Wie funktioniert der Anlasser eines Kfz?
Beim Anlasser, der auch Starter genannt wird, handelt es sich um ein Hilfsaggregat, das unterstützend beim Starten des Motors wirkt. Notwendig wird der Anlasser durch die Tatsache, dass Verbrennungsmotoren - im Gegensatz zu Elektromotoren oder auch Dampfmaschinen - bei Stillstand kein Drehmoment liefern. Das bedeutet, dass diese Motoren nicht von selbst anlaufen können. Der Anlasser ist also ein Elektromotor oder auch Druckluftmotor, der im Fall eines elektrischen Anlassers darüber hinaus auch der Motordiagnose dienen kann.
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Funktionsprinzip vom Anlasser
Der Anlasser oder Starter wird zum Drehen des Motors benötigt. Die Herausforderung liegt darin, dass der Motor beim Durchdrehen die verschiedenen Takte durchläuft, also auch das Komprimieren. Die Kompression wird gerade beim Starten dringend benötigt. Wie wichtig die Kompression beim Starten ist, zeigen Dieselmotoren, bei denen die Verdichtung aufgrund anderer Schäden wie defekter Kolbenringe usw. nicht mehr funktioniert.
Sie springen nur sehr schlecht oder überhaupt nicht mehr an. Manuell kann diese Kraft kaum aufgebracht werden, einen optimal laufenden Motor zu starten. Daher hat die Autoindustrie schon sehr früh den Anlasser oder Starter erfunden. Das geschah 1899. Der erste serienmäßige Anlasser wurde 1913 in einem Cadillac verbaut. Erst in den 1920ern reifte die Technik langsam und fand zunehmend Verbreitung.
Wo sitzt der Anlasser?
Schon zuvor waren Motoren mit
einem Schwungrad ausgestattet. Das Schwungrad sitzt heute zwischen Motor und Getriebe. Es ist eine schwere Gussplatte, die auch für mehr Gleichlauf sorgt, ähnlich wie bei gewuchteten Rädern. Der äußere Rand des Schwungrads ist dabei als Zahnrad ausgebildet bzw. aufgepresst. Der Anlasser wiederum besitzt ein kleines Zahnrad, ein Ritzel, welches exakt in diese Verzahnung greift. Angetrieben wird dieses Ritzel durch einen starken Elektromotor. Schon die Stärke der Stromkabel zum Starter deutet an, wie viel Energie zum Anlasser des Motors benötigt wird. Daher sollte das Starterkabel (Klemme 30) auch möglichst kurz gehalten werden. Der Anlasser befindet sich also zwischen Motor und Getriebe.
Was ist los, wenn der Anlasser beim Starten nur "klackt"?
Beim Starten werden zwei Magnetfelder erzeugt. Dadurch wird ein Magnetschalter aktiviert, der das Ritzel axial bewegt, also vorwärts oder zurück bewegt. Dadurch wird das Ritzelzahnrad in den Zahnkranz des Schwungrads eingespurt und ausgespurt. Einer der häufigsten Schadensursachen ist ein Ritzel, das nicht mehr in den Zahnkranz einspurt. Der Elektromotor, der das Ritzel antreibt, wird wiederum nur dann eingeschaltet, wenn das Ritzel "ausgefahren" ist. Kommt es nun zu einem Klackgeräusch, liegt der Defekt am Magnetschalter, der das Ritzel nicht ausfährt oder nicht ausfahren kann. Schmutz kann die Ursache sein, ebenso wie eine eingelaufene Welle.
Eine typische temporäre Abhilfe ist ein leichter Schlag mit dem Hammer auf den Magnetschalter. Dann löst sich die Mechanik und das Ritzel kann oftmals doch noch ausfahren. Das hilft aber nicht immer und vor allem ist beim nächsten Start das Problem wieder da. Eine Reparatur steht dann also an. Der Tausch einzelner Komponenten wird aber nur noch selten durchgeführt. Meist wird der gesamte Anlasser im Tausch gegen das Altteil gegen einen generalüberholten Anlasser vorgenommen. Der Tausch sollte jedoch aus verschiedenen Gründen von einem ausgebildeten Mechaniker erfolgen. In der Regel wird die Batterie abgeklemmt, was bei verschiedenen Fahrzeugen beim erneuten Anklemmen ein bestimmtes Prozedere, eine Art Programmierung, des Fahrzeugs auslösen kann.
Wie funktioniert ein Anlasser mit integriertem Freilauf?
Wenn der Anlasser / Starter einspurt, wird dadurch der Motor gestartet, da er den notwendigen Schwung erhält. Das Starten bedeutet unmittelbar eine sofort höhere Drehzahl. Außerdem bleibt das Ritzel so lange ausgefahren, wie der Zündschlüssel in der Position "Starten" ist. Ohne weiteres Sicherheitselement würde das Ritzel nun in der entgegengesetzten Richtung eine enorme Drehzahl erfahren. Das würde den gesamten Anlasser zerstören. Daher ist hier ein Freilauf integriert. Das ist nichts anderes als eine Kupplung, die allerdings nur in eine Richtung kraftschlüssig wirkt. Dieses Prinzip gibt es auch bei Fahrrädern. Wer die Pedale vorwärts tritt, bewegt damit über die Kette das Ritzel an der Nabe.
Bergab kann ein Fahrrad nun sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen. Würden sich die Pedale hier mit bewegen, wäre das lebensgefährlich. Stoppt der Fahrradfahrer also mit dem Treten, bleiben die Pedale dennoch unbeweglich. Auch hier ist ein Freilauf integriert, der nur in eine Richtung funktioniert. Dieser Freilauf wirkt genauso beim Autoanlasser. Lässt der Fahrer nun auch leicht zeitverzögert den Zündschlüssel los, fährt das Ritzel ebenfalls zurück. Der Freilauf kann ebenfalls verschmutzen. Dann ist vom Anlasser ein fortlaufendes Surren zu hören, nur, dass der Motor nicht angedreht wird.
Was bedeutet es wenn der Anlasser eine zu hohe Stromaufnahme aufweist?
Die Leistung, die dem Anlasser zur Verfügung gestellt wird, ist durch Relais geregelt. Außerdem müssen, wie bereits erwähnt, die Leistungsquerschnitte an den Spannungsbedarf angepasst sein. Andernfalls überhitzen diese Leitungen. Je nach Modell und Alter des Fahrzeugs kann aber ein leichtes Erwärmen normal sein. Wird das Kabel aber zu heiß, ist die Stromaufnahme zu hoch. Dann sollte der Anlasser nicht gestartet werden. In diesem Fall ist die Ursache in der Regel in den Windungen der Spule im Motor zu suchen. Es besteht ein Windungsschluss, dadurch zieht der Anlasser viel Strom.
Weitere Defekte - nicht immer an Anlasser / Starter!
Es gibt noch viele weitere Ursachen und Auswirkungen, die dazu führen, dass der Anlasser nicht mehr funktioniert. Nicht immer ist die Ursache aber beim Anlasser selbst zu suchen. Es kommen auch die folgenden Komponenten infrage:
- Batterie
- Zündschloss
- Anlasserkabelbaum
- Kontakte elektrischer Leitungen
- Defekt an Kabeln
- Schaden am Zahnkranz des Schwungrads
- mangelnde Masse
Weil die Schadensursache zwar umfangreich, die Defekte an sich aber eher selten vorkommen, umreißen wir sie nur knapp.
Batterie
Ist die Batterie zu schwach (unter 12 V), kann es sein, dass der Magnetschalter gleichmäßig hintereinander klackt. Der Magnetschalter wird betätigt, hat aber zu wenig Strom. Die Batterieleuchte erlischt mit einer zu schwachen Batterie.
Zündschloss
Fehler am Zündschloss sind nur schwer zu lokalisieren ohne Hilfsmittel. Es kann Auswirkungen wie andere Ursachen haben.
Kabel und Kontakte
Ein teilweiser Kabelbruch kann vorliegen, Kontakte korrodiert oder gelockert sein. Die Masseleitung ist entweder ein Masseband oder eine Masseleitung. Beide können korrodiert sein und so nicht genug Masse bieten. Die Batterieleuchte brennt dann meist weiter im Gegensatz bei zu wenig Strom oder einer zu schwachen Batterie.
Zahnkranz oder Ritzel-Zahnung defekt
Der Zahnkranz wird auf das gegossene Schwungrad aufgepresst. Es kann vorkommen, dass sich diese Verbindung löst. Das kann auch unterschiedliche Auswirkungen bei einem betriebswarmen oder kalten Motor haben. Wird der Anlasser während des Betriebs betätigt, kann es die Verzahnung von Zahnkranz oder/und Ritzel zerstören. Beim nächsten Starten erzeugt der Anlasser dann ein unangenehmes Kratzen oder Kreischen.
Die richtige Wartung schon auch den Anlasser
Insbesondere für den Winter- und Sommerbetrieb sollten die Motoröle in ihrer Viskosität angepasst werden (je kälter, desto dünnflüssiger). Sommeröle im Winter sind extrem zäh. Der Anlasser muss eine so hohe Leistung erbringen, dass die im Inneren befindlichen Kollektoren ausgelötet werden können.
Darauf sollte verzichtet werden
Der Hammerschlag auf den Magnetschalter, der Kurzschluss von Klemme 30 und 50 am Anlasser, das Magnetventil von außen mit Bremsenreiniger, Kontakt- oder Kriechöl einsprühen - das sind die typischen "Nothilfen". Bei Fahrzeugen ohne nennenswerte Elektronik, also je nach Automobilhersteller und Modell ab Anfang der 1990er bis zu 2000, helfen diese Lösungen vorübergehend, um zumindest die Ursache einzugrenzen. Bei modernen Fahrzeugen ist dringend von diesen Selbsthilfen abzuraten, da die Elektronik erhebliche Schäden erleiden kann, die den finanziellen Reparaturaufwand exorbitant nach oben treiben können. Besser ist dann immer, einen Fachmann aufzusuchen. Viele Schäden können auch nur am Anlasser-Prüfstand festgestellt werden.
