Technische Grundlagen der HLS273 ( Kopf )

[E57Benedikt]

Und vor allem würd ich gerne wissen was deiner meinung nach die DS977 mit der BRD zu tun hat?!

Soviel wie eine ECN mit einem Rotor :)

Aber danke für die zahlreichen Infos :)

[Fahrradklingel]

Hehe.....Tonfrequenz . Aber wird schon richtig sein , dass bei voller Umdrehungszahl die Frequenz einfach da liegt wo sie ist .

Da hast du natürlich recht. Die HLS Orangerie hab ich beim Feueralarm mit 450 Hz gemessen. Aber das Soll liegt bei 420 Hz ;-)

[Dorfsirene]

Man muss hier beachten, dass die HLS ihre Frequenz aber nicht sofort erreicht.

Mit Verlaub, was soll das denn nun wieder? Inwiefern unterscheiden sich die HLS durch diesen Umstand bitte von ihren "einfachen" Motorsirenen-Schwestern?

Was die Bundesrepublik Deutschland angeht, um mal an Fahrradklingel anzuknüpfen, so brauchen die dort weit verbreiteten Einheitssirenen des Typs E 57 ebenfalls eine gewisse Zeit zum Anlaufen. Videos von fadenscheinigen Anwohnern der ehemaligen Deutschen Demokratischen Republik offenbaren mir sogar, dass dieser Fakt auf die dort anzutreffenden Äquivalente noch gravierender zutrifft!

Und wenn der Verfasser darauf hinaus wollte, dass die HLS nach geraumer Zeit des Schweigens erst einmal wieder "auf Fahrt kommen" müssen, perfiderweise womöglich auch noch bei der Entwarnung, wo man es am deutlichsten hört, dann ist dies eine ganz normale, vorübergehende (!) Ermüdungserscheinung (im wahrsten Wortsinne!) und kein Alleinstellungsmerkmal. Auch nicht jede E 57 oder gar DS 977 erreicht immer die angestammte Frequenz. Beachten muss man also überhaupt nichts, denn in der Theorie erzeugen die HLS einen Ton von genau 420 Hertz, kein Glissando. Besonders gut gepflegte liegen sogar manchmal drüber. ;-)

Und vor allem würd ich gerne wissen was deiner meinung nach die DS977 mit der BRD zu tun hat?!

Mich würde eher interessieren, was die HLS mit etwas anderem als der BRD zu tun haben sollte. Die DS 977 ist ja inzwischen immerhin "Official Member", wenn man so will (übrigens auch im alten Westdeutschland, für besonders Spitzfindige).

[Fox 1]

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@ Fox1: Netzfrequenz bei einer Batteriegepufferten HLS? das wäre mir sonderbar^^

Das leuchtet ein.

Hehe.....Tonfrequenz . Aber wird schon richtig sein , dass bei voller Umdrehungszahl die Frequenz einfach da liegt wo sie ist .

Da hast du natürlich recht. Die HLS Orangerie hab ich beim Feueralarm mit 450 Hz gemessen. Aber das Soll liegt bei 420 Hz ;-)

Das liegt wohl lediglich daran, dass es wohl mehr Spannung bekam als es sein sollte. Als wir beim Forentreffen den Schallgebermotor vom HLSx73 zerlegt haben, kam dies zum vorschein.

[Hendi]

Und hier wieder Ihre beliebte Rubrik


Wußten Sie schon... ?

• Weder die Tonfrequenz, noch die Dauer der Anlauf- oder Auslauframpe sind eichpflichtig !
• Sirenen folgen immer der Formel f=x*(n/60 s), wobei f die Tonfrequenz in Hz, n die Drehzahl in RPM und x die Anzahl der Ports im Rotor ist.
• Die Tonfrequenz ist für einen Zeitraum leicht durch Spektralanalyse des Tons zu bestimmen, womit eine der Variablen oben auf jeden Fall bekannt ist und bei noch einer Bekannten die Unbekannte errechnet werden kann.
• Während die Nenndrehzahl eines Asynchronmotors Netzfrequenzabhängig ist, ist sie das bei Reihenschlußmotoren nicht.
• Alle Motoren, auch die in Sirenen, unterliegen Einflußfaktoren durch die die tatsächliche Drehzahl von der Designdrehzahl abweicht. Mit die stärkste Wirkung hat die Abweichung der Betriebsspannung, Reibung im Lager, bei ASM Abweichungen der Netzfrequenz, bei kommutierten Motoren (Reihenschluß) der Zustand der Bürsten und des Kollektors. Fertigungstoleranzen die Spaltmaße oder z.B. Rotorgewicht beeinflussen sind auch dabei. Bei HLS kommt mit einem nicht unwesentlichen Anteil noch der Luftdruck dazu.

Die Zankerei ist jedenfalls nicht nötig.

Um dem Topic näherzukommen: Im HLS-Kopf befindet sich ein rotierender Schalter. Den interpretiere ich jetzt entweder als Umschaltung zwischen Anlaufbetrieb und Weiterlaufbetrieb oder als Governor zur Begrenzung der Drehzahl. Jedenfalls würde der wenig Sinn machen, würde er nicht auf die Drehzahl einwirken. Ich würde vorschlagen mal ein paar HLS-Aufnahmen zu vermessen und Wasserfalldiagramme zu erstellen; ob sich die Anlaufsignatur einer HLS (Steilheit des Anstiegs etc.) stark von einer freilaufenden E57 unterscheidet und ob sich Regelschwingungen während des Dauertons zeigen, insbesondere ob es eine Modellabhängigkeit gibt.

Gruß Hendi

[ReinhardG]

Um dem Topic näherzukommen: Im HLS-Kopf befindet sich ein rotierender Schalter. Den interpretiere ich jetzt entweder als Umschaltung zwischen Anlaufbetrieb und Weiterlaufbetrieb oder als Governor zur Begrenzung der Drehzahl. Jedenfalls würde der wenig Sinn machen, würde er nicht auf die Drehzahl einwirken.

Wie es aussieht, ist das ein sog. Allstrommotor, also ein Kollektormotor mit Erregerspulen statt Permanentmagneten, der theoretisch auch mit Wechselspanung liefe. Ich denke mal, das ist dann ein Fliehkraftschalter, der bei Erreichen der Nenndrehzahl anspricht und das Feld der Erregerspulen schwächt. Da wird man für die Anlaufphase den vollen Strom draufschicken, damit der Motor schnell hochläuft (vgl. auch die mehrfach höhere Stromaufnahme beim Anlaufen). Später will man das aber nicht mehr, denn das gibt unnötige Erwärmung und wirkt sich auch negativ auf die Höchstdrehzahl aus. Aber der Effekt ist auch, dass die Nenndrehzahl recht genau eingehalten wird.

Gruß - Reinhard.

[der Papst]

In der Bundesrepublik Deutschland änderte man das Konzept: Nur noch eine Frequenz, dafür eine Vielzahl an Signalen - die Gründe kenne ich nicht, sie sind aber auch irrelevant.

Der Grund ist recht einleuchtend: Nur noch halb so viele Sirenen, auch wenn diese in einem Gehäuse (Doppelsirene) aufgebaut waren.

Diese Frequenz haben auch die HLS erhalten (warum sollten sie eine andere Frequenz haben als die E 57?).

Dass ist nicht so einfach. Die bekannten Motorsirenen haben Drehstrom-Motoren die sich an die Netzfrequenz (3000U/min) annähern.

Die HLS dagegen hat einen Gleichstrommotor. Und der arbeitet mit irgend einer Leistung mit der Last als Drehzahl-Gegenkopplung.
Und da diese Leistung selbst wieder drehzahlabhängig ist, läuft das auf irgend eine blöde Differentialgleichung raus, auf die ich jetzt wirklich keine Lust habe^^.

Der langen Rede kurzer Sinn: Man kann nicht davon ausgehen dass sich eine HLS wie eine Motorsirene verhält.
Die Drehzahl hängt massiv von der Belastung ab und im Betrieb mit aufgedrehter Pressluft könnte die Drehzahl massiv von einer Angabe am Gehäuse des Motors abweichen (Da die HLS-Hersteller die Motoren nicht selbst produzierten ist vermutlich die Drehzahl im optimalen Arbeitspunkt angegeben, das heißt aber noch lange nicht dass sie auch verwendet wurde.

Es wurde ja hier auch schon mal geschrieben, dass sich die Stromaufnahme vervielfacht wenn die Pressluft aufgedreht wird.

[ReinhardG]

Die Drehzahl hängt massiv von der Belastung ab und im Betrieb mit aufgedrehter Pressluft könnte die Drehzahl massiv von einer Angabe am Gehäuse des Motors abweichen (Da die HLS-Hersteller die Motoren nicht selbst produzierten ist vermutlich die Drehzahl im optimalen Arbeitspunkt angegeben, das heißt aber noch lange nicht dass sie auch verwendet wurde.

Ich denke nicht, dass die durch den Schallgeber strömende Pressluft den Motor stark belastet. Die Drehzahl weicht auch nicht massiv ab, die 420 Hz werden, das ist hörbar besonders, wenn eine HLS mit einer Motorsirene E57 zusammen zu hören ist, recht genau eingehalten. Und das entspricht nun mal bei 4 Ports recht gut der Nenndrehzahl. Einen abschwellenden Ton würdest du auch nicht bekommen, wenn die durchströmende Pressluft eine starke Auswirkung auf das Drehmoment hätte, denn dafür wird einfach die Motorspannung abgeschaltet und nicht etwa irgendwie heruntergeregelt. Die Drehzahl wird im übrigen nicht durch das Lastmoment geregelt, sondern durch einen Fliehkraftregler, der ist drei Nachrichten weiter oben im Bild zu sehen.

Es wurde ja hier auch schon mal geschrieben, dass sich die Stromaufnahme vervielfacht wenn die Pressluft aufgedreht wird.

Die vervielfacht sich beim Anlaufen bzw. bei jedem Hochlaufen, wenn ein Heulton erzeugt wird, aber das ist das normale Verhalten eines Kollektormotors. Dass dabei zufällig auch die Pressluft aufgedreht wird, spielt keine Rolle dafür, eher schon die Masse des Rotors aus massivem Kupfer.

[der Papst]

Die Drehzahl wird im übrigen nicht durch das Lastmoment geregelt, sondern durch einen Fliehkraftregler, der ist drei Nachrichten weiter oben im Bild zu sehen.

Danke, das war mir neu.
Ich habe mich immer gewundert wie die das so genau hinbekommen haben.

Die vervielfacht sich beim Anlaufen bzw. bei jedem Hochlaufen, wenn ein Heulton erzeugt wird, aber das ist das normale Verhalten eines Kollektormotors. Dass dabei zufällig auch die Pressluft aufgedreht wird, spielt keine Rolle dafür, eher schon die Masse des Rotors aus massivem Kupfer.

Nein, das war kein Zufall, sondern wurde hier irgendwann mal geschrieben.
Ich weiß nicht mehr woher das Forenmitglied die Daten hatte.

Damit sich aber der Strom des Motors vervielfacht, muss die Belastung durch die Preßluft nicht sehr stark sein.
Wenn der Motor samt Rotor mal auf Drehzahl ist, dann ist ja der Reibungsverlust im Lager die einzige Last.

[ReinhardG]

Nein, das war kein Zufall, sondern wurde hier irgendwann mal geschrieben.
Ich weiß nicht mehr woher das Forenmitglied die Daten hatte.

Damit sich aber der Strom des Motors vervielfacht, muss die Belastung durch die Preßluft nicht sehr stark sein.
Wenn der Motor samt Rotor mal auf Drehzahl ist, dann ist ja der Reibungsverlust im Lager die einzige Last.

Schreiben kann man viel.

Der Ablauf in einer HLS-Steuerung ist aber so, dass zuerst das Magnetventil für die Pressluft aufgeht und zeitgleich oder knapp danach die Motorspannung angelegt wird, sonst bekäme man das Hochlaufen nicht mit und das Klangbild wäre eher wie ein Schiffshorn und nicht wie eine Sirene. Es kommt im Betrieb überhaupt nicht vor, dass zuerst der Motor läuft und dann die Pressluft angestellt wird, und nochmal: Du würdest kein Herunterlaufen der Sirene hören (bei einer HLS charakteristisch mit voller Lautstärke), weil da einfach der Rotor im Leerlauf ausläuft. Wenn Du Dir so einen Kopf anguckst, so hat der nicht allzu viel rotierende Masse; wenn die Pressluft da irgendeine nennenswerte Belastung wäre, würde das Ding auf der Stelle stehenbleiben.

[Fahrradklingel]

Du würdest kein Herunterlaufen der Sirene hören (bei einer HLS charakteristisch mit voller Lautstärke), weil da einfach der Rotor im Leerlauf ausläuft. Wenn Du Dir so einen Kopf anguckst, so hat der nicht allzu viel rotierende Masse; wenn die Pressluft da irgendeine nennenswerte Belastung wäre, würde das Ding auf der Stelle stehenbleiben.

Wie erklärst du dann die bei diesem Video gut hörbare Tatsache, dass beim letzten Herunterlaufen die Lautstärke plötzlich (2:08) viel schwächer wird, und das Auslaufen dafür merkbar läger dauert?

[Hendi]

Die Luft ist ein eine wahrnehmbare Belastung. Wenn ich mich recht erinner erwähnte Joachim, daß der Dauerstrom des Zerhackermotors nach dem erheblich höheren Anlaufstrom sich ohne Luft auf einen geringeren Wert, ich glaube etwa 1/3 der angegebenen Stromaufnahme bei Druckluftzufuhr einpendelt. Wir haben dort auch einen HLS-Kopf laufenlassen - wenn Ihr Glück habt meldet sich einer, der sich die Ampere-Anzeige im Leerlauf genauer angesehen hat. Den könnte man mit der Nennstromaufnahme aus Wartungsbüchern oder so vergleichen

Gruß Hendi

[ReinhardG]

Die Luft ist ein eine wahrnehmbare Belastung. Wenn ich mich recht erinner erwähnte Joachim, daß der Dauerstrom des Zerhackermotors nach dem erheblich höheren Anlaufstrom sich ohne Luft auf einen geringeren Wert, ich glaube etwa 1/3 der angegebenen Stromaufnahme bei Druckluftzufuhr einpendelt. Wir haben dort auch einen HLS-Kopf laufenlassen - wenn Ihr Glück habt meldet sich einer, der sich die Ampere-Anzeige im Leerlauf genauer angesehen hat. Den könnte man mit der Nennstromaufnahme aus Wartungsbüchern oder so vergleichen

Dass das wahrnehmbar ist, will ich nicht bestreiten, aber es ist definitiv nicht so, dass die Motordrehzahl gegen die aus der durchströmenden Luft resultierende Belastung geregelt wird, sondern eben per Fliehkraftregler. Der Anlaufstrom hat erst mal nichts mit der Luft zu tun, sondern ist prinzipbedingt bei allen diesen Motoren. Jeder Staubsauger- oder Bohrmaschinenmotor, der prinzipiell nichts anderes ist, würde die normalen Haussicherungen beim Anlaufen ansprechen lassen, wenn da nicht eine Anlaufstrombegrenzung eingebaut wäre. Das macht bei Kollektormotoren vom Prinzip her keinen Unterschied, ob sie mit Gleich- oder Wechselspannung laufen. Die hohen Unterschiede in der Stromaufnahme dürften einfach in der Konstruktion des Motors liegen, da spielt die Last vielleicht eine geringe Rolle, aber nicht so viel, zumal dieser Rotor ja nicht für die Bewegung des Luftstromes sorgen muss wie eine selbstansaugende Motorsirene, sondern nur für dessen Modulation.

@Fahrradklingel: Ich höre da nichts. Wenn bei einer HLS keine Druckluft kommt und der Rotor weiterdreht, wird einfach der Ton leise und ist dann weg; vom weiterdrehenden Rotor hört man (außer ganz in der Nähe) nichts, weil der keinerlei Kompression bewirkt, sondern den Luftstrom, der zugeführt werden muss, nur zerhackt. Es gibt ein paar Aufnahmen, wo die Steuerung falsch eingestellt ist, da hört man sehr gut, wie der Ton beim Herunterlaufen einfach abbricht, weil das Luftventil zu früh schließt.

Gruß - Reinhard.

[Fahrradklingel]

Wenn du nichts hörst, solltest du mal den Ton einschalten ;-)

Nichtsdestotrotz kannst du in der Tondatei nach der Aussteuerung schauen und die Länge messen, dann wirst du das feststellen, was ich geschildert habe - auch ohne es zu hören...

Es ist ja auch nicht so, dass der Luftstrom sofort abreißt. Schließlich ist es ja ein Stück vom Ventil zum Rotor, und die Luft da muss erst mal raus. Also wird der Ton nach dem Abschalten des Ventils noch erzeugt, aber leiser.

[ReinhardG]

Es ist ja auch nicht so, dass der Luftstrom sofort abreißt. Schließlich ist es ja ein Stück vom Ventil zum Rotor, und die Luft da muss erst mal raus. Also wird der Ton nach dem Abschalten des Ventils noch erzeugt, aber leiser.

Ist ja eigentlich egal, woher der Luftdruck kommt - man braucht aber welchen, sonst hört man gar nichts, weil ein HLS-Rotor selbst praktisch keine Luftbewegung macht.

Ich schätze, die Luftleitung ist ein 25er Rohr, damit enthält jeder Meter Luftleitung einen knappen Liter Luft, immerhin. Ich habe irgendwas von 120 Liter/Minute Luftdurchsatz im Hinterkopf (kann aber jetzt auch sein, dass ich damit ganz falsch liege, keine Ahnung, woher ich das habe), das könnte also für ein paar Sekunden Ton reichen. Wobei man berücksichtigen muss, dass der Druck schnell abnimmt, also der Ton leise wird - aber so lange man noch was hört, ist auch noch Überdruck da.

Ich glaube, in der Dokumentation "Zone-Eins", die leider nicht mehr online ist, gab es sogar ein Dreiwege-Luftventil, das die Leitung zum Kopf entlüftet hat, wenn es die Luftzufuhr abstellte. Das war bei den schweizer HLS, deren Maschinenbunker irgendwo weit vor dem Haus unter dem Hof lag und die Sirene ein ganzes Stück weiter auf dem Dach montiert war. Da hat man also durchaus mit der Leitungslänge gerechnet - bei deutschen HLS ist das, soweit ich sehe, nicht der Fall.

Gruß - Reinhard.