Bürstenmotor: Pflege und Wartung
im Detail

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Technisch gesehen handelt es sich bei unseren Motoren um eine „Permanenterregte Gleichstrommaschine“: Der Bürstenmotor begnügt sich - im Gegensatz zum bürstenlosen Verwandten - mit Gleichstrom direkt aus dem Antriebsakku.
Dieser baut im Ankerblech über die Wicklungen ein Magnetfeld auf, welches dem Feld der Gehäusemagneten gegenübersteht. Anziehung und Abstoßung zwischen den Gehäusemagneten und den Elektromagneten des Ankers setzt diesen in Bewegung, allerdings nur solange, bis sich zwei gegengleich gepolte Magnetpaare gegenüberstehen.
Spätestens zu diesem Zeitpunkt muss der Strom in den Ankerwicklungen umgepolt werden, damit sich der Anker weiter drehen kann. Beim bürstenlosen Motor geschieht diese Umpolung auf elektrischem Wege im Controller, weshalb diese mehr oder minder aufwändig gebaut sind.
Der Bürstenmotor dagegen stellt keine Anforderungen an den Regler: Er nimmt die Umpolung des Ankerstromes selbst in die Hand - mittels Bürsten als Stromzuleitung und dem Kollektor als mechanischen Schalter. Die Genügsamkeit wird gleichsam mit einem hohen Verschleiß am Motor selbst erkauft: Reibung, Hitze, Funkenbildung und der resultierende Einbrand und die Abrasion von Kollektor und Bürsten verschlechtern die Leistung des Bürstenmotors kontinuierlich.
Motorenverschleiß macht sich auf vielerlei Arten bemerkbar: langsamere Rundenzeiten, weniger Durchzug beim Beschleunigen und übermäßige Hitzeentwicklung sind gute Anzeichen dafür, dass der Motor dringend ein Service nötig hat, vorausgesetzt er wird nicht mit einer unpassenden Untersetzung belastet.
 

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Nicht alle Motoren lassen sich gleich gut servicieren. Vollständig zerlegbare Modifieds ermöglichen umfassende Wartungsarbeiten, während sich fest verschlossene, zumeist günstigere Motoren nur sehr eingeschränkt pflegen lassen. Baukastenmotoren wie der Mabuchi 540 und andere „Silberbüchsen“ bieten abgesehen von einer gelegentlichen Reinigung überhaupt keine Wartungsmöglichkeiten, zumindest nicht mit vertretbarem Aufwand. Andererseits haben sie diese tiefer greifenden Maßnahmen auch gar nicht nötig.
Apropos Reinigung: Damit sollten alle Arbeiten am Motor beginnen. Gehäuse und Motorkopf werden mit Motorspray oder Bremsenreiniger kurz abgespült und so vom Kohlenstaub und anderen Verschmutzungen befreit. Das ermöglicht einen besseren Blick aufs Wesentliche.
Im nächsten Schritt werden die Kohlen aus ihren Führungen geholt, indem die Andruckfedern ausgehängt werden.
Motorkohlen, insbesondere solche auf Kupferbasis, verraten viel darüber, wie der Motor betrieben wurde: Weist die Kohle zur Spitze hin eine bläulich bis silbrige Verfärbung auf, so ist der Motor wegen einer zu lang gewählten Untersetzung heißgelaufen, da er nicht ausdrehen konnte. In diesem Fall sollten auch gleich die Andruckfedern ausgetauscht werden, da der Federstahl bei hohen Temperaturen an Spannkraft verliert. Weich gewordene Kohlefedern reduzieren das Drehmoment des Motors und lassen die Kohlen im Extremfall springen, was den Verschleiß nur noch rascher vorantreibt.
Ein weiterer guter Indikator für den Zustand eines Motors ist die Form des konkaven Schliffes, mit dem die Kohle am Kollektor anliegt. Ist dieser nicht symmetrisch, sondern befindet sich die Wölbung ein wenig außermittig auf der Stirnseite, so sind die Kohlenschächte nicht parallel zueinander und mittig zum Kollektor ausgerichtet. Dieser Umstand kostet mitunter recht viel Leistung, verschlechtert den Wirkungsgrad und beeinflusst das Timing des Motors.
Von schlecht ausgerichteten Kohlenführungen sind hauptsächlich Motorköpfe aus Kunststoff mit Blechbeschlag betroffen. Manchmal wird dieser Blechbeschlag schon beim Montieren nicht genau angesetzt oder er verzieht sich bei Unfällen ein wenig.
Präzise ausrichten lassen sich die Kohlenschächte nur bei vollständig zerlegbaren Modifieds, wofür von einigen Herstellern das passende Spezialwerkzeug angeboten wird.

Sind die Kohlen ausgehängt, kann mit der eigentlichen Demontage des Motors begonnen werden - sofern dessen Motorkopf mit Schrauben und nicht mit Laschen am Gehäuse befestigt ist. Bevor der Motorkopf abgeschraubt wird, sollte man sich allerdings das Timing notieren, wenn dieses einstellbar ist.
Der Motorkopf lässt sich in der Regel leicht abziehen, doch je nachdem, wie viel Kohlenstaub sich zwischen Motorwelle und dem Lager hineingearbeitet hat, wird der Anker gleich mit ans Tageslicht befördert. In jedem Fall ist ein wenig Vorsicht geboten, denn die Motorwelle ist mit einigen kleinen Beilagscheiben ausdistanziert, die sich beim Zerlegen nur allzu gerne selbstständig machen.
Der Anker ist das Kernstück eines jeden Elektromotors und mit dem Kollektor gleichzeitig das Verschleißobjekt schlechthin.
Blau angelaufene Kupferwicklungen entlang der Ankerstege deuten wie bei den Kohlen auf eine starke Überhitzung des Motors hin. Entweder ist die Untersetzung des RC-Cars zu kurz gewählt, oder der Antriebsstrang baut unnötig viel Reibung auf.
Ein kundiger Blick auf den Kollektor sollte verraten, ob dieser abgedreht werden muss:
Generell hinterlassen Kupferkohlen recht viel Einbrand. Sollte der Kollektor daher anstelle seines glänzenden, kupferfarbenen Teints matte, dunkelbraune Streifen aufweisen, wäre es höchste Zeit fürs „Abdrehen“ des Kollektors. Leichte Spuren der Kohlen lassen sich einfach „ausradieren“ (mehr dazu im Sonderkasten „Kollektor reinigen“).
Das Pflegebedürfnis eines Kollektors zu erkennen, der ausschließlich mit Silberkohlen Kontakt hatte, ist da schon etwas schwieriger, denn die stahlgrauen Kohlen verzundern den Kollektor weitaus weniger und hinterlassen dementsprechend kaum Spuren. Lediglich ein silbriger Film bildet sich mit der Zeit, welcher im fortgeschrittenem Stadium mit schwarz-grauen Spuren durchzogen wird, was den Kollektor meist in einem besseren Zustand erscheinen lässt, als er es tatsächlich ist.
In der Praxis wird man jedenfalls den Kollektor abdrehen, lange bevor sich die beschriebenen Verschleißspuren richtig breit machen, damit weniger Kupfer abgenommen werden muss. Je nach Motortyp, Motorleistung und Einsatzbedingungen sind die Drehbank-Termine dabei zwischen wenigen und einigen Dutzend Akkuladungen anzusiedeln.
Konkrete Angaben über die Standzeit zu machen, ist aufgrund der Motorenvielfalt und den zahlreichen Faktoren an dieser Stelle leider nicht möglich, weshalb vor allem Einsteiger auf die beschriebenen Verschleißerscheinungen achten sollten.

Wann immer eingehender mit Bremsenreiniger oder Motorspray gearbeitet wurde, sollten die Lager des Motors vorm Zusammenbauen leicht nachgeölt werden.
Die Motorkugellager sind sehr großzügig dimensioniert und erreichen eine ziemlich hohe Lebensdauer. Das Augenmerk sollte hier jedoch auf dem Kugellager im Motorkopf liegen, da es durch den Kohlenstaub rascher verschmutzt als das gegenüber liegende Lager. Im Bedarfsfall lassen sich beide Lager mit der konusförmigen Spitze eines Kreuzschlitz-Schraubendrehers recht einfach heraus klopfen und auf dieselbe Weise auch wieder einsetzen.

Drei Motortypen gilt es zu unterscheiden: Wartungsarme, nicht zerlegbare Baukastenmotoren wie der Klassiker, der Mabuchi 540 …

… leistungsstärkere Modified Motoren die zwar günstig sind, aber durch ihr mit Laschen verschlossenes Gehäuse keiner intensiven Wartung zugänglich sind und …

… der komplett demontierbare Modified Motor, erkennbar an den Schrauben zwischen den Kabel und Kondensatoranschlüssen.

Der Motor entwickelt das höchste Drehmoment, wenn sich Ankermagnet und Gehäusemagnet ohne axialen Versatz genau gegenüberstehen. Häufig kommt es jedoch vor, dass der Anker unnötig viel Spiel im Gehäuse hat.
Die „Richtige“ Ankerposition kann folgendermaßen bestimmt werden: Der Motor wird mit ausgehängten Bürsten kräftig angedreht. Sobald der Anker zu Stillstand kommt, wird seine Position am vorderen Lager mit einem Filzstift markiert. Zieht man nun die Motorwelle nach vorne, so wird auf dem blanken Stahl zwischen Markierung und Lager genau jene Distanz sichtbar, welche der Anker an Beilagscheiben am vorderen Ende benötigt, um seine optimale Position zu erreichen.
Am hinteren Ende des Ankers sollten nur noch so viele Distanzscheiben beigefügt werden, damit der Anker nur noch wenige Zehntel Millimeter Spiel im Gehäuse hat.
 

Der Motor wird mit ausgehängten Kohlen kräftig angedreht und anschließend die Position der Welle markiert. Die Länge, auf der die Welle beim Herausziehen nach Vorne blank ist, muss an Distanzscheiben unmittelbar hinter dem vorderen Motorlager hinzugefügt werden Kollektorseitig sollten gerade so viele Beilagscheiben eingesetzt werden, sodass der Anker im Gehäuse noch minimales Spiel in axialer Richtung besitzt.

Mehr dazu: Offroad-Basics, Die richtige Untersetzung finden - und warum das wichtig ist.

Text und Bilder von Aaron Banovics
Dieser Artikel, erstmalig in der AMT, Jahrgang 2007 erschienen, wurde am 14.6.2009 von offroad-CULT veröffentlicht.

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