DAMPF 43: Auslegung von (Modell-)Dampfmaschinen

Sehr ausführliche Bauanleitung mit Zeichnungen für eine zweizylindrige, doppelt wirkende, schrägliegende Gleichstrom-Dampfmaschine für Schiffsmodelle. Entwicklung, Konstruktion, Betrieb und Literaturhinweise.

Dampfsteuerungen: Oszillierende, Expansions- und Volldruckmaschinen, Schiebergesteuerte Maschinen, Gleichstrommaschinen, Ventil- und Turbinensteuerung. Zahlreiche aussagekräftige Skizzen. Bauanleitung mit Zeichnungen für ein Umsteuerventil und für eine Turbinensteuerung.

Speedy Steam mit Dampfturbine (Karl Svimbersky) Entwicklung und Konzept. Ausführliche Baubeschreibung mit vielen Skizzen und Fotos.

Baubeschreibung der liegenden Schiffsdampfmaschine des Salon-Raddampfers „Gallia" im Maßstab 1:25, sowie die Beschreibung des Dampfers und der Maschinenanlage des Originals welches heute noch auf dem Vierwaldstättersees in der Schweiz seinen Dienst verrichtet.

Mit einem immer größer werdenden Interessentenkreis für Modell-Dampfmaschinen stieg auch das Angebot an handwerklich und industriell gefertigten Anlagen. Das Bestreben in den letzten Jahren ging dahin, durch Vereinfachungen, den Preis in vertretbaren Grenzen zu halten bzw. den Selbstbau zu erleichtern. Zwangsläufig kommen bei dieser Entwicklung die im Großbau üblichen – und auch bei Modellausführungen zu verwirklichenden – Zusatzeinrichtungen wie Speisewasserpumpe, Zylinderölpresse, Kondensator und Kühlwasserpumpe zu kurz. Da eine Reihe Modellbauer an einem weitgehend vorbildgetreuen Dampfbetrieb interessiert sind, soll hier eine entsprechende Anlage vorgestellt werden. Bewusst wurde die Maschinenkonstruktion in einzelne Bauabschnitte aufgeteilt. Hierdurch ist es möglich, die jeweiligen Funktionen besser zu erkennen und neben dem Bau der kompletten Maschine auch Teile derselben für Erweiterungen bestehender Anlagen zu verwenden. Änderungen/Korrekturen: Ein zusätzlicher Ergänzungsbauplan sowie eine Zeichnung stehen unter unten aufgeführtem Links zur Verfügung

In dieser Ausgabe der Reihe DAMPF beschreibt Jens Hinrichsen anhand von ausführlichen Zeichnungen sowie Stücklisten und Fotografien den Bau seiner doppeltwirkenden Zweizylinder-Dampfmaschine mit Marshall-Steuerung und Muschelschiebern. Die Maschine ist zusätzlich mit einem einstufigen Getriebe und einer Zweizylinder-Wasserpumpe ausgerüstet. Die Baubeschreibung enthält Materialangaben der einzelnen Bauteile. Ein Kapitel widmet sich der Fertigung und Montage. Hilfreiche Informationen zur Materialbeschaffung finden sich wie gewohnt im Bezugs- und Quellenhinweis; weiterführende Literatur im gleichnamigen Verzeichnis.Zum Einlaufen der Dampfmaschine wird ein Gleichstrommotor verwendet. Ein Versuchsaufbau zur Leistungsbestimmung wird anhand eines Schaltplanes beschrieben. Diagramme und Tabellen mit Messdaten dienen zum Vergleich für eigene Messreihen.

Dampf 29/30 beschreibt den Bau einer Dampffeuerspritze der beiden englischen Ingenieure Shand & Mason im Maßstab 1:6. Die ab ca. 1889 produzierte zweizylindrige Feuerspritze, die als Vorbild für die Modellversion dient, war auch bei der Hamburger Feuerwehr im Einsatz. Für den Bau dieser Maschinen sollte der Zugang zu einer gut ausgerüsteten Werkstatt vorhanden sein. Neben den im Dampfmaschinenmodellbau üblichen Dreh- und Fräsarbeiten fallen hier auch ungewöhnliche Tätigkeiten an, wie z. B. der Bau der Holzräder oder das Drücken der Kesselverkleidung aus Messingblech. Die Lackierung und Linierung erfordern eine ruhige Hand und eine Portion Ausdauer. Der Modellbauer wird aber auch für seine Mühen belohnt. Es entsteht eine vollständig funktionsfähige Maschine, die auch als Schaustück viel Bewunderung finden wird. Die Zeichnungen des vorgestellten Modells wurden vollständig neu mit einer modernen CAD-Software erstellt. Stufenweise werden die einzelnen Baugruppen beschrieben, sodass der Modellbauer in die Lage versetzt wird, dieses interessante Modell selbst nachzubauen. Auch der wenig geübte Interessent erhält durch die detaillierte Beschreibung der Arbeitsschritte die Möglichkeit des Selbstbaues. Alle ungewöhnlichen Arbeiten werden eingehend vorgestellt. Soweit Hilfsvorrichtungen zur Herstellung der Teile erforderlich sind, werden diese ebenfalls dargestellt.

Haben Sie nicht schon zeitweise mit dem Gedanken gespielt, eine ganz einfache Dampfmaschine bauen zu wollen? Sie beginnen in den verschiedensten Fachzeitschriften und Büchern zu suchen oder müssen das eigene Gehirn bemühen, um vorhandene Ideen in ein brauchbares Ergebnis umzusetzen. Das kann unter Umständen sehr unterhaltsam sein, manchmal jedoch sehr mühsam und zeitraubend. Und dann haben Sie endlich etwas gefunden, was Ihrem Geschmack entspricht, aber leider nur in Englisch oder kein Bauplan greifbar. Wenig Erfahrenen im Dampfmodellbau fehlen dann aber auch noch die Grundlagen zum Bau solcher Dampfmaschinen und -anlagen. Und welch fortgeschrittener Modellbauer würde nicht mal gerne aus vorhandenen Bauplänen eine brauchbare Maschine oder Anlage zusammenstellen und bauen, ohne große Sucherei, etwas Einfaches, Bewährtes geradeso zum Spaß und Zeitvertreib (neudeutsch: just for fun). Das in diesem Band Beschriebene und Vorgestellte soll nun jedem Interessierten am Dampfmodellbau hilfreich sein, gleich welches Wissen und Können er hat. Die Anforderungen an die Ausrüstung der Hobbywerkstatt sind nicht allzu hoch, gleichwohl sollte eine Tischbohrmaschine, eine kleine Drehmaschine (oder die Möglichkeit eine nutzen zu können) und ein Schraubstock vorhanden sein. Etwas Erfahrung oder Grundkenntnisse in der Metallbearbeitung wären von Vorteil, denn ganz ohne Fachwissen geht es schlecht. Die hier vorliegende Sammlung von einfachen Bauplänen soll letztendlich Unterhaltung und Anregung sein, soll animieren diese kleineren Dampfmaschinchen und -anlagen nachzubauen. Die benötigte Bauzeit liegt zwischen 15 und höchstens 100 Stunden, bei der Dampfmaschinenanlage für die Dampfpinasse bei ca. 250 Stunden. Diese Zeitangaben gelten hauptsächlich für Anfänger, Fortgeschrittene dürften etwas weniger Bauzeit benötigen. Das Erfolgserlebnis, nach einer kurzen Bauzeit ein funktionierendes mechanisches „Wunderwerk" in der Hand zu halten, ist schon recht groß und treibt den Spaßfaktor maßgeblich in die Höhe.

Modelldampfmaschinen mit Drehschiebersteuerung gibt es viele und auch die technische Umsetzung unter den Modellbaukollegen zeigt eine beachtliche Kreativität. Am Anfang dieses Projekts stand aber eine besondere Aufgabenstellung. Ein einfacher, wartungsarmer Dampfantrieb mit ausreichender Leistung, um ein Modellboot anzutreiben, sollte entstehen. Entstanden ist ein Dampfmotor, der mit so mancher Tradition im Dampfmodellbau bricht und modernere Antriebs- und Steuerungslösungen in sich vereint. Abgerundet wird das Gesamtkonzept durch die Dimensionierung eines Dampfkessels und den Bau einer Vorrichtung zur Messung der Leistung. Der Autor stellt in dieser Ausgabe die unterschiedlichen Drehschiebervarianten vor und geht intensiv auf die Drehschieberdimensionierung ein. Von den theoretischen Grundlagen zur Leistungsmessung über den Bau eines Leistungsprüfstandes geht es thematisch weiter zur Auswertung der Leistungsmessung. Die wärmetechnische Berechnung des Dampfkessels fehlt ebenso wenig wie die Betrachtung zum Festigkeitsnachweis. Das Buch beinhaltet alle zum Bau des Dampfmotors erforderlichen Informationen inklusive der Zeichnungssätze, Baubeschreibungen und Berechnungen für den Dampfmotor und Dampfkessel sowie der Presse zur Herstellung der Kesselböden.

In diesem Buch werden zwei Dampfmaschinen beschrieben, bei denen die Kraftumlenkung, Kolbenstange und Pleuel nicht durch eine Kreuzkopfführung oder Ähnliches unterstützt wird, sondern durch eine Gelenkkette. Die Maschinen sind gekennzeichnet durch: Der Kolbenstangenkopf wird durch eine Viergelenkkette auf einer Geraden geführt. Die Steuerung der Dampfzufuhr erfolgt durch Drehschieber. Die Drehschieber sind in der Kurbelwelle integriert. Woher stammt die Idee, eine solche Maschine zu konstruieren und zu bauen? Im Internet sind unterschiedliche Animationen der Bewegungsabläufe von Dampfmaschinen zu sehen, und eine dieser Animationen war mit „Unknown Beam“ tituliert. Der Aufbau dieser „Unknown Beam“ schien recht einfach und es reizte den Autoren, auch den Grad der Genauigkeit dieser Art der Geradführung zu ermitteln. Die Kolbenstange der „Unknown Beam“ wird durch eine viergliedrige Gelenkkette geführt, genauer ist es eine Kurbelschwinge. Im Internet war auch der Hinweis auf den Ursprung dieser Geradführung zu finden. Diese Art der Geradführung ist bereits im Jahre 1871 in einem amerikanischen Buch mit dem Titel: Five Hundred and Seven Mechanical Movements von Henry T. Brown in New York erschienen.

Die Escher-Wyss-Schiffsdampfmaschine von 1862 ist eine „Woolfsche Maschine“. Sie ist schrägliegend mit Seitenhebel und zwei mal zwei Zylindern. Die Umsteuerung erfolgt nach Stephenson. Die Einheit verfügt über einen Kondensator mit Luftpumpe mit einem eigenständigen Dampfantrieb. Eine Speisepumpe ergänzt das Ganze. Die von Josef Reineck in diesem Buch vorgestellte Maschine entwickelte Escher Wyss in dieser Form Ende der 1850er-Jahre. Eine komplette Maschine wurde 1862 in London auf der Weltausstellung gezeigt. Dort fand sie aufgrund ihrer gelungenen Konstruktion großes Interesse. Sogar in der damals bereits mit großer Auflage verlegten wöchentlichen Ausgabe von „The Engineer“ erschien ein Artikel mit Abbildung. Die ausführliche Baubeschreibung mit Zeichensatz und Stückliste, auf der alle benötigten Teile aufgeführt sind, ermöglicht den Nachbau dieser wunderschönen, voll funktionsfähigen Schiffsdampfmaschine.