eine Ausgangsspannung von ca. 5,3 V

II Die Tankuhr

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II Die Tankuhr

Das Anzeigegerät ist ein Strommesser, der die Verformung eines Bimetalls zur Anzeige nutzt.
Entgegen einer weit verbreiteten Meinung kommt beim Mexico-Käfer kein Drehspulinstrument zur Anwendung.

A Mechanik

[bild=1]
Der schematische Aufbau ist in Skizze 1 dargestellt. Ein Bimetallsteifen ist mit einem
Hitzdraht umwickelt. Fließt durch diesen Hitzdraht ein Strom, erwärmt sich der Draht und damit auch der Bimetallstreifen wobei die Erwärmung proportional zu dem fließenden Strom ist. Durch die Erwärmung verformt sich der Metallstreifen.
Gegenüber dem Bimetall ist eine Feder angebracht. In die Feder ist die Öse des Zeigers eingehängt. Der "Haken" des Bimetallstreifens greift ebenfalls in diese Öse.
Bei Erwärmung biegt sich der Bimetall in Richtung Feder, was zu einer Auslenkung des Zeigers führt. Je größer der fließende Strom ist, umso weiter wird der Zeiger ausgelenkt.

Das folgende Bild 5 zeigt das Innenleben der Tankuhr.
[bild=2]
Anders als in der Skizze dargestellt, sind der Bimetallstreifen und die Feder auf beweglichen Stellhebeln angebracht. Hebel 1 dient der Nullpunkteinstellung, mit Hebel 2 wird der Vollausschlag beeinflußt. Zu betätigen sind diese Hebel von der Rückseite aus.
Stellhebel 1: Eine Drehung nach links verschiebt die Anzeige nach "unten" (geringere Füllung).
Stellhebel 2: Eine Drehung nach links verschiebt die Anzeige nach "oben" (größere Füllung).

Die Angaben links bzw. rechts beziehen sich auf die Draufsicht in Bild 5.

B Elektrik

Es war zu klären, welcher Stromfluss welchen Zeigerausschlag bewirkt. Dazu wurde ein Versuchsaufbau, wie in Skizze 4 dargestellt, aufgebaut.

[bild=3]

Die Widerstände Ri waren eine Dekadenschaltung, so daß beliebige Widerstandswerte abgegriffen werden konnten. Die Ausgangsspannung des Konstanters betrug 5,28 V, die Batterieleerlaufspannung 13,25 V. Zur Verwendung kam eine neue Tankuhr.
Nun wurde der Widerstand Ri , ausgehend von 78 Ohm, in 10 Ohm-Schritten reduziert und die sich einstellende Stromstärke gemessen. Die Anzeige der Tankuhr wurde im Bild festgehalten.
In der Reihe 1 wurde die Tankuhr so vermessen, wie sie angeliefert war. Der Vollausschlag war unbefriedigend, daher wurde die Anzeige, wie weiter unten beschrieben, korrigiert.

[bild=4]

[bild=5]

Das Ergebnis ist in Reihe 2 dargestellt.
Beim Aufnehmen der Messreihen hat sich gezeigt, daß die Anzeige sehr träge reagiert. Verringert man den Widerstand, was sofort zu höheren Strömen führt, so braucht der Zeiger doch fast eine Minute ehe er seine Position erreicht hat. Beginnt man mit hohen Strömen, d.h. mit einem weiten Ausschlag des Zeigers, und verringert dann die Stromstärke, so kann es bis zu 10 Minuten dauern ehe der Zeiger seine endgültige Position einnimmt. Ich vermute, daß der Bimetallstreifen so lange zur Abkühlung braucht.
Ebenso bleibt der Zeiger manchmal hängen. Hier hilft zartes Klopfen mit der Fingerspitze gegen das Gehäuse.
Der Innenwiderstand des Anzeigers beträgt 31,5 Ohm.

I Der Geber

[PaschaMedlock]

Der Tankgeber ist ein Bauelement, das seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Füllhöhe des Kraftstoffs im Tank verändert.

A Mechanik

[bild=1]
Er besteht aus einer Bodenplatte die in die "Decke" des Tanks eingeschraubt ist. Daran befestigt ist ein Drehwiderstand. Die Achse dieses Drehwiderstandes ist mit einem Hebel verbunden, an dessen Ende ein Schwimmer sitzt, der auf der Kraftstoffoberfläche schwimmt.
Auf der Oberseite der Platte befindet sich der Anschluss zur Tankuhr.
Zwischen Tank und Bodenplatte sitzt eine Gummidichtung.
Beim Einbau ist darauf zu achten, daß die Bodenplatte eine gute elektrische Verbindung zur Fahrzeugmasse hat. Daher muß an mindestens einer Befestigungsschraube der Kunststoffring gegen einen Kupferring ausgetauscht werden. Leider werden diese Kupferringe beim neuen Geber nicht mitgeliefert.

B Elektrik

Der Geber ist im Grunde genommen ein Potentiometer mit einem Widerstandsbereich zwischen ca. 10 Ohm und 80 Ohm. Die Widerstandskurve ist in etwa linear.

[bild=2]
Mit der in Bild 2 gezeigten Anordnung wurden die Widerstandswerte in Abhängigkeit von der Stellung des Hebels nachgemessen. Im Bild steht der Geber auf dem Kopf - aber so war der Schwimmer einfacher zu betätigen.
Die ermittelten Werte sind in Tabelle 1 aufgelistet.

[bild=3]

Fazit:
Der vorliegende Geber deckt einen Widerstandsbereich von 7 bis 81 Ohm ab.
Die im Handbuch genannten Referenzwiderstände

48 Ohm --> voll
22 Ohm --> halb
10 Ohm --> Reserve

erscheinen daher plausibel.

Einleitung

[PaschaMedlock]

Die Kraftstoffvorratsanzeige des 84er Mexico-Käfers

Die Kraftstoffvorratsanzeige besteht aus drei Bauteilen:

· dem Geber
· der Kraftsstoffvorratsanzeige, im Folgenden Tankuhr genannt und
· dem Spannungsregler, auch Konstanter genannt

Die Verdrahtung ist aus dem Schaltplan ersichtlich, alle Elemente finden sich in
Strompfad 36.

[bild=1]

Quelle: H.R. Etzold
VW Käfer von 9/60 bis 12/86
So wird´s gemacht
Delius Klasing Verlag

Im Folgenden werden die einzelnen Elementen mit ihren mechanischen und elektrischen Eigenschaften vorgestellt, am Schluß wird ein Verfahren aufgezeigt, wie die Anzeige zu justieren ist.

Alle Ströme, Spannungen und Widerstände wurden mit einem Digital-Multimeter Pancontrol PAN 182 ermittelt. Leider gibt das Gerät keine Auskünfte über seinen Innenwiderstand.