Oszill. 2-Zyl. Dampfmaschine für Seitenrad-Dampfer

[Turbo-Georg]

Wie wir im Video über die Maschine des Rad-Dampfers ,,Gisela" gut erkennen können, ist die Anzahl der Handhabungen, die der Maschinist beim Umsteuern auf eine gegenläufige Drehrichtung nacheinander für jeden Zylinder  zu verrichten hat, recht hoch.

Das Ausklinken der beiden Exzenterstangen, das Heben oder Senken der Kulissen (... hier mit Hilfe der beiden, roten Hebel.), das kurze Drehen der Maschine zum Umlegen der Schlepp-Exzenter (kurzes Öffnen des Dampfventils), sowie das Wiedereinklinken der Stangen, ist recht umständlich und auch langwierig.
Eine Fernsteuerung dieser Funktionen über Servos ist somit nahezu unmöglich.
Ich muss demnach in meinem Entwurf nicht nur wegen ihrer schwierigen Herstellung, sondern auch aus vor genannten Gründen auf eine Klink-Steuerung über Penn-Kulissen und Schlepp-Exzentern verzichten.
Ich habe daher in einer Vielzahl zeichnerischer Versuche die beste und einfachste aller Möglichkeiten ermittelt, denn auch diese muss letztendlich noch ,,baubar" sein.
Aber wie ihr seht sind Zweckmäßigkeit und ästhetische Optik kein Widerspruch.

In der Fortsetzung werde ich meinen Hauptentwurf an Hand der angehangenen Dreiseiten-Übersicht erläutern.

[Turbo-Georg]

Hallo Dampfmodellbauer,
vorab noch zwei Links zu interessanten Videos über Oszillations-Maschinen.

Deutsches Technik Museum, Berlin

Elbdampfer "Stadt Wehlen"

[Gerharddampf]

Halo Georg
Grade der erste Link war (ist) für mich höchst interessant. Danke!
Den kannte ich noch nicht, muss ich wohl bei meiner bisherigen Suche übersehen haben. Wunderschöne Maschine sehr gut vorgestellt, und auch noch in (elektro) Betrieb. Leider haben wir im Technischen Museum in Wien nur eine einzige Dampfmaschine, die allerdings für unsere Zwecke mehr als nur ungeeignet wäre!
http://www.technischesmuseum.at/objekt/watt-sche-dampfmaschine
Vielleicht sind es auch mehr ich war schon "ewig" nicht mehr dort.
LG Gerhard

[Turbo-Georg]

Wie man unschwer erkennt, habe ich mich bei meinem Entwurf an der Optik der ,,Meissen"-Maschine orientiert. Maschinenfundament und Lagertraverse sind bei ihr Gussteile, die durch acht Stahlsäulen verbunden sind.
Ich halte es daher für empfehlenswert Fundament und Traverse des Modells, wie in der Dreiseiten-Übersicht dargestellt, ebenfalls als jeweils ein Frästeil aus entsprechend dickem Aluminium herzustellen.  Alternativ besteht jedoch die Möglichkeit sie in Schraub-Aufbautechnik aus Aluminium-Profilen zu fertigen (... siehe 3D-Darstellung).
Im letzten Fall erfordert die Herstellung der Bauteile jedoch besondere Sorgfalt und Präzision. Der optischen Gestaltung von Fundament und Traverse sind aber kaum Grenzen gesetzt, wenn die wichtigsten Grundmaße übernommen werden.
(Beispiel: Video ,,Gisela")
Die Böcke der Kurbelwellen-Lager sind aufgesetzt und sowohl für die Aufnahme von Kugellagern als auch für geteilte Gleitlager auslegbar. 
Wer die Materialkosten und den hohen Zerspanungsaufwand nicht scheut, kann die Böcke zur Aufnahme von Gleitlagern auch mit der Traverse aus Vollmaterial herausarbeiten. 
Bei der Verwendung von Kugellagern muss die Kurbelwelle in der Mitte geteilt werden (Strich-Punkt-Linien). Die beiden Kurbelwellenhälften werden dann durch eine formschlüssige Kupplungs-Hülse (2mm-Einlegekeile) verbunden. Diese Kupplungshülse kann auch als Doppelflansch oder als Nabe eines Exzenters zum Antrieb einer schräg angeordneten Kühlwasserpumpe o.ä. ausgeführt werden.

Eine wesentliche Zielsetzung des Entwurfs war wiederum eine vereinfachte Steuerung, um einen möglichst großen Kreis von Modellbaufreunden in die Lage zu versetzen, diesen Entwurf nachzubauen.
Das Verfahren, der Kolben-Selbststeuerung, wie es bei den beiden bereits beschriebenen Schiffsmaschinen so erfolgreich zur Anwendung gelangte, ist bei oszillierenden Zylindern nicht umsetzbar.
Bekanntermaßen müssten sowohl die steuernden als auch die gesteuerten Dampfkanäle jeweils über die Schwungzapfen der Zylinder geführt werden. Darüber hinaus würden die Zylinder zu lang. Hierdurch würde nicht nur das Bild erheblich gestört, sondern das Fundament würde sehr breit, um dem weiten Ausschwingen der Zylinder gerecht zu werden.

Wie bereits geschrieben, habe ich eine Vielzahl zeichnerischer Entwürfe erstellt.

Das Ergebnis ist eine, zwischen den Zylindern montierte, integrierte Steuereinheit.
Sie bildet einerseits die druckdichten Gleitlager der durchbohrten Zylinder-Schwungzapfen und andererseits hierüber der gesteuerten Zuführung bzw. Abführung von Frisch- und Abdampf. Über einen integrierten Drehschieber erfolgt die Umsteuerung der Maschine auf entgegen gesetzte Drehrichtung von Hand oder über ein Servo.
Die jeweils äußeren Schwungzapfen der Zylinder werden durch kurze Stahlwellen gebildet, die in verdeckten Kugellagern laufen.
Die Zylinder sind vorzugsweise aus Messing herzustellen; sie besitzen eingepresste, polierte Laufbüchsen aus Stahl mit einem Innendurchmesser von 14 mm. Die Kolben werden aus Aluminium gedreht und besitzen eine 1 mm breite Ölnut. Der Hub beträgt 20 mm.
Somit ist das Hubverhältnis 1 : 1,43.
Die unteren Zylinderdeckel sind eingepresst und verlötet, die oberen über 12 Stehbolzen verschraubten Zylinderdeckel besitzen zur druckdichten Durchführung der 3 mm-Kolbenstangen Stopfbüchsen mit Teflon-Packungen.
Ich erwarte von dieser Maschine auch bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment, sodass ggf. bei kleineren Modellen ein direkter Antrieb der Räder möglich ist. Für größere Modelle  ist eine Herabsetzung der Drehzahl denkbar. Ich empfehle zur Kopplung der Schaufelräder Modellbau-Planetengetriebe (ca. € 30,-) mit einem Untersetzungsverhältnis 3 : 1.
Um die Optik nicht zu stören, werden diese Planetengetriebe in den jeweiligen Wellentunneln oder unter den Seitengalerien untergebracht.

[Gerharddampf]

Hallo Georg
Um den Maschinen einen noch rustikaleren Anblick zu verleihen, würde ich persönlich sogar die Getriebe sichtbar einbauen! Nachdem ja die Danzig Zwei Maschinen an Bord hatte, nehme ich mal an, dass die Räder einzeln angesteuert wurden. Die damals üblichen kleinen Ruder werden mit Sicherheit ja keine gute Wirkung ohne Maschinenunterstützung gehabt haben. An die Kurbelwellen würde ich je eine Speisewasserpumpe anschliessen, um die Fahrzeit möglichst lange zu gestalten.
LG Gerhard

[Turbo-Georg]

Hallo Gerhard,
wenn auch jedes Rad von einer Maschine angetrieben wurde, so hatten die alten Seitenrad-Dampfer keine Getriebe zwischen geschaltet. Zumindest konnte ich bei meinen Recherchen dafür keinen Nachweis finden.
Als allerdings die alten Oszillationsmaschinen für eine Übergangszeit auch für den Antrieb früher Schrauben-Dampfer verwendet wurden, kamen Getriebe zum Einsatz.
Wenn ich die alten Zeichnung richtig deute, aber zum Heraufsetzen auf eine höhere Schraubendrehzahl.

[Turbo-Georg]

Literatur-Hinweis:
Die technische Entwicklung des Norddeutschen Lloyds und der HAPAG...
ISBN 3-18-400726-X

Auf den Seiten 100 bis 102 heißt es u.a.

[Gerharddampf]

Auch DAS hilft schon wieder weiter, somit bin ich (sind wir) mit unseren ca 30 U/min gar nicht so weit von den Originalen entfernt. Ich habe ja die Literatur nicht, leider! Und jetzt da noch etwas zu finden ist recht schwierig, ab und an findet man bei ABE-Books noch gute Bücher.
LG Gerhard

[Turbo-Georg]

Hallo Dampfmodellbauer,
mein Partner hat bereits mit der Herstellung der ersten Bauteile des Prototyps begonnen,
obwohl ich noch gar nicht alle Zeichnungen fertig habe.
Das Bild zeigt die Maschinengrundplatte mit den 8 Stützsäulen

[Gerharddampf]

Hallo Georg
Wenn ich das richtig sehe, ist der Maschinenfuss nur 88 mm Breit? Da passen in die Danzig auf jeden Fall 2 davon, schön nebeneinander! Einfach perfekt.
LG Gerhard

[Turbo-Georg]

Hallo Dampfmodellbauer,
das Foto zeigt nunmehr das komplette Maschinen-Ständerwerk und die äußeren Schwungzapfen-Lager.
Mein Partner baut schneller, als ich mit dem Zeichnen nachkomme.

[Gerharddampf]

Hallo Georg
Einfach perfekt, was Hartmut da baut. Ich freu` mich schon auf die weiteren Bauteile! DIE wird super in der DANZIG aussehen.
LG Gerhard

[Turbo-Georg]

... und weiter geht's!

Die historisch gestaltete Lager-Traverse mit den vier Kurbelwellen-Lagern.

[Gerharddampf]

Hallo Georg
Einfach suoer, wie das weitergeht! Ihr seid wesentlich schneller, als ich hinterherkommen kann! Bei mir sind noch nicht einmal die Spanten gezeichnet, komme derzeit noch zu gar nix. Dafür werden alle anderen Projekte jetzt langsam ihrem Bauende entgegengeführt.
Liebe Grüsse aus Wien
Gerhard

[Turbo-Georg]

Hallo Modellbauer,
bei der Oszillierenden 2-Zylinder-Modelldampfmaschine für Rad-Dampfer wurden zwischenzeitlich alle Entwicklungs- und Konstruktionsarbeiten abgeschlossen.

Aus gesundheitlichen Gründen wird sich der Bau des Prototyps etwas verzögern.
Das Einstellen von weiteren Bildern erfolgt nach Baufortschritt.

Im Anhang eine Zeichnung der Maschine, einkopiert in den Hauptspant-Riss des Rad-Schleppers ,,Herkules".