Das Wettringer Modellbauforum

Die Umbauten an den Drehmaschinen sind fast beendet, an der Dema muß ich nur noch die Späneauffangwanne anbauen und einen Schutz für den Antrieb dranmurksen. Danach geht es hier weiter.

@ Andreas: Dampfen wird es sicherlich, die Frage ist nur, ob sich das Schiff auch dadurch bewegt. Falls Du oder jemand anders sich in diese (auch für mich noch weitgehend) unbekannte Welt wagen möchte, kann ich aus dem vth- Verlag das Buch "Die Dampfmaschine" von Alfred Bachmann und Werner Baumgartner empfehlen. Darin wird der Bau einfacher Modelle erklärt, ohne den Einsatz von Werkzeugmaschinen. Meine erste Maschine habe ich nach diesen Vorbildern gebaut, der Kessel war eine leere Butangas-Kartusche einer Lötlampe. Aber Vorsicht ist geboten, das Thema kann zu einer chronischen Infektion werden.

@Josch: Als Packung für die Stopfbuchsen nehme ich Teflonschnur. Das wird dicht und der Widerstand für die Kolbenstange ist minimal.

Kurz noch etwas zum Einspannen der Zylinderdeckel für das Ausbohren: die Deckel habe ich mit dem Absatz in ein Bohrfutter im Reitstock geklemmt, und damit im Spannfutter ausgerichtet. Erst nachdem ich die Spannzange festgezogen habe, wurde das Bohrfutter wieder gelöst. Aufgrund der geringen Stärke des Deckels ist ein freihändiges Einspannen quasi unmöglich, das Teil würde beim Drehen sonst "eiern".
Viele Grüße,
Matthias

Wie schon angekündigt, habe ich mich die letzten Tage unter anderem um die Montage der Maschine gekümmert. Zuerst mußte ich noch ein paar Teile anfertigen. Das Umrüsten der Dema auf einen frequenzgesteuerten Drehstrommotor hat sich absolut ausgezahlt. Das ist ein ganz anderes Arbeiten jetzt.



Auf dem Bild seht Ihr links vorne eine Schwungscheibe. Obwohl die Maschine an sich selbstanlaufend ist und daher eigentlich kein Schwungrad benötigt, läuft sie mit einem solchen doch gleichmäßiger. Rechts ist das Maschinenfundament zu sehen. Das habe ich aus 4 L- Messingprofilen hart zusammengelötet (mit den entsprechenden Anfänger-Kollateralschäden) . Aus Gewichtsgründen habe ich keine massive Platte genommen. Die beiden Längsprofile wurden an zwei Stellen eingesägt, und dort die Querprofile eingesetzt. An den Querrillen der Oberfläche ist das deutlich zu sehen. Diese Konstruktion ist leicht und doch verwindungssteif. Das Teil in der Mitte ist ein weiterer Lagerbock, auch wieder mit Lagerbuchse aus Bronze. Danach wurden der Maschinenträger mit dem Hauptlager und der hintere Lagerbock lose verschraubt und so ausgerichtet, daß die Welle leichtgängig ist:




Danach wurde das vordere Lager montiert. Da ich vorhabe, eine Speisewasserpumpe anzutreiben, brauche ich dieses Lager, zumal sich auf dieser Seite der Maschine die Schwungscheibe befinden wird. Den V-Träger für die Zylinder habe ich noch etwas ausgesägt:



Wozu, sieht man auf dem nächsten Bild: Über die Welle soll eine Konsole, auf der das Fahrventil seine Platz finden wird.



Die Schungscheibe bekommt noch zwei Distanzhülsen, danach werden die Spiegel mit den Zylindern montiert, die Kolben eingebaut und die Kolbenstangen eingestellt.
Morgen muß ich zwei Tage beruflich weg, danach geht´s damit weiter.
Viele Grüße,
Matthias

Die erste Etappe ist fast geschafft. Zuerst habe ich heute die Spiegel am Träger verschraubt, und die Zylinder montiert:



Für die Deckel der Zylinder habe ich danach Dichtungen gefertigt. Den Ablauf sieht man von links nach rechts:



Aus dem Dichtungsmaterial wurde zuerst eine 20 mm-Scheibe mit einem Locheisen ausgestanzt, danach mit Augenmaß ein 10er Loch in die ungefähre Mitte geschlagen. Nach Passprobe und anreißen auf dem Zylinder habe ich zuletzt die Löcher für die Schrauben ausgestanzt. Dafür habe ich den Rest eines abgerissenen M 2,5 er Gewindebohrers plan geschliffen und damit die Löcher auf Hartholzunterlage in die Dichtung geschlagen. Als nächstes habe ich die Lager der Kolbenstangen auf den Kurbelzapfen geschraubt und die Kolben eingesetzt:



Die Kolbenstangen wurde soweit in das Lager gedreht, bis der Kolben im oberen Totpunkt eben so unter der Dampfbohrung ist:



In den Stopfbuchsen ist noch keine Packung, und die Zylinder haben auch noch keine Dichtung. Das erste Einlaufen mache ich ohne diese Dichtungen, da ich hier nur mit Luft arbeiten werde, und ein bisschen Verlust da nicht so tragisch ist. Die nächste Arbeit war dann das Anfertigen und Montieren der Konsole für das Fahrventil und natürlich des Ventils selbst.



Für die Leitungen zwischen Ventil und Spiegeln nehme ich weiches 4 x 0,5 mm Kupferrohr. Für die Anschlüsse weite ich die Enden konisch auf. Dafür habe ich einen Holzklotz mit einem 4er Loch, der in der Mitte geteilt ist. Damit wird das Rohrende im schraubstock eingespannt.



Dann wird mit einem angespitzten Rundeisen mit Hammerschlägen undständigem Drehen das Rohr geweitet:



Wenn man das an beiden Enden so macht sieht das dann so aus:



Natürlich sollte man daran denken, vor dem zweiten Aufweiten die Überwurfmuttern richtig herum auf das Rohr schieben.
Was dann folgte, war eine ziemliche Fummelei. Wenn man die Kupferrohre vorher ausglüht, lassen sie sich recht gut biegen. Bei engen Radien muß man aber trotzdem aufpassen, daß es keine Verengung gibt. Das Ergebnis des heutigen Tages:



Und von der anderen Seite:



Jetzt sieht das schon nach Maschine aus. Einen kurzen Probelauf mit Preßluft hat das Aggregat auch schon hinter sich. Es läuft in beiden Richtungen problemlos an. Die nächsten Arbeiten sind das Einlaufenlassen der Maschine mit Preßluft, und dann einen Probelauf mit Dampf. Danach werde ich an den Bau des Kessels gehen. Aber zuerst muß ich bis zum 9. Januar 2014 noch einiges an Noten schreiben, daher wird es hier in den nächsten Tagen etwas ruhiger.
Ich wünsche Euch allen einen guten Rutsch ins neue Jahr!

Kurzer Zwischenbericht:
das Maschinchen ist heute Vormittag ca. 2,5 Stunden mit Preßluft gelaufen. Jetzt heißt es, die Maschine wieder auseinanderzubauen und zu reinigen, um den Abrieb des Einlaufens zu entfernen. Beim erneuten Zusammenbau werden dann auch die noch fehlenden Dichtungen ergänzt. Danach ist noch einmal Luftbetrieb angesagt. Denn wenn da irgend etwas noch nicht richtig funktioniert, verbrüht man sich nicht so leicht die Finger als im Dampfbetrieb. Vor dem Probebetrieb mit meinem Versuchskessel muß ich noch einen Öler bauen, damit der Dampf immer eine gewisse Menge Öl in die Maschine mitbringt. Aber dazu mehr beim nächsten Mal.
Viele Grüße,
Matthias

Hallo Johann,
verglichen mit dem, was Du und andere hier zeigen, ist das hier grobmotorischer Makromodus, da verkrieche ich mich ins hinterste Loch. Wenn man sich in diese Materie einliest und die wichtigen Dinge beachtet, ist es gar nicht schwierig, eine funktionierende Dampfmaschine zu bauen.
Viele Grüße,
Matthias

Hallo Ihr,
im Bereich des technischen Modellbaus bin ich ein kleines Licht, da gibt es ganz andere "Koniferen" ! Natürlich versuche ich besser zu werden, und einige Dinge kriege ich auch schon besser hin als ganz am Anfang. Trotzdem freue ich mich über natürlich Euer Interesse und Euer Lob.
Viele Grüße,
Matthias

Bevor die Maschine mit Dampf in Betrieb gehen kann, benötige ich noch ein paar Kleinigkeiten. Die Dampfleitung zwischen Kessel und Regelventil wird aus Kupferrohr 5x1 mm gefertigt. Dafür brauche ich noch Überwurfmuttern. Wie ich die herstelle, habe ich ja schon geschildert. Also habe ich 10er Rundmessing genommen, aufgebohrt und das Gewinde MF 8 x 0,75 eingeschnitten. Zuerst war geplant, mit 8 x 0,5 zu arbeiten, jedoch hat es sich herausgestellt, daß dieses Gewinde zu empfindlich für diesen Zweck ist. da aber die Anschlüsse am Ventil schon damit gefertigt wurden, war da Auswechseln angesagt. Die Muttern für die 5er Leitungen sollten eine Schlüsselfläche von 10 mm bekommen, was bedeutet, daß ich als "Deckel" der Überwurfmuttern Messingscheiben brauche, deren Durchmesser größer als 12 mm ist. Hatte ich aber nicht. Daher habe ich einen Versuch gestartet, stattdessen 14 x14 mm Quadrate zu verwenden:



Die Quadrate habe ich in das Vierbackenfutter der Drehmaschine eingespannt und einen kleinen Absatz eingedreht, damit das Gewindeteil besser mittig gelötet werden kann. Nach dem Verlöten habe ich die Schlüsselfläche gefräst. Da der Fräser je nach Stellung der Mutter viel Material wegnehmen muß, hat es mir eine Mutter dabei im Spannfutter verdreht. Daher habe ich folgendes Verfahren angewendet: Nicht Fräsen, sondern Sägen:



Fertig:



Dem Zudampf muß beim Betrieb der Maschine Öl zudosiert werden. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten. Ich habe mich für einen Verdrängungsöler entschieden:



Das Mittelteil ist ein Stück eines 15er Kupferrohres. Oben und unten kommen Messinganschlüsse mit Gewinden MF 10 x 0,75. Durch das Kupferrohr wird das unten zu sehende Messingrohr durchgeführt. In dem mittig angedrehten Absatz ist eine 0,5 mm-Bohrung. Das Dampfrohr wird so in dem Öler verlötet, daß das Loch nach oben zeigt. Durch dieses Loch strömt eine geringe Menge Dampf in den Ölbehälter und kondensiert dort. Dadurch wird der Ölspiegel ständig angehoben, und Öl durch die Bohrung in den Dampfstrom gedrückt. Somit ist eine kontinuierlich Schmierung der Zylinder gewährleistet. Nach dem Verlöten sieht das dann so aus:



Jetzt müßte ich nur noch zwei Stopfen mit MF 10 x 0,75 fertigen, und der Öler wäre betriebsbereit. Aber ich habe nur einen Stopfen gemacht, nämlich den für die (obere) Einfüllöffnung. Für den Auslaß habe ich mir etwas raffinierteres überlegt, was später im Betrieb viel praktikabler sein wird: da kommt ein Ablasshahn dran. 12er Rundmessing, Absatz gedreht mit Durchmesser 10 mm, Gewinde MF 10 x 0,75 als Anschluß, und die Ausgangsseite mit einem vorhandenen Formdrehstahl vorgedreht:



Danach wurde ein Loch quer durch den Ventilkörper gebohrt. Dieses Loch habe ich mit einer 1:50 Konus-Reibahle aufgerieben. Die Reibahle habe ich dann in die Uhrmacherdrehmaschine gespannt, daran den Obersupport eingerichtet, und damit das konische, sogenannte Küken gedreht:



das Küken habe ich eingepasst, fertiggedreht und ein Gewinde für eine Sicherungsmutter geschnitten.



Rechts seht Ihr noch den Griff, der in das Küken geschraubt wird. Das Ventil habe ich zusammengebaut und dann die Durchgangsborung eingebracht. Dazu habe ich komplette Ventil in die Drehmaschine gespannt.



Der Ventilkörper hat dann noch ein etwas eleganteres Aussehen erhalten und wartet einträchtig mit dem Stopfen auf den Einbau:



Was dann auch so geschah, nachdem der vom Hund ziemlich deutlich geforderte Abendspaziergang absolviert war:



Im nächsten Schritt werden die Dichtungen in die Maschine eingesetzt, und die Probeläufe fortgesetzt. Wie schon geschrieben, zuerst noch einmal mit Luft, und dann endlich mit Dampf. Da der kleine Testkessel nur auf 1,5 bar Arbeitsdruck ausgelegt ist, werde ich die volle Leistung der Maschine sicher nicht erreichen.
Bis dahin,
Matthias

Heute war noch mal Probelauf mit Luft angesagt, nach dem die Dichtungen montiert wurden. Der Steuerbord-Kolben muß nochmal raus, die Dichtung hält nicht, da muß ich eine neue Dichtung einbauen. Vielleicht ersetze ich die Teflonschnur wie bei meiner ersten Maschine durch eine mit Öl und Graphit getränkte Hanfschnur, mal sehen. Dann habe ich beim Anziehen einer Dampfleitung die Überwurfmutter abgerissen, die Lötung war wahrscheinlich nicht hundertprozentig. Nachdem ich eine neue Mutter gebaut habe, kann ich auch gleich noch eine neue Leitung biegen. Der Probebetrieb mit Dampf muß also noch etwas warten. Dann gibts auch wieder Bilder.
Viele Grüße,
Matthias

Die Maschine läuft wieder, der Steuerbordkolben läßt (fast) keine Luft mehr durch und die Spiegelflächen werden so langsam auch dicht. Denn das ist die Hauptsache beim Einlaufenlassen. Ein paar Feinjustierungen waren auch noch nötig. Vorhin habe ich das fertige Aggregat auf die Waage gestellt. Das gute Stück wiegt 1418 gr. Da bleiben also noch ca. 6,5 kg für Rumpf, Aufbauten und vor allem für den Kessel übrig. Um Ballast werde ich mir wohl keine Sorgen machen müssen. Beim nun folgenden Problauf mit Dampf werde ich Maschine und Kessel nicht mit Kupferleitungen verbinden, sonden mit Schläuchen. Dafür muß ich noch spezielle Aschlüsse drehen. Ob alles so funktioniert, wie ich mir das vorstelle, erfahrt Ihr dann morgen.
Viele Grüße,
Matthias

Heute war der erste Probelauf mit Dampf. Aber wie so oft, war alles nicht so einfach, wie man sich das vorher denkt. Aber der Reihe nach:
Vor einiger Zeit habe ich mir einen kleinen Dampfkessel zusammengemurkst. Das waren meine ersten Versuche zum Thema Hartlöten:



Natürlich habe ich die Armaturen selbst gefertigt. Als da wären von links nach rechts: Wasserstandglas, Sicherheitsventil, welches zum Befüllen des Kessels abgeschraubt wird, Dom mit Dampfventil . Der natürlich zugekaufte Manometer hat im Laufe des Tages bewiesen, daß er hohe Temperaturen nicht mag, das Innenleben ist aus Kunststoff. Dabei hat das Teil nicht einmal Kontakt zum Dampf, im Anschluß ist ein Siphon integriert, der mit Wasser gefüllt ist. Als Beheizung hatte ich einen Spiritusbrenner mit zwei 10 mm- Dochten gebaut, doch die Leistung war zu gering. Da der Kessel als einfacher Zylinder- oder Walzenkessel konstruiert wurde, ist sein Wirkungsgrad miserabel. Der Dampfdruck kletterte zwar auf 1,5 bar, aber das reichte gerade mal, um die Maschine anzuwärmen. Ein zweiter Anheizanlauf reichte für etwa 20 Sekunden Laufzeit der Maschine aus. Übrigens sind die Kessel der Wilesco- Maschinen nach dem gleichen Prinzip gebaut, nur daß meiner etwa die doppelte Heizfläche wie der Kessel einer D20 hat. Daran sieht man, daß wir uns hier in einem anderen Leistungsbereich bewegen. Um eine größere Dampfmenge zu bekommen, habe ich einen alten Spirituskocher umgebaut, damit der als Heizquelle dienen konnte:



Rund um den Brenner sieht man einen Rahmen aus Messingprofil, darauf habe ich den Kessel gestellt. Aber zuerst war noch Auseinanderbauen und Reinigen des Kochers angesagt, da die aus dem Brenner tretenden Flammen normalerweise doppelt so hoch sind. Nachdem das erledigt war und der Kocher seine normale Leistung brachte, startete ich den nächsten Versuch:



Vorher hatte ich die Maschine noch auf einem Brett befestigt, und auch eine provisorische Halterung für den Öler gebaut. Auf der Welle habe ich eine Scheibe aus der Restekiste befestigt. Solange die Anlage noch kalt ist, kommt in den Zylindern natürlich nur Kondenswasser an. Dieses muß man von Hand regelrecht durch die Maschine pumpen. mit der Scheibe geht das besser als nur an der Welle. Im Echtbetrieb wird die Maschine samt Kessel zum Warmfahren aus dem Schiff genommen. Da ich vorhabe, den Kessel mit einem Spiritus- Vergaser zu beheizen, ist das sowieso sinvoll, da der mit offener Flamme vorgeheizt wird.



Mit dem Kocher als Energiequelle lief die Maschine dann ca 90 Sekunden lang, bis auch hier der Druck weg war. Das habe ich natürlich einige Male so gemacht. Als Ergbenis konnte ich folgendes festhalten:
- Das Steuerventil ist noch nicht richtig dicht
- Am Steuerbordzylinder muß die Pendelachse noch nachjustiert werden und am unteren Deckel tritt noch etwas Dampf aus
- Die Maschine ist ziemlich kräftig, mit öligen Fingern konnte ich das Aggregat an der Welle nicht mehr anhalten.
- Der Öler funktioniert. Den Abdampf habe ich in eine Glasflasche als Kondensator geleitet, im Kondensat war Öl.
- Dieser Brenner war eigentlich als Heizquelle für den richtigen Kessel gedacht. Da werde ich Versuche machen müssen, ob der ausreicht. 1:1 ist das nicht übertragbar, da der Schiffskessel natürlich eine deutlich größere Heizfläche haben wird, und bei höherem Dampfdruck der Wirkungsgrad besser ist.
- Die Maschine läuft in warmem Zustand ohne Probleme in beiden Richtungen von selbst an.
Die Maschine ist inzwischen wieder komplett zerlegt, um die Restarbeiten durchführen zu können. Die nächste Etappe ist jetzt der Bau des Kessels.
Viele Grüße,
Matthias

Inzwischen laufen die ersten Arbeiten für den Kessel. Die Berechungen, aus denen Abmessungen und Materialstärken hervorgehen, reiche ich später nach. Begonnen habe ich mit den Kesselböden. Diese werden aus Festigkeitsgründen gewölbt. Urpsrünglich wollte ich diese Teile zukaufen und habe auch welche bestellt. Von dem Verkäufer habe ich zwar eine Auftragsbestätigung erhalten, aber seit dem 22. Juni 2013 nichts mehr von ihm gehört. Auf Mails und Faxe keine Antwort, und telephonisch ist der Ein-Mann- Betrieb nicht zu erreichen. Also ist Selbermachen angesagt. Da ich auf meinen Drehmaschinen solche Durchmesser nicht verabeiten kann, fällt die Herstellung eines Ziehwerkzeuges flach. Daher wende ich die uralte Methode des Kupfertreibens an. Aus eben diesem Material wird der Kessel nämlich hergestellt. Da Kupfer hervorragend Wärme leitet, ist es für die Heizflächen prädestiniert. Die Für die Mantelflächen werde ich es auch benutzen, da die Alternative Messing beim Kontakt mit heißem Wasser mit Zinkverarmung reagieren kann und der Kessel dadurch unbrauchbar würde. Zudem kann Kupfer-Kupfer mit Phosphatlot hartgelötet werden, ohne das ein Flußmittel zugesetzt werden muß. Kupfer hat aber einen Nachteil: es leitet hervorragend Wärme. Was im Betrieb von Vorteil ist, erschwert beim Löten die Arbeit enorm. Denn dabei muß viel Wärme zugeführt werden, um das doch recht große Teil auf Arbeitstemperatur des Lotes zu bringen. Mit einem Lötbrenner aus dem Baumarkt braucht man erst gar nicht anfangen, ohne Gas-Sauerstoff- Gerät geht da nix. Noch besser wäre Azetylen als Brenngas, aber vor dem Zeug habe ich Respekt, das kommt mir nicht ins Haus.
Begonnen habe ich mit der Herstellung einer Form, um die Kupferscheibe in den Radius zu bekommen. Als Faustregel gilt für die Wölbung des Bodens: Radius = Kesseldurchmesser. Danach habe ich mir noch einen Treibhammer aus Holz gedrechselt, denn mit einem Stahlhammer klopft man unschöne Dellen ins Material, die man hinterher mühsam wieder glätten muß. Da Holz weicher als Kupfer ist, passiert dabei nichts.



Den Hammerkopf habe ich aus Kornelkirschenholz ( auch bekannt als Hartriegel) mit zwei unterschiedlichen Wölbungen gedreht. Kornelkirsche ist ein sehr hartes, aber doch gut bearbeitbares und leichtes Holz. Den Stiel habe ich aus Eiche geschnitzt. Das Teil hat sich im Einsatz gut bewährt. Die Form ist aus Rotbuche gedrechselt. Auf die Form wurde dann eine vorher ausgeglühte Kupferronde gelegt,



und mit dem Hammer in die konkave Wölbung getrieben.



Der Boden nach dem ersten Bearbeitungsschritt:



Dafür, daß so etwas zum ersten Mal gemacht habe, bin ich eigentlich ganz zufrieden mit dem Ergebnis. Der nächste Schritt ist schon anspruchsvoller. Der Boden muß jetzt noch umgebördelt werden. Die Bördelung muß über den Kesselmatel passen, um einen Spalt für die Lötung zu haben. Auch hier muß ein bestimmter Radius eingehalten werden, aber dazu mehr beim nächsten Mal. Ob ich kommendes Wochenende dazu komme weiterzumachen, ist sehr zweifelhaft. Daher kann es ein bißchen dauern.
Bis dahin grüßt
Matthias

Danke Euch beiden für die Kommentare.
@ Andreas: Natürlich kenne ich Bengs Modellbau. Fertige Bauteile möchte ich aber nur zukaufen wenn es gar nicht anders geht. Und das bedeutet, daß ich es einige Male vorher probiere, ob ich es nicht selbst herstellen kann. Und manchmal wirkt eine Nacht lang darüber schlafen Wunder. Im Modellbau ist bei mir der Weg das Ziel, denn ich will ja besser werden. Außerdem ist da noch das Thema "Finanzen" relevant. Der von mir gebaute Öler verursachte einen Materialeinsatz von weniger als 5,- €, der Zukauf würde mit 25,-€ zu Buche schlagen. Der teure Maschinenpark muß sich ja auch schließlich amortisieren..... ( Lachanfall meiner Frau).
@Roland: Selbstverständlich hau ich weiter rein. Es ist auch vollkommen in Ordnung, nichts zu schreiben, und nur zu gucken, was es Neues gibt. Ich bin ja selbst so gestrickt, daß ich nicht ständig Kommentare á la "Super!" in Bauberichten hinterlasse.
Viele Grüße,
Matthias

Kurzer Zwischenbericht zu den Kesselböden:
Am Sonntag und gestern abend habe ich ein paar vielversprechende Versuche gestartet, mit aus Buche gedrechseltem Zeihwerkzeug die Böden zu bördeln. Im Gegensatz zur Metallverarbeitung kann ich Holz in genügend großen Dimensionen problemlos verarbeiten. Ein Teil muß ich noch fertigdrechseln, dann werden Versuche und auch wieder Bilder folgen. Das dauert aber jetzt ein bisschen länger, da ich heute beruflich für 8 Tage nach Kapstadt darf/muß. Auf die angekündigten Temperaturen dort von 28-30°C freue ich mich jedenfalls.
Viele Grüße,
Matthias

Nachdem ich mehr oder weniger unbeschadet wieder hier aufgeschlagen bin, habe ich heute das selbstgestrickte Ziehwerkzeug ausprobiert.



Obiges Bild zeigt die beiden Bestandteile. Die vorgeformte Kupferronde habe ich in den Ring gelegt. Natürlich müssen Ring und Ronde konzentrisch sein. Danach habe ich den Stempel auf der Kupferronde ebenfalls konzentrisch ausgerichtet. Der Durchmesser des Ziehringes beträgt Durchmesser Kessel ( 104 mm) plus zweimal Stärke Boden (2 x 3 mm) plus Zuschlag 1 mm = 111 mm. Der Stempel hat den Durchmesser vom Kessel. Danach habe ich den Stempel mit einem hydraulischen Wagenheber mitsamt Boden durch den Ring gedrückt. Das kann man auch auf einer Werkstattpresse machen. Ich habe dafür das Joch einer kleinen Fruchtsaft-Packpresse benutzt, von der stammt auch der Wagenheber. Es hat funktioniert, wie es sollte:



Das Bild zeigt den Boden über den Kesselmantel gestülpt. Ein paar kleine Unebenheiten muß ich noch rausdengeln, aber die Hauptarbeit ist gemacht.
Viele Grüße,
Matthias

Da ich momentan krankheitsbedingt nicht viel in der Werkstatt machen kann, stelle ich heute mal die Berechnungen zur Kesselkonstruktion vor.
Den Dampfdruck habe ich bei der Auslegung der Maschine auf 4 bar festgesetzt. Der Mantel des Kessels soll ein handelsübliches Kupferrohr von 100 mm Innendurchmesser sein. Aus der "Dampfbibel" habe ich eine Formel benutzt und folgendes Ergebnis erhalten: Aus Durchmesser, Druck, Sicherheitsfaktor 8 und der Zugfestigkeit von 180 N/mm2 ergibt sich eine Mindeststärke von 0,89 mm.
Der Prüfdruck muß das 1,3fache des Arbeitsdruckes betragen, ich runde hier mal großzügig auf 6 bar auf, was einer Blechstärke von 1,33 mm entspricht. Daher bin ich mit meinem 2mm starken Rohr auf der sicheren Seite. Die Klöpperböden habe ich sogar aus 3mm starkem Blech gezogen. Alleine diese drei Teile wiegen gute 2 kg, noch bin ich im grünen Bereich, was die Zuladung anbelangt. Nun zur Berechnung der Heizfläche:
Wenn die Maschine mit 800 U/min dreht, benötigt sie 6541 ccm Dampf pro Minute. Dampf von 4 bar Druck hat ein spezifisches Volumen von 462 ccm/gr. Der Kessel muß folglich 14 ml pro Minute verdampfen, was einer Stundenleistung von 0,838 kg entspricht. Da ich auch hier von einem Wirkungsgrad von 0,6 ausgehe, erhöht sich die Leistung auf 1,397 kg/h. Für einen Wasserohr/Rauchrohrkessel habe ich in der Literatur eine Heizflächenbelastung von 30 kg pro Stunde und Quadratmeter Heizfläche gefunden. Hieraus resultiert eine Heizfläche von 466 qcm.
Auch hier habe ich mir eine Exceltabelle gebastelt, und so lange mit den "Innereien" des Kessel gespielt, bis ich auf 475 qcm gekommen bin. Zusätzlich schlägt der Schornstein als Heizfläche zu Buche, also müßte das so funktionieren. Die genaue Bauart des Kessels werdet Ihr im Laufe der nächsten Wochen sehen. Momentan bin ich noch dabei, die Klöpperböden vollends auszuformen, danach fange ich mit den Innereien des Kessels an. Das kommende Wochenende gehört allerdings der Musik.
Viele Grüße,
Matthias

Hallo miteinander!
Es geht endlich weiter mit dem Dampfkessel. Zuerst aber noch ein bisschen Theorie über die Bauarten von Dampkesseln. Die heute gebräuchlichen Durchlaufkessel lasse ich hier mal beiseite. Bleiben drei übrig. Die Urform und Bauart der ersten Kessel wird heute noch bei den Dampfmaschinen der Firma Wilesco eingesetzt: der Zylinderkessel. Einfach und robust, hat er aber den Nachteil einer sehr kleinen Heizfläche und somit einer niedrigen Leistung. Daneben gibt es noch Rauchrohr- und Wasserrohrkessel. Bei Ersterem, wie z.B. beim Schottenkessel werden die Rauchgase mittels Rohre durch das Wasser geleitet. Letzterer Kessel leitet das Wasser in Rohren durch den Brennraum, der bekannteste dürfte der Yarrow-Kessel sein. Wasserrohrkessel lassen sich schnell aufheizen, dafür haben Rauchrohrkessel aufgrund der höheren Wassermenge einen größeren Speicher für Leistungsschwankungen. Meine Konstruktion vereint Merkmale dieser beiden Prinzipien.
Begonnen habe ich mit dem Brennraum.



Auf dem Bild sieht man die gebogene Mantelfläche und die beiden Endflächen. Das Material ist 2 mm starkes Kupferblech. Durch den Brennraum werde Wasserrohre führen, und von der hinteren Wand werden Rauchrohre zum Schornstein führen. Die Wasserrohre werden von der hinteren zur vorderen Wand ansteigen. Dadurch kann das erhitzte Wasser nach oben steigen und es entsteht Turbulenz im Kessel, was der Leistung förderlich ist.



Dafür habe ich in beide Wände Löcher gebohrt. Links die Rückwand. Die oberen fünf Löcher sind für die Rauchrohre. Auf dem nächsten Bild sieht man, wie die Wasserrohre durch den Brennraum führen. Einzelne Rohre muß ich noch etwas nachbiegen.



Daß es eine Fummelei ist, bis alle sieben Rohre an Ort und Stelle sind, dürfte nicht überraschen.



Für dieses Bild habe ich das Mantelblech über die Rohre gestellt, und man sieht die hintere Seite, noch ohne Rauchrohre. Als nächstes steht der Bau eines Rauchkastens auf dem Plan. Dieser Kasten nimmt die Rauchrohre auf und leitet die Abgase in den Schornstein.
Kurz noch etwas zu Johanns letzter Antwort: Das Detailwissen über Dampfkessel sollte man sich aneignen, wenn man sich an den Bau eines solchen heranwagt. Auch kleine Modellkessel unterliegen den gesetzlichen Vorgaben wie alle anderen Druckbehälter. Die Berechnung der Materialstärke sowie unter anderem eine Wasserdruckprobe vor Inbetriebnahme ist vorgeschrieben. An diese Vorgaben sollte man sich auch halten, schon alleine der eigenen und anderer Leute Sicherheit wegen. Es braucht auch nicht viel Phantasie, um sich auszumalen was los wäre, wenn ein vorschriftswidriger Dampfkessel beim Fahrbetreib explodieren und vielleicht sogar jemand dabei verletzt werden würde. Das wollen wir doch möglichst verhindern.
Viele Grüße,
Matthias

Gestern und heute hatte ich wieder mal etwas Zeit um am Kessel zu arbeiten.
Zuerst habe ich den bereits angekündigten Rauchkasten gebaut. Das Material ist auch hier 2 mm dickes Kupferblech. Er besteht aus zwei ineinandergreifenden U-förmig gebogenen Teilen, die mit Kupfer-Phosphat-Lot hart verlötet wurden. Zuvor habe ich das Loch für den Schornstein gebohrt. Nach dem Löten habe ich dann die fünf Löcher für die Rauchrohre eingebohrt.



Auf dem Bild sieht man noch die Spuren des Lötens. Da das Teil nachher nicht zu sehen ist, habe ich auch nicht mehr viel nachgearbeitet. Da der Kasten natürlich absolut dicht sein muß, habe ich mit Lot nicht gegeizt. Daher kommen auch die Unebenheiten. Neben dem Kasten liegt die Rückwand der Brennkammer. Die hätte ich vor dem Bohren der Löcher für die Rauchrohre noch einmal genauer anschauen sollen. Ich hatte zuerst nämlich die 3 Löcher oben und die 2 unten gebohrt. Was nun? Auf den Bau eines neuen Kastens hatte ich keine Lust. Außerdem sind die Hohenloher mindestens so sparsam wie Schwaben und Schotten zusammen, das Material wegwerfen geht gar nicht. Daher habe ich ein neues Loch für den Schornstein gebohrt und das ursprüngliche mit einem Stück Blech zugelötet. Dann kam mir noch der Gedanke, ein stück Blech unten anzulöten. Das ist zusätzliche Heizfläche und dient als Stütze beim Verlöten der Innereien. Beim Löten ereignete sich die nächste Katastrophe: die Blechstütze fiel auf den Boden. Bis ich das Teil wieder hatte, war der Kasten zu stark abgekühlt und die Oberflächen verzundert. Durch die nur oberflächliche Reinigung hat sich das etwas rustikale Aussehen ergeben.
Die nächste Arbeit war die Bohrung des Lochs für den Schornstein in das Mantelrohr. Dazu habe ich mir eine Haltevorrichtung für das Rohr gebaut:



Nach dem Bohren mit einem Blech-Stufenbohrer:



Damit Schornstein und Brennraum genau gegenüber liegen, habe ich in die Haltevorrichtung einen Holzstöpsel gesteckt:



Der Stöpsel greift in das Schornsteinloch, und somit ist es möglich, um 180° gedreht den Ausschnitt für den Brennraum auszufräsen. Das nächste Bild zeigt das Kesselrohr auf der Fräse aufgespannt:



Kurz noch etwas zum Bearbeiten von Kupfer: dieses Material trocken zu bearbeiten ist kein Vergnügen. Die Spiritusflasche sollte man stets griffbereit haben, vor allem beim Fräsen oder Drehen. Auch die Dekupiersäge dankt häufiges Schmieren mit deutlich längerer Halbwertszeit der Sägeblätter. Den ausgefrästen Abschnitt konnte ich trotz Schmierung nicht mit der Hand halten, so heiß wurde er. Nach grobem Nachfeilen sieht der Kesselmantel so aus:



Wenn ich die Rauchrohre vorbeitet habe, wird das Innenleben zusammengebaut, eingepasst und dann verlötet. Danach kann ich den Ausschnitt vollends anpassen. Danach folgt die Herstellung der Kesselarmaturen. Wenn alles vorgefertigt ist, wird der Kessel dann in einem Arbeitsgang fertig verlötet.
Viele Grüße,
Matthias

Heute habe ich nicht viel am Schlepper gearbeitet. Das Material für die Rauch- und Wasserrohre ist Kupferrohr hart 10 x 1 mm. Da es spiralig aufgewickelt gelierfert wurde, habe ich heute die Rauchrohre nach dem auf Längesägen geradegebogen. Dafür mußte ich die Rohre vorher ausglühen.
Die Fräsen und die beiden "großen" Drehmaschinen habe ich schon vor längerer Zeit mit Anbaumeßschiebern ausgerüstet. Damit arbeitet es sich leichter als mit den Kurbelskalen. Aber vor allem beim Arbeiten mit kleinen Teilen ist es mir wichtig, alles genau beobachten zu können.
Vor einiger Zeit habe ich in einem bekannten Internet- Auktionshaus ein Binolular mit 10-facher Vergrößerung erstanden. Das habe ich schon länger an meine Uhrmacherdrehmaschinen installiert. Heute habe ich dafür eine Halterung an meiner "großen" Fräse gebaut.



So etwas kann ich vor allem unseren Mikro-Chirurgen wärmstens empfehlen. Man tut sich damit bei vielen Dingen viel leichter. Da der Abstand zum Objekt und damit die Brennweite konstant bleibt, arbeite ich damit viel lieber als mit einer Lupenbrille, zumal die Optik um Klassen besser ist.
In meiner Restekiste habe ich auch noch das Material für eine Halterung an der kleinen Fräse gefunden, die folgt dann die Tage.
Viele Grüße,
Matthias