Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

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Hans-Gerd Germany
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1839

Beitrag von Hans-Gerd »

Hallo Norbert,


vielen Dank für diese interessanten Informationen - es ist immer wieder faszinierend, was aus der Vergangenheit so ans "Tageslicht" kommt.
Ich habe früher auch viel mit FORTRAN und BASIC programmiert, aber in ganz anderen Zusammenhängen und bin da auch völlig raus.

Die Forderung nach einer hohen Stellenzahl bei Berechnung der Polynome kann m. E. recht anschaulich demonstriert werden:
Wenn man einen relativ hohen X-Wert z. B. 6 mal mit sich selbst multipliziert, dann erhält man u. U. eine riesige Zahl.
Diese Zahl muss mit einem entsprechend winzigen Faktor multipliziert werden, um wieder eine "handhabbare" Zahl zu erhalten. Wenn dabei z. B. mit 15 Dezimalstellen gerechnet wird und die ersten 13 oder gar 14 Nachkommastellen dieses winzigen Faktors sind Nullen, dann kann man keine Genauigkeit erwarten.
Genau das war mit NUMBERS anfangs passiert - je größer der X-Wert wurde, desto "falscher" war das Ergebnis.
Ich hatte schon daran gedacht, das Polynom zum Vergleich mit der Lagrange-Formel "zu Fuß" auszurechnen, diese zeitraubende und fehlerträchtige Rechnerei wollte ich mir dann aber doch nicht antun und habe stattdessen das EXCEL unserer Tochter bemüht.


Des weiteren habe ich darüber nachgedacht, was bei einem Betrieb an Wechselstrom anders sein könnte. Es wird sicher einen Einfluss geben, wage aber zu bezweifeln, dass er in der Praxis tatsächlich wahrnehmbar sein soll und möchte das auch kurz begründen:

Aus meinen Unterlagen geht hervor, dass ich damals die selbst gemachte Spule vermessen habe, weil ich zu dieser Zeit noch keine Märklin-Spule hatte. Meines Wissens gab es im Laufe der Zeit unterschiedliche Spulen mit unterschiedlichen Drahtstärken und ich hatte mich damals an einer Spule mit "dickerem" Draht orientiert.
Der ohmsche Widerstand dieser Spule beträgt R = 10,3 Ω und als Induktivität hatte ich L = 19,78 mH bei Kern in Spulenmitte und 3,75 mH bei Kern 25 mm außerhalb der Spule gemessen.

Daraus ergeben sich als induktive Widerstände XL = ωL = 2 x π x f x L bei 50 Hz entsprechend 6,21 Ω und 1,18 Ω.
Addiert man die induktiven Widerstände quadratisch zum ohmschen Widerstand, dann erhält man die Impedanzen Z = 12 Ω bei Kern in Spulenmitte und Z = 10,37 Ω bei Kern 25 mm außerhalb der Spule.

12 Ω ist natürlich schon eine signifikante Erhöhung der Impedanz, allerdings erfolgt in diesem Punkt keine Bestromung mehr.
Die Erhöhung auf 10,37 Ω ist dagegen marginal.
Betrachtet man das Ganze im Mittel, dann bin ich geneigt zu behaupten, dass dieser Unterschied in der Messgenauigkeit verschwindet bzw. in der Praxis nicht wahrnehmbar ist. Es sei denn, es gibt noch andere Effekte, an die ich hierbei nicht gedacht habe(?).


Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd
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Inzwischen Rentner nach langer Berufstätigkeit als Ingenieur der Elektrotechnik

Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1846

Beitrag von wdh »

Hallo Hans-Gerd und Norbert,
als studierter Elektroingenieur kann ich eurer Diskussion gerade noch folgen, wenn auch die Theorie lange her ist ...
Mir scheinen allerdings die erheblichen Reibungsverluste fast die gesamte Theorie obsolet zu machen. Zudem vergrößert die Erwärmung der Spulen deren ohmschen Widerstand ganz erheblich, so dass der Spulenstrom mit der Betriebsdauer (und damit die Kraft quadratisch!) abfällt.
In der Zwischenzeit habe ich noch einen 3 Zyl. Magnet-Sternmotor gebaut. So ähnlich wie der gezeigte von Hans -Gerd. Die Ansteuerung erfolgt jedoch über 3 separate Kollektoren mit jeweils 135 ° (ziehend) für jede Spule. Ein großer Flachkollektor z.B. aus einer alten Spur 0 - Lok von Märklin wäre natürlich besser geeignet.
Immerhin läuft der Motor (ohne Schwungrad) aus jeder Stellung selbsttätig an :-) , da die "Füllung" von 3 x 135 ° in Summe mehr als 360 ° beträgt.
Die niedrigste Betriebsspannung beträgt nur etwa 10 V.
Ein Tip noch zu den Spulen: Die schwarzen Kunststoff-Spulenkörper brechen gern am Flansch ab. Mittels des guten, alten UHU-Plus Endfest 300 lassen sie sich gut reparieren. Dazu zunächst die Klebestelle mit etwas Spiritus reinigen (Achtung, löst Farbe!), UHU seitlich einträufeln. Dann mittels Kern den Spulenkern korrekt verspannen und die Spule senkrecht in den Back- oder Pizzaofen stellen (70 °C, 1h). Den Kern vorher etwas einfetten, um ein Festkleben zu vermeiden.
Noch ein Tip: In Ebay werden recht häufig bespielte Baukästen 1032 und 1013 günstig angeboten. Beide enthalten meist noch die Elektroteile Spule und Kollektor.
Noch zwei Fotos von stabilen, aufgebauten Kurbelwellen :idea: . Damit die Mitnehmer auf die Kurbelarme passen, müssen sie nur ein wenig aufgebogen werden. Ziel: Bau eines kompakten 3 Zyl. Magnet-Reihenmotors.
Vielleicht ein paar Anregungen für andere Schrauber?

Beste Grüße
Wulf-Dieter
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Hans-Gerd Germany
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1847

Beitrag von Hans-Gerd »

Hallo wdh,

vielen Dank für die Infos und die Bilder.

> Mir scheinen allerdings die erheblichen Reibungsverluste fast die gesamte Theorie obsolet zu machen. Zudem vergrößert die Erwärmung der
> Spulen deren ohmschen Widerstand ganz erheblich, so dass der Spulenstrom mit der Betriebsdauer (und damit die Kraft quadratisch!) abfällt.

Genau so ist es - leider :-(
Kupfer hat einen Temperaturbeiwert von ca. 0,4% pro °C - bei 25°C Temperaturerhöhung nimmt der Widerstand um 10% zu und der Strom bei gleicher Spannung um 10% ab. Die Kraft müsste dann um etwa 20% abnehmen - das ist schon ganz ordentlich.

Es freut mich, dass Dein Sternmotor so gut läuft, so gut anläuft und mit nur 10V auskommt - die 3 Kollektoren haben ja auch ihre Reibung.
Dann wünsche ich noch viel Erfolg bei der Konstruktion des Reihenmotors.

Mit abgebrochenen Spulenkörpern hatte ich auch schon "Spaß" und habe sie ganz ähnlich repariert, wie von Dir beschrieben.
Den Delrin-Spulenkörper hatte ich damals mit 2 Gewinden M2,5 versehen und mittels ganz kurzer Skalenschrauben mit superflachen Köpfen (noch aus meiner Lehrzeit bei H&B Anfang der 70er Jahre) an den Haltewinkel geschraubt.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1850

Beitrag von wdh »

Hallo Hans-Gerd,

inzwischen läuft nun auch der recht kompakte 3 Zyl. - Reihenmotor :-)
Zum Bau musste ich alle mir verbliebenen Reserven an Spulen und Kernen mobilisieren. Die Spulen ziehen die Kerne aus den unteren Totpunkten. Zur Verringerung der Reibung dienen wieder einfache Gleitbahnen. Der außermittige Versatz der "Zylinder" soll zusätzlich die Reibung während der aktiven Phasen verringern - scheint zu klappen :idea: . Außerdem erhalten die drei Spulenkerne zwecks besserer Führung noch kurze Verängerungen aus abgedrehten Schrauben oder abgesägten :( Ms - Verbindungsbolzen. Die Grundplatte habe ich durch eine weitere rote Platte 9 x 5 verstärkt.
Nebenbei, die an kniffligen Stellen verwendeten Innen-Sechskantschrauben (ich weiß - keine Inbus!) haben sich bei der Montage sehr bewährt :-)
Mit nur einem Märklin-Kollektor geht es auch: 2 x 135 ° (3 Segmente) und 1 x 90 ° (die verbleibenden 2 Segmente) reichen für einen guten Rundlauf aus. Selbst der Anlauf gelingt infolge der Bürstenüberdeckung. Ein bisschen habe ich durch Veränderung der Kurbelwinkel von den idealen 120 ° zu etwa 2 x 130 ° und dafür 1 x 100 ° nachgeholfen. Der Motor läuft auch sehr langsam noch rund. Ist ja alles nur ein Experiment :lol:
Noch bin ich auf der Suche nach einem besser geeigneten, nicht zu kleinen dreiteiligen Flach-Kollektor, um das Märklin-Bürstenschild weiter verwenden zu können. Auch ein 12 - teiliger Trommelkollektor z.B. aus einem Elektrowerkzeug wäre wohl verwendbar, mit dem Nachteil, dass es dazu ein umlaufendes neues Bürstenschild bräuchte.
Nun verbleibt noch die Idee eines V 6 oder gar V 8, mal schauen. Kurbelwelle und Ansteuerung wären kein Problem nach den Vorarbeiten.

Eine gute Zeit wünscht
Wulf-Dieter
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1851

Beitrag von Hans-Gerd »

Hallo wdh,

es freut mich, dass auch Dein 3-Zylinder-Reihenmotor gut läuft.

Falls Du noch eine Anwendung suchen solltest - man könnte z. B. eine Triumph drumherum bauen ...

A propos Kern:
Einen Kern hatte ich mir mal aus einem passenden Weicheisen-Nagel gefertigt und beidseitig Gewinde
reingeschnitten. Ist vom Original praktisch nicht zu unterscheiden.

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1852

Beitrag von Georg »

Passend zum Thema ein ebay-Angebot:
https://www.ebay.de/itm/284879244277

:))) :))) :)))
Grüße
Georg

Ich schraube, also bin ich.
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1853

Beitrag von märklin_fan »

Hat niemand Interesse? :)*
Viele Grüße von
Erwin W.
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1854

Beitrag von Hans-Gerd »

Hallo Erwin,

doch, Interesse hätte ich schon - aber ich habe schon eine ...

strassenwalze.jpg
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1855

Beitrag von märklin_fan »

Deine war wohl etwas günstiger
Viele Grüße von
Erwin W.
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Re: Eine sehr vorbildgetreue ‚Dampf‘-Straßenwalze

#1856

Beitrag von Hans-Gerd »

"Deine war wohl etwas günstiger"
Ja, geringfügig ...

An dieser Stelle möchte ich noch einen Link einfügen, den ich von Georg bekommen hatte.
Neben einem Spulenmotor gibt es dort noch andere interessante Sachen:

https://de.aliexpress.com/item/1005003712045668.html

Grüße aus dem Rheinland
Hans-Gerd
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