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Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht

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Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht Empty Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht

Beitrag von OldieAndi Di 08 Jan 2019, 23:38

Hallo Dampfliebhaber,

meine "neue", ca. 40 Jahre alte Wilesco D20 hatte ich schon hier kurz vorgestellt: https://www.der-lustige-modellbauer.com/t31045-modelldampfmaschine-wilesco-d20

Nach den ersten Probeläufen musste ich allerdings feststellen, dass sich der Dampfdruck kaum über 0,5 bar steigern ließ. Der vorgesehene Betriebsdruchk liegt bei 1,5 bar. Damit lässt sich die Maschine selbst zwar betreiben, aber bei der Verwendung von Antriebsmodellen dürfte das doch eher unzureichend sein. Schuld am niedrigen Dampfdruck sind die Sicherheitsventile, also das Gewichtshebel- und und das Federsicherheitsventil. Beide sind nicht ausreichend dicht und lassen den mühsam erkochten Dampfdruck zu früh entweichen.

Also hatte ich bei Wilesco ein neues Federsicherheitsventil und als Ersatz für das heute nicht mehr angebotene (und zulässige) Gewichtshebelventil eine zumindest optisch ähnliche Dampfpfeife bestellt.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 1514

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Die Dampfeife verfügt über ein M5-Gewinde, benötigt wird aber zur Befestigung am Kessel ein M6-Gewinde. Dank des passenden Adapters ist das aber kein Problem.

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Die Montage der Dampfpfeife war problemlos, aber das Federsicherheitsventil ließ sich trotz eigentlich passenden M6-Gewindes nicht einschrauben. Falsche Steigung? Keine Ahnung. Um keine Gewalt anwenden zu müssen und möglichen Schäden vorzubeugen, musste wieder das alte Federsicherheitsventil ran. Dem hatte ich vorher aber noch eine wie beim neuen vorhandene, zusätzliche Dichtung verpasst.

Derart gewappnet und gut vorbereitet (wie ich zunächst dachte), wurde die Maschine in Betrieb genommen. Da aber bei einer Dampfmaschine bekanntlich auf Knopfdruck so rein gar nichts funktioniert, waren eine Vorbereitungen nötig. Hier die benötigten Hilfsmittel:

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Zunächst wurde das (destllierte!) Wasser im Topf auf dem Herd erhitzt und in den Kessel eingefüllt. Die vorherige Erwärmung verlängert deutlich die Betriebszeit.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 2014


Anschließend wurde das unbedingt notwendige Feuer (elektrische Beheizung ist pfui!) entzündet. Hier kommen die Nachfolger der Esbit-Würfel, die  Witabs von Wilesco, zum Einsatz:

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Während das Feuerchen das Wasser im Kessel allmählich zum Kochen bringt, bleibt Zeit für die anstehenden Schmierungen. Für den Zylinder und die anderen heissen Stellen wird das firmeneigene Dampföl (eigentlich ein hitzebeständiges Motoröl) verwendet:

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Schwungrad durchdrehen, damit das Öl in den Zylinder gesaugt wird:

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 2415


Andere heisse Schmierstellen nahe beim Zylinder:

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Die anderen Schmierstellen werden mit Feinmechanikeröl versorgt:

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Beitrag von OldieAndi Mi 09 Jan 2019, 00:00

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So, jetzt wird es spannend. Reichen die bisherigen Tuning-Maßnahmen? Das Wasser kocht und der Druck im Kessel steigt allmählich:

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Und schon tauchen die ersten Probleme auf. Der Hahn des Wasserablaufs hält nicht ganz dicht. Das war zu erwarten, ist aber nicht weiter schlimm, denn es hört von selber wieder auf:

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Als eigentliche Problemstellen erweisen sich die Dampfpfeife und das Überdruckventil. Bei der Dampfpfeife entweicht reichlich Dampf zwischen dem Adapter und der eigentlichen Dampfpfeife. Da habe ich wohl nicht fest geug angezogen. Das Sicherheitsventil lässt trotz Gummidichtungsring immer noch ebenfalls zuviel Dampf durch:

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So weit, so gut oder auch schlecht, das Maschinchen läuft trotzdem bei 0,5 bar:

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Dabei saut es auch ordentlich rum. So eine Dampfmaschine ist ja fast so etwas wie ein lebendiges Wesen:

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Das reichlich aus dem Dampfrohr ausströmende Abdampf-/Öl-/Wassergemisch muss zwischendurch mit einem Küchentuch entfernt werden, sonst gibt es noch mehr Sauerei.

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Beitrag von OldieAndi Mi 09 Jan 2019, 00:16

...

Nach der Feststellung der Mängel beim ersten Testlauf wurden diese so weit wie möglich behoben. Genau genommen, konnte ich nur bei der Dampfpfeife den Adapter fester anziehen. Das Federsicherheitsventil musste ich erst mal so hinnehmen.

Zweiter Testlauf: Die Dampfpfeife hielt nun dicht. Durch Niederhalten des Federsicherheitsventils (obacht, immer mit Vorsicht!) gelang es, den Betriebsdruck auf die vorgesehenen 1,5 bar zu steigern:

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Nach Betriebsende wurde natürlich das restliche Wasser aus dem Kessel abgelassen:

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Als Störquelle hat sich nun somit das Federsicherheitsventil herausgestellt. Es bläst zu früh ab. Im Vergleich des alten zum neuen Ventil zeigt sich ein Unterschied beim Druck, den die Federn aufbauen. Das alte Ventil ist weicher, das neue härter. Da ich das neue Ventil mangels passendes Gewindes nicht verwenden kann, überlege ich nun, wie ich die neue Feder auf auf das alte Ventil kriege. Mit irgendwie Ab- und Aufschrauben der Federn sollte das wohl möglich sein. Für konstruktive Vorschläge bin ich immer dankbar. Wink

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Schöne Grüße
Andreas
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Beitrag von Spur 1 Mi 09 Jan 2019, 00:19

Hallo Andi,

eine kleine Korrektur: "So eine Dampfmaschine ist ja fast so etwas wie ein lebendiges Wesen" - - das IST ein lebendiges Wesen!

Und das will verstanden werden wie eine Frau! Der Weg, den Du dahin gehst ist sehr gut, aber wohl noch ein wenig weiter....

Mit einem Zwinkern: Beste Grüße von Andy
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Beitrag von Babbedeckel-Tommy Mi 09 Jan 2019, 16:50

Hallo Andreas,

gewichtsbelastete Sicherheitsventile sind nur bei Spielzeugen verboten, eben weil man daran herumspielen kann. Bei Großkesseln sind sie unter strengen Voraussetzungen noch zulässig.

Gewichtsproblem:
Wiege einmal das Gewicht, und versuche dann etwas schwereres an seiner Stelle anzuhängen. Wenn das genaue Gewicht bis 1,5 bar ermittelt ist kann man ein neues Gewicht machen Winker 2

Federtausch:
Geht nicht so einfach.
Du könntest auch dünne U-Scheiben aufsägen, etwas biegen und sie zwischen Feder und Gewindebund klemmen. Dann wieder zurückbiegen, dass sie nicht abfallen.

Du kannst auch einmal die Steigung des alten Gewindes messen.
Das ist der Abstand zwischen zwei "Spitzen" des Gewindegangs.
M6x1 ist Regelgewinde (zwei Spitzen sind 1 mm auseinander), könnte M6x1,5 sein.


Alte Dichtungen kann man durch O-Ringe ersetzen.
Aus diesen Materialien können sie sein:
Code:
https://www.hendricks-indutec.de/o-ringe-bis-max-200c/

Gewinde kann man mit Teflonband sehr gut abdichten.
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Beitrag von OldieAndi Mi 09 Jan 2019, 22:27

Hallo Andy,

ja, man muss sich beidem behutsam annähern und mit Gefühl handhaben. Nicht zuviel Feuer, aber auch nicht zu wenig... Darüber ließen sich lange Abhandlungen schreiben. Grinsen Wink


Hallo Tommy,

danke Dir für Deine Hinweise. Noch ein paar Worte zu den Ventilen:

Das alte Gewichtshebel-Sicherheitsventil finde ich wunderschön. Das Problem liegt aber nicht am Gewicht, es ist das originale von Wilesco. Planmäßig soll es bei 2 bar öffnen, hängt das das Gewicht an der äußeren Kerbe. Hängt es an der inneren Kerbe, öffnet es bei 1 bar. Aber es ist an sich nicht (mehr) dicht. Der Hebelarm drückt auf den oben rausschauenden Stift, dieser wiederum auf die Kugel, die die Öffnung nach unten zum Kessel verschließt. Und genau dort ist es eben nicht (mehr) dicht. Ich hatte es mit einem kleinen O-Ring abzudichten versucht, passte aber alles nicht. Die als Ersatz verwendete neue Dampfpfeife tut nun aber, was sie soll, diese Problemstelle ist also beseitigt.

Während ich diese Zeilen schreibe, habe ich an den Federsicherheitsventilen rumgefummelt. Der Federtausch hat nun doch problemlos geklappt. Beim alten Ventil ließ sich die Feder ohne Schwierigkeiten abschrauben. Beim neuen Ventil musste ich etwas Gewalt anwenden und die untere Federhalterung mit der Zange verbiegen. Dann ließ sich auch deren Feder problemlos abschrauben. Das neue Federventil kann ich sowieso nicht mehr gebrauchen, das Gewinde hat tatsächlich eine geringere Steigung als das alte. Die neue Feder also ans alte Ventil dran, hält wunderbar. Zusätzlich hatte ich ihm einen O-Ring aus dem Tütchen mit diversen Dichtungen von Wilesco verpasst. Bei nächster Gelegenheit werde ich im Dampfbetrieb testen, ob die Operation den erhofften Erfolg einhält. Man wird sehen.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 4313


Ich sage mal so: Wenn alles auf Knopfdruck funktionieren würde, wäre es langweilig. Grinsen

Schöne Grüße
Andreas
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Beitrag von eydumpfbacke Do 10 Jan 2019, 13:20

Echt spannend und schön zu lesen... Cool
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Beitrag von Babbedeckel-Tommy Do 10 Jan 2019, 15:50

Hallo Andreas,

da ging der Federtausch also doch beim alten Ventil.

Und zitiere aus einem Film, wo es um eine Kokosnuss ging:

"Einfach aufschrauben??? shocked "
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Beitrag von maxl Do 10 Jan 2019, 21:21

Ja, Andreas, da kann ich nur zuschauen und die Daumen drücken. Einen eigenen Erfahrungsschatz kann ich zu dieser Thematik aus den bekannten Gründen nicht besteuern, wohl aber die Tatsache, dass ich exakt (?) dein Modell heute im Fachgeschäft glaube gesehen zu haben. Es wäre von Wilesco für knapp 200 € zu haben gewesen. Aber eine neue Maschine? Wie langweilig! Gruß Michael (maxl)
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Beitrag von OldieAndi Do 10 Jan 2019, 23:36

Hallo miteinander,

es bleibt spannend, oder wenigstens druckvoll oder auch weniger... Grinsen Wink

Weiter geht's mit der Versuchsreihe: Nach dem Upgrading des alten Federsicherheitsventils mit der neuen, starmmeren Feder wurde flugs der Kessel wieder angeheizt. Spannende Frage, was kömmt nu? Der Dampfdruck steigt mal wieder, und steigt...

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 4413

und bleibt bei 1 bar hängen. Rolling eyes Ab da pfeift dann der Dampf raus. Hat also das Tuning keinen Erfolg gebracht. Beim Betrieb sinkt der Druck dann wieder auf dünne 0,5 bar. Daumen runter

Was also tun bzw wie weiter? scratch

Da ich das alte Gewichtshebelventil nicht verloren geben wollte, habe ich mich diesem nochmals gewidmet. Das Problem schien mir bislang darin zu liegen, dass die Kugel dir Rohröffnung zum Kessel nicht richtig abdichtet. Also klaute ich von dem neuen, nicht mehr brauchbaren Federsicherheitsventil den winzigen O-Ring. Der hat genau die richtige Größe.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 4513


Der kam nun unten rein, Kugel drauf, Stift drauf. Ergebnis: Die Kugel lag nun höher, der Stift guckte zu weit raus und der Gewichtshebel drückte jetzt schon fast gegen die obere Begrenzung der Halterung. Also alles wieder auseinander genommen und Gummiring wieder entfernt. Rolling eyes
Nun wollte ich es aber wissen und das Gewichtshebelventil mal richtig testen, ob es wirklich so undicht ist, wie es mir schien. Also kam es wieder anstelle der neuen Dampfpfeife wieder an seinen gewohnten Platz. Das Gewinde, in dem das Federsicherheitsventil hinkommt, habe ich mit dem Deckel der Zylinderschmierung verschlossen, also dicht und ohne Ventilfunktion. Im Prinzip also eine umgekehrte Versuchsanordnung von zuvor (ein Federsicherheitsventil, eine druckdichte Dampfpfeife).

Ein Wort zur Sicherheit des Ganzen: Auf dem Kessel befindet sich immer noch ein Überdruckventil. Der Dampfdruck lässt sich durch Entfernen des Brennschiebers und das Betätigen der Dampfpfeife rasch senken. Bisher war es schwierig, den regulären Dampfdruck von 1,5 bar überhaupt zu erreichen. Dennoch möchte ich mein Vorgehen nicht zur Nachahmung verstanden wissen. Ich schildere hier lediglich meine Vorgehensweise, die ich auf völlig eigene Verantwortung und sehr bewusst vornehme.

Nun also zum Versuch. Um das Ergebnis vorweg zu nehmen, das Gewichtshebel-Sicherheitsventil funktioniert ganz so, wie es soll. Während des langsam steigenden Dampfdrucks fängt es bei etwa 1,2 -1,3 bar an zu säuseln, ein klein wenig Dampf entweicht also in kleinen Wölkchen. Der Druck steigt letztlich bis zu den gewünschten 1,5 bar und wird auch dort gehalten. Darüber hinausgehender Druck wird abgeblasen.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 4613

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 4713


Würde die Maschine nun in Betrieb gesetzt und somit dem Kessel Dampf entnommen, würde der Druck um ca. 0,5 bar abfallen. Somit sollte dem Betrieb von Antriebsmodellen nichts mehr im Wege stehen. Very Happy
Ich freue mich, das schöne, alte Gewichtshebelventil doch verwenden zu können. Und als besonderes Leckerli muss man einfach deren Dampfpfeife bezeichnen. Sie pfeift nämlich genau so, wie es eine Dampfpfeife soll: Laut, kraftvoll, mit kräftigem Dampfstrahl und mit eben diesem Ton, den nur eine Dampfpfeife kann. Herrlich! Very Happy Very Happy

Wer nun denkt, wie nervig solche Versuche sein müssen, der irrt. Eben das macht die Sache so reizvoll und mir einen Riesenspaß. Wenigstens bei der alten Mechanik und nicht bei irgendwelchen Kämpfen mit der Software auf PC oder Smartphone. Wink

So weit für heute und schöne Grüße
Andreas


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Beitrag von maxl Fr 11 Jan 2019, 10:17

Meine Gratulation, Andreas! Freundschaft Gruß Michael (maxl)
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Beitrag von Spur 1 Fr 11 Jan 2019, 10:29

Hallo Andi,

das Kind im Manne!

Und nebenbei lernt man die Technik immer ein kleines bisschen mehr zu verstehen.

Das Teil muss ich irgendwann mal live sehen!

Beste Grüße von Andy
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Beitrag von Schlossherr Fr 11 Jan 2019, 12:39

Andreas schrieb:Wer nun denkt, wie nervig solche Versuche sein müssen, der irrt. Eben das macht die Sache so reizvoll und mir einen Riesenspaß. Wenigstens bei der alten Mechanik und nicht bei irgendwelchen Kämpfen mit der Software auf PC oder Smartphone.  Wink

.......jo, und dann dazu noch dieses typische Geruchsgemisch aus Wasserdampf, Esbitverbrennung und Öl.......ich habe es beim Betrachten der Bilder sofort wieder in der Nase......

Danke für Deinen so ausführlichen Bericht Andreas
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Beitrag von OldieAndi So 27 Jan 2019, 20:51

Hallo miteinander,

Danke Euch fürs Vorbeischauen und das Mitgefühl. sunny


So, jetzt wird es ernst. Die D20 muss ihre Qualitäten als Antriebsmaschine beweisen. Mittlerweile habe ich die Maschine auf eine Grundplatte (Siebdruckplatte) montiert, auf der auch noch Platz für die Transmissionen ist. Das undichte Federsicherheitsventil habe ich durch eine zusätzliche Dampfpfeife ersetzt, die der alten optisch recht ähnlich ist. Akkustisch kann sie gegenüber der alten zwar nicht mithalten, aber immerhin hält sie dicht. So lässt sich der gewünschte Druck im Kessel ohne Schwierigkeiten erreichen.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 013

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 0a12


Dank Geburtstag bin ich nun auch stolzer Besitzer einer Winkeltransmission. Dadurch kann ich die Antriebsmodelle auch seitlich platzieren, wo sie nicht so sehr dem herausgeschleuderten Öl des Triebwerkes ausgesetzt sind. Die Antriebsspiralen sind elastisch. Der richtigen Abstand der Transmission zur Dampfmaschine (nicht zu wenig, nicht zu viel Spannung) lässt sich durch Ausprobieren gut herausfinden. Die Antriebsrollen lassen sich auf der Achse verschieben und auch durch weitere Rollen ergänzen.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 118


Da man bei den verschiedenen Antriebsmodellen unterschiedliche Drehzahlen benötigt, finden sich sowohl beim Antrieb gebenden Schwungrad als auch bei der weiterleitenden Transmission Laufrollen unterschiedlicher Durchmesser.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 218

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 316


Als (mein erstes) Antriebsmodell hatte ich das "(Mechanische) Theater" von UGEARS vorgesehen. Die Antriebsspirale wird beim Schwungrad angelegt. Dieses dreht sich ohnehin recht schnell, so dass es vermutlich und hoffentlich mit dem Antrieb harmonieren sollte. Mal schauen!  

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 414

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 515


Erster Test mit der Winkeltransmission:

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 616

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 717


Läuft! Very Happy Die Zahnräder auf der Ecke müssen ziemlich genau eingestellt werden und machen dann immer noch einen Mordsradau, aber es dreht sich wie gewünscht.


Jetzt wird es wirklich spannend. Wie verhält sich das Theater beim Dampfantrieb wirklich? Es hilft nichts, Versuch macht kluch. Also Dampfregler öffnen, das Schwungrad in die richtige (!) Richtung drehen und eine moderate Drehzahl am Regler einstellen. Und siehe da, es funktioniert! Die Einstellungen von Drehzahl und Antriebsriemen (Untersetzung) passen super. Die Mechanik des Theaters dreht sich so schnell bzw. langsam wie gewünscht. Herrlich! 2 Daumen

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 816

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 916


Ja, das macht Spaß und hält jung. sunny
Nun muss ich mir noch eine geeignete Befestigung für das Theater ausdenken. Auch der Kessel hält während des Betriebes einen ordentlichen Druck bei. Nur die Antriebsspirale vom Schwungrad zur Transmission drehte sich zum Schluss nicht mehr. Sie hatte wohl irgendwo her Schmieröl abgekriegt, sie rutschte auf der Antriebsrolle durch. Aber das kriege ich auch noch hin.

Es wird auch deutlich spürbar, wenn die Feuerung nachlässt. Der Dampfdruck sinkt dann kontinuierlich. Bevor die Tabs ganz heruntergebrannt sind, wird der Brennschieber herausgenommen und auf eine feuerfeste Unterlage (hier alte Fliesen) gestellt. So kann der Brennschieber beim Erkalten innen drin nicht verkleben.

Dampfmaschine Wilesco D20 - Betriebsbericht 1016

Die erste richtige Arbeitserprobung verlief somit erfolgreich und ermutigt zu weiteren Experimenten! Very Happy

Schöne Grüße
Andreas
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Beitrag von Babbedeckel-Tommy So 03 Feb 2019, 17:20

Hallo Andreas,

da fehlen jetzt nur noch Filmchen Pfeffer sunny
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Beitrag von OldieAndi So 03 Feb 2019, 21:10

Hallo Tommy,

Du Scherzkeks. Roofl Da hängt doch ein recht ordentlicher Aufwand dran: Erstmal müsste ich ein ansehliches Studio einrichten, denn in meinem Hobbykeller sieht es eben so aus wie auf den Fotos zu erahnen ist. Die Fotos kann man ja noch so gestalten, dass das Schlimmste verborgen bleibt. Aber im Film sieht man mehr, als man wirklich sehen will. Das zum Einen. Dann fehlt mir noch eine Filmkamera, die ich auf ein Stativ setzen kann. Verwackelte Aufnahmen mit dem Smartphone, na, ich weiß nicht. Und dann bleiben immer noch die Bearbeitung des Filmwerks mit Schnitt und Gema-freier musikalischer Untermalung. Oder ich muss selber singen... Und zu guter Letzt steht noch die Herausforderung, das Machwerk bei Deine-Röhre zu publizieren. Es hängen also noch einige Herausforderungen dran. Man könnte auch sagen: Zusätzliche Arbeit.Embarassed

Aber natürlich lässt sich ein Betriebsmodell samt Zubehör in bewegten Bildern anschaulicher präsentieren als auf Standbildern. Für Hilfestellung bin ich immer dankbar.Wink

Ich warte und warte derzeit noch auf Ersatzteile. Zudem hätte ich gerne noch mehr Antriebsmodelle in petto. Manche davon (Karton-Automaten) muss ich zuvor erst noch bauen. Die fertigen Antriebsmodelle aus Blech sind sehr schön, kosten aber auch ein bißchen bis ein bißchen viel Geld. Und ein wenig Bastelspaß will ich auch haben.Grinsen Also bitte noch etwas Geduld.

Schöne Grüße
Andreas
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Beitrag von ullie46 So 03 Feb 2019, 23:22

Hallo Andreas,

wenn Du Kartonautomaten baust, bin ich dabei. Erste Reihe, am Fenster.
Bin gespannt, wie Du die dann für Dauerbetrieb modifizierst.
Könnte ich mir zumindest vorstellen, dass Du das machst, weil es wahrscheinlich nötig ist.

Ich warte dann mal gespannt ab.

Gruß

Ulrich
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