Typenkunde

KRAMER’S Kleine Typenkunde von Modell-Dampfmaschinen

Auf dieser Web-Seite ist vielfach die Rede von oszillierenden Maschinen, von Maschinen mit Kolbenschieber und von Maschinen mit Flachschieber und Umsteuerung.
  • Schön und Gut, aber was bedeutet das alles eigentlich?
  • Was sind die Vor – und Nachteile der verschiedenen Bauarten?
  • Was wäre denn für meinen Zweck das Beste?
Ich hoffe Ihnen diese Fragen mit nachstehender KRAMER’S Kleinen Typenkunde über die gängigsten drei Typen von Modell Schiffs-Dampfmaschinen beantworten zu können.

 

1. Oszillierende Dampfmaschinen
2. Maschinen mit Kolbenschieber
3. Maschinen mit Flachschieber

 

1. Oszillierende Dampfmaschinen

Doppelt wirkenden und umsteuerbar

 

Die abgebildeten Maschinen stammen nicht aus unserer Produktion.

Bild 1 OsziBild 3 OsziBild 2 Oszi

  • Das markante Konstruktionsmerkmal bei oszillierenden Maschinen ist dass die Zylinder beweglich montiert sind und die Kolbenstangen direkt mit der Kurbelwelle verbunden sind. Dadurch oszillieren die Zylinder um einen Drehpunkt.
  • Diese oszillierende Bewegung der Zylinder steuert die Dampfzufuhr zu den Zylindern und sorgt so für das korrekte „Timing“.
  • Das Steuern von Drehzahl, Stoppen und Drehrichtung erfolgt mit einem Umsteuer-Ventil.

VORTEILE:

  • Einfache Konstruktion, relativ wenige Bestandteile daher robust und einfach in der Bedienung und Wartung. Zudem sind sie eher im unteren Preissegment angesiedelt.
  • Häufig sehr kompakt. Durch das fehlen von Pleuel sind sie eher niedriger als andere Bauarten. Maschinen in V-Konfiguration sind zudem auch sehr kurz und somit speziell für kleinere Modellboote geeignet.
  • Einfache Bedienung per Fernsteuerung da nur ein Servo für die volle Kontrolle der Maschine, das heisst Geschwindigkeit regeln, Stoppen und Umsteuern, ausreicht.
  • Aus den gleichen Gründen auch gut für Modelle mit 2-Schrauben-Antriebe geeignet.

NACHTEILE:

  • Oszillierenden Maschinen als Modell haben wenig Ähnlichkeit mit Originalmaschinen. Dies ist speziell augenfällig in offenen Barkassen.
  • Diese Maschinenbauart ist wegen der grösseren inneren Reibung und der durch die Konstruktion bedingten Dampfverluste weniger effizient als die anderen Typen.
  • Beim Start von Kalt schleudern sie erhebliche Mengen von Öl und Kondenswasser um sich. Dieses Phänomen lässt aber nach dem Aufwärmen der Zylinder nach.
  • Ein „sauberes“ Modell ist aber mit diesem Maschinen-Typ nicht wirklich möglich.

2. Maschinen mit Kolbenschieber

und Umsteuer-Ventil

Bild 4 Jadequartz_vertikal_06_maxquartz_horizontal_02_gross_weiss

  • Dieser Typ von Maschinen entspricht von der grundsätzlichen Konstruktion her schon fast ganz den Originalmaschinen.
  • Die Zylinder sind fest und unbeweglich montier, die Kraft der Kolben wird wie beim Original mit Kolbenstangen, Kreuzkopf und Pleuel auf die Kurbelwelle geleitet.
  • Die Dampfzufuhr zu den Zylinder wird hier mit separaten Schieber geregelt.diese werden von auf der Kurbelwelle montierten Exzenter-Scheiben gesteuert.
  • Diese Schieber sind zylindrisch und laufen in entsprechenden Bohrungen des Zylinderblocks. Daher die Bezeichnung „Kolben-“ oder „Rundschieber“.
  • Diese Konstruktionsweise erlaubt die einfache Kontrolle von Drehzahl, Drehrichtung und Stoppen mit einem Umsteuer-Ventil wie bei den oszillierenden Maschinen.
  • Die Bauweise der Kolbenschieber scheint immer noch relativ einfach, im Sinne von „etwas Rundem in einem Loch“, aber hier gibt es versteckte Merkmale die den Unterschied zwischen einer guten und einer „schrottigen“ Maschine ausmachen!
  • Erstens, die Kolbenschieber müssen sehr sorgfältig eingepasst (eingeschliffen) werden. Bei schlechter Passung läuft die Maschine sehr ineffizient, das heisst sie hat einen hohem Dampfverbrauch, bringt aber wenig Leistung.
  • Zweitens, die Materialwahl ist sehr wichtig, Maschinen bei denen die Kolbenschieber aus Messing gefertigt sind und diese dann in Messing-Zylinderblöcken laufen unterliegen einem rasanten Verschleiss denn eine Messing auf Messing-Paarung hat sich einfach zum „Fressen“ gern!
  • Bei unseren Kolbenschieber-Maschinen JADE, GEM TM1, QUARTZ Vertikal, QUARTZ Vintage und QUARTZ Horizontal verwenden wir die optimale Paarung von VA-Kolbenschiebern die in die Bohrungen der aus Messing gefertigten Zylinderblöcke eingeschliffenen werden. Damit sind Effizienz und Langlebigkeit unserer Kolbenschieber-Maschinen garantiert!

VORTEILE:

  • Dieser Typ von Modell-Dampfmaschinen entspricht schon sehr weitgehend den originalen Schiffs-Dampfmaschinen und sind somit auch gut in offenen Booten einsetzbar.
  • Maschinen mit Kolbenschieber und Umsteuer-Ventil benötigen nur einen Servo für alle Kontrollfunktionen der Maschine wie Regeln der Drehzahl, Stoppen und Umsteuern.
  • Dies macht Maschinen dieses Typs besonders geeignet für 2-Schrauben-Antriebe, speziell wenn der Maschinenraum auch noch nach richtigem Dampfschiff aussehen soll!
  • Kolbenschieber-Maschinen verursachen lange nicht so eine „Schweinerei“ wie die Oszillierenden. Unsere Modelle mit Kolbenschieber starten und laufen praktisch „tropffrei“, somit bleibt auch der Maschinenraum Ihres Modells viel sauberer!

NACHTEILE:

  • Da das sich beim „kalten“ Start in den Zylindern bildende Kondenswasser bei diesem Maschinentyp nicht so einfach entweichen kann wie bei den oszillierenden Maschinen neigen Maschinen mit Kolbenschieber in der Warmlaufphase während der ersten 1 – 2 Minuten ein wenig zum „Bocken“oder Blockieren. Dies gibt sich aber rasch wenn die Zylinder aufgewärmt sind.
  • Wenn bei Maschinen dieser Bauart bezüglich Präzision und Materialwahl weniger Sorgfalt aufgewandt wird als wir es tun dann neigen diese mit der Zeit zu einem gewissen Verlust an Effizienz und Leistung.

3. Maschinen mit Flachschieber

und mechanischen Umsteuerungen

Bild 8 CRISTAL kleinBild 9 cristal kleinBid 7 cristal klein

Damit sind wir in der Königsklasse der Modell Schiffs-Dampfmaschinen angelangt. Diese Bauart entspricht weitestgehend den alten Original-Dampfmaschinen mit all ihren komplexen, in ständiger Bewegung befindlichen Exzenter, Hebel und Kulissen. Ein wahrer Genuss zum Beobachten!

  • Die Zylinder sind wie bei den Kolbenschieber-Maschinen ebenfalls fix montiert, die Kraft der Kolben wird mit Kolbenstangen und Pleuel auf die Kurbelwelle geleitet und die Kreuzköpfe haben richtige Führungen um die seitlichen Kräfte aufzufangen. Alles wie die Grossen!
  • die Dampfzufuhr zu den Zylinder wird natürlich auch mit separaten Ventilen gesteuert. Diese sind nun aber sogenannte Flach- oder Muschel-Schieber die in den an die Zylinder angebauten Schieber- oder Dampfkästen arbeiten.
  • Die Schieber sind flach und werden vom Dampfdruck an die ebenfalls flachen Schieber-Spiegel der Zylinder gedrückt. In diesen sind die Kanäle für die Dampfverteilung eingearbeitet.
  • Da hier nun Flach auf Flach arbeitet sind die Schieber kaum noch Verschleiss unterworfen. Im Gegenteil, die Passungen zwischen Schieber und Schieber-Spiegel werden sogar immer besser mit fortdauernden Betrieb.
  • Um diesen Typ von Maschinen zu kontrollieren braucht es zwei Servos:Eines für die mechanische Umsteuerung da die Drehrichtung der Maschine, also vorwärts / rückwärts, nun mit einem mechanischen Gestänge, der Umsteuerung, gesteuert wird. Es gibt dutzende von Umsteuer-Systemen, bei unserem Modell CRISTAL kommt das System „Stephenson“ zum Einsatz.
  • Das zweiten Servo ist mit dem separaten Dampfventil verbunden und steuert die Drehzahl der Maschine von „Stop“ bis zu „Volldampf“.

VORTEILE:

  • Sehr originalgetreue Maschinen, mit den vielen sich bewegenden Teilen ist es eine wahre Freude sie im Betrieb zu beobachten.
  • Betrieb und Laufverhalten entsprechen weitgehend dem der originalen Maschinen.
  • Trotz der grösseren Anzahl von Komponenten eher verschleissarm, sie sind daher bei entsprechender Pflege sehr langlebig.
  • Gut gebaute und gewartete Maschinen können praktisch praktisch Tropffrei laufen da alle Durchführungen von Kolben- und Schieber-Stangen mit Stopfbüchsen ausgestattet sind die bei Bedarf nachgezogen werden können.
  • Gute Dampfmaschinen mit Flachschieber sind häufig effizienter im Betrieb als die anderen Dampfmaschinen-Typen.

NACHTEILE:

  • Für die ferngesteuerte Kontrolle einer Flachschieber-Maschine sind 2 Servos nötig.
  • Mehr Schmierpunkte: Alles was sich bewegt muss geölt werden.
  • Ein etwas grösserer Wartungsaufwand: Es ist der Werterhaltung einer Modell-Dampfmaschine dienlich wenn die Maschine regelmässig gewartet und gereinigt wird.
  • Aber das gilt eigentlich für alle Dampfmaschinen!

Wenn Sie lange Freude an einer solch schönen Maschine haben wollen:

  • Maschinen mit mechanischer Umsteuerung sollten nicht „fliegend“, also während sie laufen, umgesteuert werden!
  •  Immer zuerst das Dampfventil schliessen, das heisst die Maschine stoppen, erst dann umsteuern und danach das Dampfventil wieder öffnen. Eine gute Maschine hat keine Probleme wieder anzulaufen!