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KFZ-Elektrik

Konstruktion E-Kiste  |  Ausstattung E-Kiste (Starterbatterien, Trennschalter, Nato-Steckdose, 24 V-Ladegerät, B2B-Ladebooster, Sinus-Wechselrichter, Rauchmelder, Sitzbankdeckel)  |  Kabelbaum  |  Zusatzinstrumente  |  Andere Fahrzeugelektrik  |  Erfahrungswerte

Bei unserem Steyr beherbergt die hintere Sitzbank im Fahrerhaus einen erheblichen Teil der Fahrzeug- und Expeditionselektrik. U.a. verlegten wir die Starterakkus vom Fahrzeugrahmen nach innen, so dass die wichtigsten Stromquellen bei Flussdurchfahrten nicht mehr im wassergefährdeten Bereich liegen.

Konstruktion E-Kiste

Der dringend benötigte Platz am Fahrgestell motivierte uns dazu, die leere Sitzbank zur KFZ-Elektrikzentrale umzubauen. Durch den Entfall des Batteriekastens außen am Fahrgestell entsteht Raum für zusätzliche Tankkapazität. Außerdem ist so ein Umbau eine gute Gelegenheit, die Elektrik durchzuchecken und alle wiederverwendeten Bauteile zu reinigen.

Im Vorfeld war die Sitzkiste bei der Restaurierung des Fahrerhauses bereits aufgearbeitet worden. Unter anderem schnitten wir in die Seitenwände Belüftungsschlitze, um bei der späteren Optimierung der KFZ-Elektrik Stauwärme zu vermeiden. Der mit zahlreichen Ausfräsungen gewichtsoptimierte Deckel aus 21 Millimeter Birke Multiplex liegt mit einem umlaufenden Spalt von 10 Millimeter auf. Der zweigeteilte Deckel wird von einer Gasdruckfeder aufgehalten. Er ist neu gepolstert und mit schwarzem Kunstleder bezogen. Das Innere der Sitzkiste ist in mehrere Fächer aufgeteilt. Die äußere Hülle der Sitzbox weist zahlreiche Bohrungen für (geschützte) Kabeldurchführungen auf.

Ausstattung E-Kiste

Starterbatterien

Die schwerstmöglichen Blei-Säure-Trümmer ersetzten wir mit kleineren, leichteren und gleichzeitig stärkeren Spiralzellen AGM Akkus (75Ah Optima Yellow Top), die multifunktional eingesetzt werden können. Unabhängig vom handelsüblich aufgedruckten Wert der Normkapazität zählt bei Akkumulatoren nichts anderes als die maximal mögliche Stromabgabe bei einem Kaltstart, und mit den AGMs haben wir uns diesbezüglich verbessert. Die neuen Akkus zudem sind rüttelfest, auslaufsicher, zyklenfest und gasungsfrei.

Zur Befestigung recycelten wir die durchdachten originalen Befestigungsschienen. Leicht modifiziert halten sie die Starterbatterien sicher in eigens angefertigten Verankerungspunkten (M10-Augenschrauben) im Fahrerhausboden. Die Zugkräfte werden von sehr großen Edelstahl-Unterlegscheiben flächig verteilt.

Trennschalter (Nato-Knochen)

Der Trennschalter (auch: Batteriehauptschalter) trennt die Stromquelle (Starterbatterien) vom Stromnetz des Fahrzeugs, was gut und richtig ist. Die gesamte KFZ-Elektrik kann gezielt aktiviert oder stillgelegt werden, bspw. als Wegfahrsperre oder um eine schleichende Batterieentladung zu vermeiden. Ein Laster lässt sich nicht mal eben anschieben und ein PKW-Fremdstartkabel könnte sich bei einem 7 Kilowatt Anlasser in einen kurzlebigen Glühfaden verwandeln. Soweit die Theorie. In der Praxis trennt der Schalter regelmäßig nicht den Fahrtenschreiber, damit dieser die Ruhezeit aufzeichnen kann. Da dies bei privat genutzten Fahrzeugen während langer Standzeiten ein unnötiger Stromfresser ist, steckten wir das Tachokabel so um, dass der Trennschalter auch den Tachographen stromlos schaltet. Der Schalter besitzt einen abziehbaren Schlüssel, den sog. Nato-Knochen.

Von Haus aus sitzt der Batteriehauptschalter unterhalb des Batteriekastens auf der Fahrerseite. Mehr als einmal hat sich gezeigt, dass die Originalposition des Nato-Knochens unvorteilhaft ist. Als auffällige Fahrzeuge ziehen Expeditionsmobile aufmerksame Blicke neugieriger Menschen an. Gerade bei Kindern sitzt der Batteriehauptschalter dann auf Augenhöhe, und so ein Nato-Knochen kann für die kleinen Racker ein interessantes Souvenir sein. Daran, dass der Schlüssel erst außen gesteckt werden muss, würde trotz eines Durchstiegs zwischen Fahrerhaus und Kabine auch ein "Fluchtstart" scheitern.

In der E-Kiste im Fahrerhaus ist der Hauptschalter bequemer zu erreichen. Der Nato-Knochen kann bei kurzer Abwesenheit oder Standzeit gesteckt bleiben, ohne Gefahr zu laufen, dass er Beine bekommt. All unsere Zusatzgeräte (B2B-Lader, Wechselrichter, 24 Volt Lader, Solarstrom) sind masseseitig über den Nato-Trennschalter mit den Akkus verbunden. Eine eigener eigenen Massesammler nimmt alle Masseleitungen auf. Folglich gilt für den Batteriehauptschalter: Wenn aus, dann aus.

Nato-Steckdose

Leere Starterakkus können immer mal passieren. Der Motor kann dann nicht gestartet werden. Zum Gewähren oder Empfangen von Starthilfe besitzt der Steyr werkseitig eine Einspeisesteckdose für Fremdstrom, die sog. Nato-Steckdose. Zur Nutzung braucht man allerdins ein passendes Kabel ("Schweinenasenkabel"), denn die Steckdose gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Da wir nicht wissen können, welches Auto mit welcher Steckdose am anderen Ende des Kabels stehen wird, ließen wir unsere Nato-Steckdose ersatzlos entfallen. Wir bräuchten im Fall der Fälle ein entsprechend konfektioniertes Überbrückungskabel. Dann kann ich auch gleich ein LKW-Polzangenkabel mitnehmen und brauche ich die Nato-Steckdose nicht. Zur Risikominimierung und Selbsthilfe haben wir andere Möglichkeiten verbaut (Ladegerät, Solarstrom).

24 Volt Ladegerät (für Landstrom, 25 Ampère)

Die Fahrzeuglichtmaschine besitzt nur eine rudimentäre Regelelektrik; sie kann keine komplexe Ladestromanpassung leisten. Auch bei langer Fahrt nähert sich der Ladezustand der Akkus daher nur asymptotisch der Volladung an, ohne sie je zu erreichen. Bei uns ist ein 24 V-Ladegerät dauerhaft an die Starterakkus angeschlossen, um bei Vorhandensein von Landstrom spontan ohne große Anschlussarbeiten etwas Akkupflege betreiben zu können. Das schadet nie.

B2B-Ladebooster (24 Volt -> 12 Volt, 40 Ampère)

Bei Bedarf werden die Aufbauakkus über einen B2B-Ladebooster mit Überschussstrom aus den Starterakkus zu laden. Der B2B hängt zwischen den Akkubänken und ist in der Lage, die Aufbaubatterien mit einem elektronisch geregelten Ladestromanpassung des Lichtmaschinenstroms voll aufzuladen. Da ein B2B-Lader aus naheliegenden Gründen nur während motorisierter Fahrt genutzt werden sollte, steuert man ihn am besten vom Fahrerhaus aus. In unserem Fall legten wir die Fernsteuerung in die Dachkonsole, um die Anzeige während der Fahrt kontrollieren zu können. Unser B2B ist übrigens nicht an Zündungsplus angeschlossen.

Sinus-Wechselrichter (230 Volt, echte Sinuswelle)

Während der Fahrt gibt es immer etwas zu laden, z.B. das Navi-Tablet oder die Kameraakkus. Da elektronische Geräte bei der Stromversorgung mit 220 Volt gerne eine echte Sinus-Welle bevorzugen, integrierten wir einen 24 Volt Sinus-Wechselrichter in die E-Kiste. Dort haben wir ihn auch während der Fahrt unter Kontrolle, was bei den Beinahe-Katastrophen-Berichte von abgerauchten Geräten, angeraten scheint. Ein (unbemerkter) Brand in der Wohnkabine wäre eine Katastrophe.

Rauchmelder

Unter dem Deckel der Sitzbank ist ein batteriebetriebener Rauchmelder montiert. Denn wo sich so viel unterschiedliche Elektrik ballt, die zudem nicht unbedingt industriellen Brandschutzanforderungen gehorcht, in einer vibrationsgefährdeten Umgebung, mit stark wechselhaften klimatischen Bedingungen, da tut etwas Prävention gut.

Sitzbankdeckel geteilt

Das Teilen der Rücksitzbank war von Beginn an gewünscht. Anfangs - noch ohne Gasfederunterstützung - ließ sich der Deckel einarmig vom Sitz aus kaum anheben. Zudem sammeln sich während der Reise dort einige Dinge an, die beim Öffnen erst irgendwo anders hingeräumt werden müssen. Mit einem zusätzlichen erhielten wir in Summe vier Originalscharniere, also zwei Achsen die zwei Deckel ermöglichen (eine Dreiteilung wäre natürlich noch vorteilhafter). Nun können abgelegte Gegenstände einfach von der einen auf die andere Seite geschoben werden. Gegenüber der Originalausführung speckten wir den Deckel um 2,5 Kilogramm ab und verschlankten ihn um 2 Zentimeter, damit die vordere Kante beim Öffnen nicht mehr an den Sitzlehnen der nachgerüsteten Smartsitze streift.

Kabelbaum

Hinter dem Kühlergrill befindet sich außen ein Kabelkanal, der das Fahrgestell mit dem Sicherungskasten des Fahrerhauses verbindet. Für die E-Kiste als Elektrikzentrale mussten wir einige dicke Kabel verlegen, für die der vorhandene Kabelkanal keine Kapazität mehr bot. Darum setzten wir geschraubte Kabeldurchführungen in die Fußräume von Fahrer (zum Anlasser) und Beifahrer (für Expeditionselektrik) ein. Im Innenraum sind die Kabel zur E-Kiste in die Ecke zwischen den neu zugeschnittenen Ersatzfußmatten und dem Motortunnel geklebt.

Die Originalkabel (60 qmm) vom Anlasser reichen bis knapp in den Pedalraum. Von dort aus sind sie bis zur E-Kiste in 70 Quadratmillimeter verlängert. Große Kabelquerschnitte verbindet man professionell mittels Klauken und Presswerkzeug. Ist kein Presswerkzeug zur Hand, tut es eventuell auch eine Schweißkabelkupplung - oder im Notfall etwas Nachbearbeitung und eine Crimpzange. In jedem Fall wird ein zufriedenstellender Sicherheitsfaktor nur erreicht, wenn die Verbindung sauber isoliert und auf große Kontaktflächen ausgelegt ist. Ein unbeabsichigtes Lösen der Plus-Verbindung mit einem unkontrollierten Massekontakt kann zu schwerwiegenden Verletzungen und einem Unfall des Fahrzeugs führen. Idealerweise wäre eine neue durchgehende Kabelverbindung.

Der Massekontakt ist am Fahrerhaus über eine M10 Verschraubung aus Kupfer gelöst (Schraube + Mutter), die nachträglich gegen Umwelteinflüsse versiegelt wurde. Ein kontrollierter Kontakt zur Karosserie ist wünschenswert, das Masseband ist ohnehin an mehreren Stellen mit der Karosserie verbunden.

Zusatzinstrumente

Zur Messung der wichtigsten Lebenszeichen des Motors ist eine Dreierkonsole Zusatzinstrumente mit Kontrollanzeigen für Öltemperatur, Abgastemperatur und Ladedruck vorbereitet. Die Anschlüsse liegen im Motorraum. Die Geräte sind 12 Volt Ausführungen und daher über zwei Miniatur-Spannungswandler (maximal 3 Ampère) angeschlossen; ein Wandler für die Beleuchtung in Abhänigkeit vom Fahrtlicht, ein Wandler für die Funktion.

Andere Fahrzeugelektrik

Die Seitenbegrenzungsleuchten der Pritsche finden sich an unserer Wohnkabine wieder. Die Leuchten sind an den Endkappen der Hilfsrahmenausleger angebracht. Die Originalverkabelung wurde zu Gunsten einer im Hilfsrahmen unsichtbar verlaufenden Verkabelung ersetzt.

Alle Solarmodule liegen mit 40mm Abstand flach auf dem Dach der Wohnkabine. Die Liegeposition ist nicht effizient, aber viel hilft viel und in Summe kommen wir auf 5 x 150 = 750WP. Das reicht für unsere Zwecke mehr als aus. Die Fahrzeughöhe inkl. Solarzellen liegt bei 370 Zentimeter.

Die kleine zweipolige Lampen-Steckdose am Fahrzeugheck bauten wir bis zum Verteilerkasten im Fahrzeugrahmen zurück. Sie war beim Strahlen beschädigt worden und wir haben keinen Bedarf für eine spezielle Steckdose für eine spezielle Lampe (die wir nicht haben).

Im Handschuhfach liegt ein schaltbarer 24 Volt Abgang mit einer Durchgangssicherung. Es gibt für den Stromanschluss keine konkrete Verwendung, aber die Einrichtung erwies sich in der Vergangenheit für die verschiedensten Testzwecke als hilfreich.

Bei unserem Steyr fielen mitunter die Rücklichter aus, weil deren Verkabelung im Sicherungskasten so kurz geraten ist, dass beim Öffnen des Kastens die Stecker aus ihren Sitzen gezogen wurden. In die beiden sechsadrigen Leitungen lötete ich Verlängerungen ein (isoliert mit Schrumpfschlauch).

Erfahrungswerte

Ein Grund für die schleichende Batterieentleerung der Originalfahrzeuge ist die Spannungsversorgung der Fahrtenschreiberuhr. Diese ist zwar am Batterietrennschalter angeschlossen aber auf der falschen Seite und damit nicht mit ihm trennbar! Abhilfe leicht gemacht: Einfach das Kabel auf den anderen Schraubpol vor(!) dem Schalter umstecken.

Der Bau der E-Kiste war extrem aufwändig: Die Einrichtung des Fahrerhaus wird nahezu komplett ausgebaut. Sitze, Fußmatten, Handbremsverkleidung, Deckel der Sitzbank, Sitzbox, Kühlergrill und Stoßstange werden demontiert. Für den Kabelbaum sind viele Teile zu beschaffen: Kabel in diversen Stärken, Kabelisolierungen, -schuhe, -kupplungen, -verschraubungen, -ldurchführungen, -sammler, etc., ggfs. Werkzeug.

Für den Umbau müssen Löcher in Bleche gebohrt werden. Die Stromkabel dürfen nicht einfach durch die scharfen Grate im Blech führen. Es bedarf einer das Kabel schützenden Vorrichtung. Sonst besteht die Gefahr, dass die Vibrationen das Kabel durchscheuern und es zu einem verheerenden Kurzschluss und Kabelbrand kommt. Beim Verlegen der Kabel im Pedalraum unbedingt darauf achten, dass sie nicht mit den durchgetretenen Pedalen kollidieren.

Bei einem Kippfahrerhaus verlaufen die Kabel vom Innenraum zum Fahrgestell alle über die Kippachse und nicht auf kürzestem Weg. Das Fahrerhaus muss kippbar bleiben ohne erst alle Steckverbindungen zu lösen.