Poulsen-Brenner

Der chaotische Hauptfaden

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MatthiasK
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Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Hallo,

zusammen mit einem anderen OM vom Elektronikverein haben wir beschlossen, mehr Igor zu wagen. Wir wollen einen Sender bauen, der ohne diese empfindlichen Halbleiter oder Röhren auskommt. Da Knall- und Löschfunkensender eine zu große Bandbreite erzeugen, fiel unsere Wahl auf den Lichtbogensender.

Unsere ersten Versuche mit einem Kohle-Stift, einem abgebrochenen Hartmetall-Bohrer und einem Trafo für 480V als Drossel führten gleich zu einem Lichtbogen, der das Zittern mit den noch in der Hand gehaltenen Elektroden mit saftigen Stromschlägen bestrafte.

Also haben wir verstellbare Elektrodenhalter und eine Brennkammer gebaut, die mit Spiritus geflutet werden kann.
Foto0422k.jpg
Und weil dieses Hartpapier-Zeugs gut brennt, kam oben drauf noch ein Deckel mit Kamin,
Foto0421k.jpg
Mit diesem Aufbau lässt sich ein mehrere Minuten ruhig brennender Lichtbogen erzeugen. Damit sollte sich jetzt ein Schwingkreis erregen lassen.

Sollte...

Leider bekommen wir mit dem Lichtbogen bisher keinen Schwingkreis erregt. Woran kann das liegen?
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zauberkopf
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von zauberkopf »

Also.. wenn ich mir mal so ein altes Schaltbild anschaue.. dann ...
... denke ich.. sollte der Schwingkreis eine hohe Güte haben...
Und die Frequenz von dem im Langwellenbereich sein.

Allerdings kann es schon sein, das die anordnung jetzt schon schwingt. Im cm Bereich..

Edit : http://www.seefunknetz.de/libo.htm
Hier ist die rede bis zu 250KHZ.
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ferdimh
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von ferdimh »

Ich würde mich von ganz niedrigen Frequenzen nach oben wagen.
Erstes manöver: I variieren, und gucken, ob "mehr I" überhaupt zu "weniger U" führt.
Wenn das nicht der Fall ist, kann das Ding garnicht schwingen.
Dann würde ich mit einem sehr langsamen Schwingkreis versuchen, dass das Ding anschwingt.
Dann kann man langsam f steigern.
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Harry02
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von Harry02 »

Hi,
coole Sache! Da bekommt der geflügelte Satz aus dem CB-Funk "Mach de' Brenner aus!!" ja eine ganz neue Bedeutung.

Wenn das am Ende mit Netzspannung läuft, könnte man (ohne Trafokosten) senden was der Stromanschluss hergibt - 50kW input im 2,2km Band oder so (mit der entsprechenden Antenne die nur die 1W ERP rausbringt ist das ja auf 2,2km und 600m konform mit der AfuV, leider haben die Spaßbremsen uns keine Fonietaugliche Bandbreite erlaubt).
Ein paar mehr Infos fände ich interessant: Mit wieviel Volt und Amp habt ihr die Lampe gespeist, und vor allem in welcher Schaltung?

Weil du "mit Spiritus fluten" schriebst: Soll der nicht nur reingetröpfelt bzw unter dem Bogen verbrannt werden, und war überhaupt welcher drin? Und habt ihr den Bogen in einem Magnetfeld gehabt? Geht offenbar auch ohne, verbessert aber vermutlich die Schwingfreudigkeit und/oder den Wirkungsgrad (die Kühlung scheint auch nicht unwichtig zu sein.. nehmt zum optimieren später lieber ein Metallgehäuse mit Kühlkörpern drauf oder so).

Leider sind Informationen dazu recht spärlich im Netz.. außer historischen Berichten hab ich quasi nix gefunden. Bisher einzigartig ist folgender Selbstbau Bericht: http://pe2bz.philpem.me.uk/Comm/-%20ELF ... ulsen1.htm Interessante Info: Kein Alkohol, keine Oszillation (da gibt es auch ein Zusatzpatent, wo der Sender über die Wasserstoffzufuhr getastet wird). Und das Magnetfeld steigert die Effizienz. Die erreichten 300kHz kratzen noch nicht ganz am 600m Band.

Die ~3 Videos zum Thema Poulsen die ich finden konnte sind leider alle nur magnetisch gequenchte Funkenstrecken.

Hier gibts ein Bild eines "Mini"-Poulsenkonverters: http://ieeexplore.ieee.org/ieee_pilot/a ... /large.jpg (das offene Rohr von links unten zum Lichtbogen zur Alkoholzuführung hat mich erst irritiert, aber offenbar brennt da eine kontinuiertliche Flamme. Wenn das träufeln bei euch nicht funktioniert, stellt mal einen Spiritusbrenner drunter! Auch interessant: Selbst dieser kleine, ungekühlte Konverter hat eine rotierende Elektrode)
Hier gibt zwei Patentzeichnungen zur Inspiration mit Text (rechtsklick, Grafik anzeigen vergrößert) allerdings nicht von Poulsen: http://www.google.com/patents/US1322315
Und hier Kühlung: http://www.google.com/patents/US1605608 (ich blicke nicht so ganz, warum man das Magnetfeld so einstellen soll, dass der Bogen in jedem (HF?)Zyklus gelöscht wird.. dachte eigentlich, der Poulsen Brenner brennt kontinuierlich)

Das Original von Poulsen dürfte aufschlussreicher sein als diese Verbesserungspatente. Edit: Da ist es: https://www.google.com/patents/US789449 Zwei interessante Dinge: Er beobachtete damals, dass bei höheren Gleichströmen die Schwingung kleiner wird und abreißt, deshalb hat er mehrere Strecken parallel geschaltet.. ich vermute das Problem gabs später nicht mehr (wegen den Feldspulen? die fehlen hier). Und zum erzeugen höherfrequenter Schwingungen schaltet er zwei Lichtbögen in Reihe. Das könnte auch interessant sein, um mit 300V zu speisen.

Das mit dem Kamin ist ne gute Idee, wenn man ihn dann noch aus dem Fenster hängt (bekanntlich macht der Bogen ja neben Hitze auch ungesunde Luft). Poulsen hatte als Kamin einen Teclubrenner oben drauf gesetzt (siehe englisches Wiki).

Angesichts der spärlichen Informationen habe ich mal einen Wikiartikel aufgemacht: http://www.fingers-welt.de/wiki/index.p ... sen-Sender Ihr seid eingeladen die weiteren Experimente dort zu dokumentieren (oder von jemand reinkopieren zu lassen).

73 Harry
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Uff, das ist viel Lesestoff. Das muss ich mir mal alles in einer ruhigen Minute reinziehen.

Noch ein paar Daten zur Lampe:
Die Brennspannung fällt mit steigendem Strom wirklich etwas ab. Bei 4A liegt sie bei ca. 26V, bei 5A bei ca. 25,5V. Allerdings wirkt der große Trafo auch als Widerstand und lässt auch einiges an Spannung abfallen.

Ein großes Problem ist das Material der Brennkammer. Es verzieht sich, wenn es heiß wird. Dadurch sind oben große Spalte entstanden, durch die Luft in die Brennkammer eingedrungen ist. Die Folge ist eine ziemlich hohe Ethanal- und Wärme-Produktion und ein extrem hoher Spiritus-Verbrauch. Viel Spiritus lässt sich nicht rein füllen, sonst läuft er durch die Elektroden-Löcher raus und alles steht in Flammen. Und weil der Deckel über 180°C heiß wurde, gingen die Lötstellen auf.

Jetzt wollen wir erst mal eine neue Brennkammer bauen, in der man einen dauerhaft brennenden Lichtbogen erzeugen kann.
Unsere Überlegungen bisher dazu:
  • - Wieder ein Kamin für gezielte Ableitung der Abgase
    - Anschluss für einen Tropföler um den Spiritus nachzudosieren
    - Überlauf, damit nichts irgendwie rumsifft und brennt
    - Wasserkühlung, evtl. auch für die Elektrodenhalter
    - Möglichkeit, Magnete anzubringen
Und zu den 50kW: Ein zweiter HAK (ungenutzt und unverplombt) ist vorhanden. Evtl. war der mal für eine Sirene. Er führt noch immer Spannung und dem VNB ist das wohl egal. :twisted:
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Desinfector
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von Desinfector »

Du produzierst damit Ethanal? wie warm ist denn der Entstehungsort?

und:
Er führt noch immer Spannung und dem VNB ist das wohl egal
und dann hängt da noch nix dran? ;)
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Wo überall das Ethanal entsteht, weiß ich auch nicht. Ich kann mir aber eine Reaktion an gelb glühendem Wolframoxid gut vorstellen. Die Ethanal-Herstellung mit Wolframoxid wird in den nächsten Tagen besonders oft gemacht (wenn die Rennleitung mal wieder jemand blasen lässt). Außerdem war der Deckel mindestens 180°C heiß und ist innen verkupfert.

Ich habe heute noch mal nach dem 2. HAK im Elektronikverein nachgesehen. Da hängt an der Wand noch ein abgeschnittenes Kabel, rund 4cm dick. Der Grund, warum wir noch nichts angeschlossen haben ist einfach: Wir bekommen den Strom auch so kostenlos - von der Schule, in der unsere Räume sind.
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BernhardS
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von BernhardS »

MatthiasK hat geschrieben:Wo überall das Ethanal entsteht, weiß ich auch nicht.
Das entsteht halt durch die unvollständige Oxidation des Alkohols.
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Harry02
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von Harry02 »

Harry02 hat geschrieben:Hier gibts ein Bild eines "Mini"-Poulsenkonverters: http://ieeexplore.ieee.org/ieee_pilot/a ... /large.jpg (das offene Rohr von links unten zum Lichtbogen zur Alkoholzuführung hat mich erst irritiert, aber offenbar brennt da eine kontinuiertliche Flamme. Wenn das träufeln bei euch nicht funktioniert, stellt mal einen Spiritusbrenner drunter! Auch interessant: Selbst dieser kleine, ungekühlte Konverter hat eine rotierende Elektrode)
Leider geht der Link nichtmehr, auch nicht mit der Wayback Machine... hat sich das damals jemand gespeichert? Bitte bei mir melden!

Und gibt es die neue Brennkammer schon?
Zuletzt geändert von Harry02 am Di 20. Mär 2018, 00:49, insgesamt 2-mal geändert.
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MIRAG
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MIRAG »

Geil!

Ich tüftel gerade an einem Funkensender mit Marconifunkenstrecke... Zumindest in Gedanken. Mach ich immer kurz vorm Schlafen gehen :lol:

Aber wenn ich mich so zurückerinnere, waren die Poulsensender höchstkomplexe Angelegenheiten. Hatte mich im Rahmen einer Facharbeit da mal bisschen befasst.
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Harry02
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von Harry02 »

MIRAG hat geschrieben:höchstkomplexe Angelegenheiten
Das ist alles relativ... und auf jedenfall machbar (wenn man sich nicht an historischen Dimensionen orientiert) wie dieser Mann mit seinem 200W-Poulsen-Sender beweist: https://pe2bz.philpem.me.uk/Comm/-%20EL ... ulsen1.htm
(Siehe auch Linksammlung im hauseigenen Wiki, Link in meinem alten Beitrag oben)
sysconsol
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von sysconsol »

Diverse Menschen mit Universitätsaccount könnten helfen, den Artikel / das Bild vom IEEE Xplore zugänglich zu machen ;)
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Der OM, mit dem ich das Ding bauen wollte, ist leider aus gesundheitlichen Gründen ausgefallen. Ich weiß leider auch nicht, wie es damit weiter gehen wird.
sysconsol
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von sysconsol »

Wenn du schon so weit bis: Selber weitermachen.

Hier im Forum wirst zu - zumindest bei der Theorie - Unterstützung finden.
Wo hälst du dich denn örtlich auf (so ungefähr) ?
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Ich wohne in der Nähe von Lötfahne.
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BernhardS
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von BernhardS »

zauberkopf hat geschrieben:Und die Frequenz von dem im Langwellenbereich sein.
Eine Faustformel - nicht ganz für diese Technik, aber immerhin - war mal, daß äußerstenfalls 1000 Wellenlängen überbrückt werden können.
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Ich habe jetzt die Kupfer-Anode über ein Jahr lang immer wieder mal angesehen, aber nie eine gute Idee, wie ich sie richtig aufhängen kann. Ich habe dabei immer viel zu kompliziert gedacht. Das Problem dabei war, wie man das ganze wartbar baut, wenn die Anode fest auf mit der Welle verbunden ist. Dabei ist die Lösung doch eigentlich so einfach:
Gehäuse.jpg
Die aufgeschraubten Holzklötze sind Lagerblöcke, in denen Kugellager sitzen. Hinten auf der Siebdruckplatte soll ein Tropföler seinen Platz finden und langsam Spiritus zudosieren. Auf dem Kupferröhrchen soll eine Schleifkohle laufen, als Kontakt zur Welle. Auf die Rückseite kommt noch ein Antriebsmotor für die Anode - mal schauen, ob da nicht ein alter Ducker passende Teile spenden kann.

Der Brennraum wird unten noch eine Auffangwanne mit Überlauf bekommen und mit Blech ausgekleidet werden. Je nach Wärmeentwicklung muss da auch noch eine Kühlung mit rein, aber das sehe ich erst nach dem ersten Probebetrieb.

Wie ich die Kathode mache ist noch völlig offen - ich weiß nur, dass es ein Kohlestab werden sollte der nachgeführt werden kann.
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Ich habe jetzt eine Lösung für den Antrieb gefunden: Ein langsam laufender Getriebemotor von Pollin und Rollenketten. Weil das große Kettenrad eine 10er Bohrung hatte, habe ich die Welle gegen eine 10er ersetzt. Die Anode hat sich nur mit einer Klemmpassung nicht so wirklich auf der Welle befestigen lassen, also musste noch eine Aufnahme her. Die wurde bei der Gelegenheit auch gleich gebaut.

Das hintere Ende der Welle habe ich ein kleines bisschen abgeschliffen, so dass das Lager jetzt abziehbar ist. Die beiden Schlitze sind jetzt nutzlose Relikte.
Foto0672.jpg
Vorne liegt auch schon der erste Versuch für Kathoden-Halterung.
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Ich habe längere Zeit rumgetüftelt, bis ich eine gute Idee für den Kathodenhalter hatte. Die Kathode ist drehbar (daher das aufgelötete Zahnrad), einen Antriebsmotor muss ich noch einbauen. Außerdem sitzt der Halter wieder auf der Liniearführung vom ersten Versuch. Den Brennraum habe ich bei der Gelegenheit auch gleich mit Messing-Blech ausgekleidet - zumindest soweit, wie das Stück gereich hat.
Brennraum-Blech.jpg
Die Wanne im Brennraum hat auch einen Überlauf bekommen, den Siphon muss ich aber noch mal etwas nachbiegen.
Überlauf.jpg
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Harry02
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von Harry02 »

Freut mich, dass es weiter geht, und danke für den Bericht! Diese Konstruktionsart mit der rotierenden Kreisanode ist mir noch garnicht unter gekommen. Ob die verkleidete Holzkonstruktion thermisch Dauerbetriebsfest ist? Bin ich mal gespannt.
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Mir ist noch ein Rest Messingblech in die Hände gefallen, daher habe ich gestern einen Deckel oben drauf und den unteren Teil der Front gebogen.
Den oberen Teil der Front will ich erst mal aus Plexiglas bauen, damit ich rein schauen kann. Ob Plexiglas die Wärme aushält, weiß ich nicht. Versuch macht kluch. Wenn die Front schmilzt, mach ich eine Durchführung aus Teflon.
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MatthiasK
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Re: Poulsen-Brenner

Beitrag von MatthiasK »

Heute habe ich die Schleifkontakte für die Elektroden montiert. Also habe ich gleich mal versucht, Strom fließen zu lassen.

Nunja, es gibt zwei stabile Zustände: Spannung liegt an und es fließt kein Strom und Strom fließt,es liegt aber keine Spannung an. Zusätzlich ist dazwischen immer mal wieder kurz der Zustand Spannung liegt an und Strom fließt erreichbar. Leider ist dieser Zustand nicht stabil, vor allem fehlen noch zwei Antriebe dafür.

Die Durchführung ist nicht optimal, sie ist nicht dicht. Dadurch kommt Luft rein, zusammen mit den Spiritus-Dämpfen? Richtig: *FUMP*.

Als nächstes muss ich den Dreh- und Verstellantrieb für die Kohle-Elektrode bauen. Dann kann ich noch man versuchen, die Front zu optimieren.
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