DIY Anleitung für Umbau Benzinpumpenrelais:
Teile:
1x ProFET BTS555 (Zum Beispiel von Reichelt.de)
1x Diode SB1100 (UF4007)
1x 470 oder 500 Ohm Widerstand (0,25W Kohle oder Metallschicht)
Optional (Anzeige LED):
1x 1k Widerstand
1x 470 oder 500 Ohm Widerstand
1x LED rot 3mm (Noname, low power, low Budget..)
# Schrumpfschlauch passend über die Widerstände
# Einige cm 1,5mm² Leitung (wird abisoliert verwendet, 20cm reichen)
Werkzeug:
Elektronik Lötkolben mit Bleistiftspitze, Elektronik Zangen etc pp. (Ich verwende einen ERSA Analog 60. Standardmäßig auf 350°C. Für dicke Sachen kurzzeitig auf 450°C gedreht)
Schraubstock; Standbohrmaschine + 5mm Metallbohrer (scharf)
Lötzinn (z.B.Sn60Pb40 mit Flußmittel)
Optional: Flußmittelstift
Optional: Gewindeschneider M5 + Schraube M5 (kurz)
Schmirgelpapier (600 oder 1000)
Bremsenreiniger (Zum Entfetten)
Beim Löten:
Ab und zu Heizungskörper anfassen, Erden, keine Synthetiksachen tragen die sich Aufladen und Funken produzieren. Der BTS kann das zwar -auch- ab, aber sicher ist sicher!!
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Schritt 1: Altes (neues...) Benzinpumpenrelais besorgen. Es gibt im Relais keine Elektronik , Transistoren oder Kondensatoren die altern.
Der Verschleiß findet also am Relaiskontakt, bestehend aus Spule und Kontaktplättchen statt. Da dieser Teil sowieso komplett entfernt wird, ist das Alter des Relais kein Problem.
Das Gehäuse sollte ganz sein, die Kontaktpins zum Stecken gerade und sauber.
Hier verwendetes Relais:
Benzinpumenrelais Typ44, 20V
(Relais-Steckplatz 10)
Aufdruck-Nummer: 215
Teil-Nr. Audi/VW: 443 951 253 L
Herstellernummer: 89 95 21 SHO
Kenndaten: 12 V / 30 A
Aufgedruckt sind die Klemmen:
T - Schaltsignal nach Masse von Zundsteuergerät (Minus Relaisspule und Entstörwiderstand)
86 - Im Original [+] für Relaisspule + Entstörwiderstand (Klemme 15 o.ä.)
30 - Dauerplus
87 - Doppelkontakt,Schließer (Pumpe etc, große Verbraucher)
87a - Einfachkontakt,Schließer (kleinere Verbraucher)
85 & L - Sicherungshalter für Grundeinstellung/Diagnose etc => Standard = Frei im Betrieb. Keine elektrische Verbindung zum restlichen Relais.
Der Entstörwiderstand hat 560 Ohm (Farbcode: grün blau braun gold = 560Ohm, 5% Toleranz)
Der Widerstand sitzt parallel zur Spulenwicklung, und dient wohl zum Entstören und schnelleren Abschalten der Spule.
Funktion:
Die Relaisspule ist dauernd an [+] Das Zündsteuergerät schaltet den Pin T nach Masse, somit wird die [-] Verbindung für die Relaisspule hergestellt.
Die Spule wird magnetisiert, das Relais schließt.
Klemme 30 wird nach 87 und 87a durchgeschaltet.
Beim Abschalten kann sich die Spule durch den Widerstand entladen, was das ZündSteuergerät entlastet. (Alternative zu Freilaufiode)
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Schritt 2: Öffnen des Gehäuses.
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Da der Kunststoff mit dem Alter spröder wird, und es eigentlich nicht für's Wiederöffnen gedacht ist, brechen die Laschen am Kunststoffdeckel sehr leicht.
Um das zu verringern, kann man das Relaisgehäuse mit einem normalen (Haar-)Fön erwärmen, damit der Plastik flexibler wird.
Anschließend mit einem (besser 2) flachen Messer / Schraubenzieher das Plastik an den Laschen nach aussen pressen und dabei leicht ziehen.
Erst eine Seite, dann die andere, dabei unter Zug halten. Bei der zweiten Lasche sollte sich das Gehäuse mit einem Ruck vom Sockel lösen.
Man hat nun den leeren Plastikdeckel, und die Basisplatine.
Auf der Platine sieht man nun die Relaisspule. Diese ist mit zwei sehr dünnen Drähten parallel zum Widerstand angeschlossen.
Befestigt ist sie mittels Pressung. Der Eisenstift im inneren der Spule wurde an den Enden verpresst, somit sitzt diese Fest auf dem Kupferblech von Pin 30
Ausbohren/Entfernen der Relaisspule + Kontaktplatte:
Ich habe einen 4+6er Stufenbohrer verwendet. nur 4mm ist etwas zu knapp, ein scharfer 5mm Bohrer sollte reichen.
Das Relais am Plastiksockel vorsichtig einspannen, Relaisspule nach oben.
Am besten mit einer Standbohrmaschien ausbohren.
Dabei mit hoher Drehzahl und geringem Druck arbeiten, damit der Plastiksockel nicht bricht. => Scharfer Bohrer, evtl kleiner vorbohren.
- Man bohrt möglichst zentriert in den Eisenkern der Spule, und löst somit die Pressung mit dem Kupferblech. ca 2 - 3mm Tiefe reichen völlig aus.
Wenn man durchs Blech ist, schiebt der Bohrer den Kern nach hinten ein Stück aus der Spule => Fertig!
Die Leitungen der Spule abzwicken wenn sie noch dran sind. (Den Widerstand am elegantesten einfach auslöten, nicht abzwicken)
ACHTUNG: Nur den flexiblen Teil entfernen! Nichts am Kupferblech Klemme30 wegzwicken.
Als nächstes Teil wird der Kontaktteil des Relais entfernt. Dieser besteht aus einer Kupferfläche, die über ein Kupferlitze den Strom bekommt. Auf der Fläche sitzen 3 flexibel gelagerte Kontaktpins. Zurückgestellt wird die Platte über eine Feder.
Also KupferLitze beidseitig abzwicken+entfernen, wird nicht mehr benötigt. Die Führungsnase aus Kupfer kann entfernt werden. Die Feder aushängen, die Halterungsnase kann man dran lassen oder rauch entfernen.
Um den "Kupferdeckel" rauszubekommen, muss man etwas ziehen drehen und diesen verbiegen, es geht aber.
Entfernte Teile:
- Entfernte Teile Relais
Den Sicherungshalter lässt man komplett in Ruhe. Es gibt innen keine Verbindung zum Rest, also einfach nicht verbiegen.
Original ist er untenrum zum Schutz mit einem Stücke Hartpapier vom Rest elektrisch isoliert,
nicht verlieren oder mit Schrumpfschlauch ersetzen.
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Schon sind wir in der Mitte des Umbaus:
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Einlöten von BTS555, Querverbindungen und Schutzdiode:
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Vor uns befindet sich das ausgeräumte Relais.
Ursprünglich sind die Ausgänge 87 und 87a getrennt wenn das Relais offen ist. (ACHTUNG: Änderung bei Fehlersuche gegenüber Original !!)
Durch den Profet mit nur einem Ausgang ändern wir das zwangsweise (Er hat zwar zweimal "Out", es wird aber empfohlen, diese parallel zu nutzen!)
Als erstes Löten wird dafür zwei Querstreben zwischen dem Metallsteg mit einem Kontakplättchen, und dem dickeren mit 2 Kontaktplättchen.
- Brücke 87 zu 87a: siehe roter Pfeil
Als nächstes Schneiden wir in die Metalllasche am BTS ein M5 Gewinde. Das war für mich die einfachste+stabilste Lösung das Teil beim Löten zu fixieren.
Der BTS555 wird dann auf den Kopf gestellt, Beine nach oben, die Metallfläche/Tab wird an das Kupfer von Klemme 30 gelegt, und das ganze dann durch das gebohrte Loch von aussen verschraubt.
Vorher kurz die Flächen mit Schmirgelpapier und reiniger putzen/Entfetten. Wer hat, darf auch seinen Alkohol-Flußmittelstift nutzen. (Keine Lötpaste/Löthonig !!)
Wer eine kurze Senkkopfschraube M5 findet, kann diese evtl sogar im Relais lassen wenn der Plastikdeckel noch passt. !Gegen Lösen sichern!
(Ich habe offensichtlich keine kurze Schraube M5 gefunden...)
- BTS verschraubt Überkopf
Der BTS bekommt seinen Strom später direkt über das TAB, was auch empfohlen wird.
(Links der Sicherungshalter mit Pappisolation)
Benötigt werden noch:
Pin1+5 => hierüber fließt der Strom zum Ausgang
Pin2 => Steuerpin => Wird über den 500Ohm (470) Widerstand mit T verbunden
Pin3 (entspricht TAB) => kann entfernt werden!
Pin4 Strom-Sense Pin => kann entfernt werden!
Nächster Schritt:
Pin 2 (Steuerpin, IN) bis auf 2..3mm kürzen. Den 500 Ohm Widerstand anlöten, und ein kleines Stück Schrumpfschlauch drüberschrumpfen.
Ansicht von der anderen Seite: Der Widerstand wird hier an Pin [T] vom Relais verlötet (Der alte Widerstand entfällt komplett: Auslöten, entsorgen).
ACHTUNG!! Der Schrumpfschlauch dient dazu, den Steuerpin sicher von OUT zu isolieren! (Schutz von BTS und Steuergerät)
Nächster Schritt:
Pin1+5 Anschließen
Über Pin 1 und 5 fließt der Strom. Der Leiter sollte also dick genug und solide verlötet sein. (Summe 3mm² reicht gut)
Die vorhandenen Metallbeinchen soweit in Form/rundbiegen. (Nicht mehrfach vor zurück - Sonst ab!)
Dann das 1,5mm² Kabel abisolieren, säubern und entlang der Beinchen von 1+5 zum Ausgangskontakt biegen.
Am besten an einem Ende fixieren (punktlöten) dann in Form biegen. Anderes Ende fixieren. Nachbiegen.
Und dann flächig verlöten+verzinnen. Nicht auf einmal, sondern immer nur 'nen cm,
und dazwischen gut abkühlen lassen, damit der BTS und das Relaisplastik nicht überhitzen !!
Fertig sollte es dann so ähnlich aussehen (Ich habe Litze gedoppelt verwendet):
- Hauptstromleitungen
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Nächster Schritt: (Freilauf)Diode
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Dann kommen wir direkt zur Diode, sichtbar auf dem obigen Bild im Vordergrund:
Ich weiß nicht wieviele+was für Induktivitäten versorgt werden.
Der BTS555 kann bis zu einer gewissen Größe selbst als Freilaufdiode/Überspannungsschutz fungieren.
Um ihn dabei zu unterstützen, habe ich diese Diode mit eingeplant. Am besten eine schnell schaltende Diode wie eine SB1100 oder UF4700 verwenden.
(Es geht wohl auch eine 1N4007.)
Die Sperrspannung sollte fürs KFZ eher hoch sein, daher die SB1100 (mit 100V) oder UF4007 (mit 1000Volt).
Die Diode wird im "Normalbetrieb" in Sperrichtung verbaut. Es liegen also die 14 Volt Bordspannung an, die Diode sperrt.
=> Sperrichtung bedeutet: grauer Strich an Kl30; Schwarzer Hinterteil an Kl 87 <=
Es können im Auto aber auch Spannungs-Peaks auftreten. Wenn diese zu hoch für die Sperrspannung der Diode sind, schlägt diese durch und kann zerstört werden.
Der Sinn der Diode:
Wenn eine Induktivität von der Spannungsquelle getrennt wird, entwickelt sich eine zur vorherigen Stromrichtung umgepolte Spannung, die sehr hoch wird (offener Stromkreis, über 500Volt sind locker drin..Zündspulenprinzip).
Die im Normalbetrieb in Sperrichtung verbaute Diode passt nun zur umgedrehten Spannung der Induktivität, wird ab ca 0,7V leitend.
Die Spannung wird also bereits bei 0,7 V statt 500V++ abgebaut, somit gibt es keine Hochspannung oder Funkenflug. => BTS, Steuergeräte, KFZ-Bordnetz wird entlastet!
--Der BTS555 hat ab Werk eine Freilaufdiode und auch Überspannungsschutzdiode integriert, aber erst ab ca 60V.
Durch die "extra" Diode möchte ich den BTS entlasten (unbekannte Größe der Induktivitäten) und die auftretende Spannung verringern.
Das Problem hier ist aber: Es gibt vom Relais-Sockel keinen direkten Kontakt zur Masse. Ich kann die Spannung also nicht direkt nach Masse ableiten, sondern nur um den BTS herum. Kl87 zu Kl30.
Für die angeschlossenen Geräte ändert sich also nichts. (Die geschaltete Masse vom Steuergerät ist dafür nicht geeignet! -Offen wenn die Spannung auftritt!! => eventuell Steuergerät-Transistor *poff*).
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Nächster Schritt: (Nun zum schwierigen Löt-Teil)
Das TAB muss an die Kupferfläche von Klemme30 gelötet werden.
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Also nochmal Flussmittelstift wenn vorhanden, sauber sollte es sein.
Dann den Lötkolben aufdrehen (max bei mir 450°C),
und beginnen das Kupferblech zu erwärmen. Lötzinn als Wärmeübertrager verwenden.
Wenn an der oberen Kante das Kupfer heiß genug ist, dass das Lötzinn schmilzt, fließt und dran haften bleibt, und nichtmehr kalt verklebt, zügig auch auf die Tabfläche vom BTS gehen. Nochmal etwas Lötzinn zugeben.
Die Tabfläche sollte dank der Verschraubung fast gleich heiß sein. Dann schnell eine schöne Lötnaht ziehen
=> Sobald die fertig ist, Pusten und kühlen was geht. Kein Kältespray direkt draufhauen oder sowas, aber kräftig pusten damit die Hitze vom BTS wegkommt.
Irgendwie flott abkühlen, ohne Spannungsrisse zu bauen. Soll auch keine Metallhärtung werden. Man kann z.B. mit ner dicken Metallzange/Stab rangehen.
--Wenn sie nicht reinpasst wie bei mir: Schraube entfernen
=> Der BTS555 bekommt nun seinen Strom direkt vom Relaispin und kann noch dazu etwas Wärme darüber loswerden!
Die Flächen als Vergleich: Vorher / Nachher:
- vorher
- fertig verlötet
(Bei mir ist auch seitlich+ darunter Lötzinn hineingesogen worden)
Check:
- Signalpin mit 500Ohm verlötet und T (Pin Isoliert)
- Out 1 + 5 solide angeschlossen
- Diode verlötet in Sperrichtung von Kl30 zu Kl87
- Tab verlötet
=> Alles OK!
Dann ist der Relaisumbau im Prinzip fertig und Testreif. => Soll heißen: Es kann schon ins Auto gesteckt werden!
=> Funktioniert ? OK? Plastikdeckel drauf, fertig. Eigentlich...
Optional:
LED Schaltanzeige:
=> Siehe nächster Post!
ACHTUNG HINWEIS: Änderung zur Serie!
Die Pins 87 und 87a wurden durch Lötbrücken ständig verbunden. Bei der Fehlersuche mit dem Multimeter kann also zwischen diesen Klemmen immer Durchgang gemessen werden, solange das Relais steckt.
Elektrisch ist es egal, da beide Pins wenn das Relais aktiv ist mit dem gleichen Kl30 Plus verbunden sind, also gebrückt. Wenn es bei der Fehlersuche stört => Relais ausstecken!
P.S.:
Leider sind einige Baustart-Bilder zu Beginn im Datendschungel verloren gegangen, daher mehr Text.
Der BTS von Anfang und am Ende ist jeweils ein anderer, da die über Ebay aus HongKong georderten "neuen" nicht funktionieren...
Alle Arbeiten auf eigene Gefahr! Ich übernehme keine Haftung für Schäden am Auto, Relais, Elektronikkomponenten, Motor oder Versicherungsprobleme.
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