Baubericht Dampflok 03 001, Rostfeuerung, M1:16

[volkerS]

Hallo Steffel,
wie willst du bei diesem Überhitzer die Rauchrohre reinigen?
Auch befürchte ich, dass der Überhitzer eher zu einer ungewünschten Abkühlung des Dampfes vor Erreichen der Zylinder kommt. Die Rauchkammer ist die kälteste Stelle im Kessel und so werden wohl die Überhitzerrohre eher nach dem Prinzip des Tauchsieders die Rauchkammer heizen.
Volker

[Schrauber]

Hallo Steffel,

ich bewundere schon länger deine Arbeiten
trotzdem hätte ich noch eine Frage:
Hast du die Überwurfverschraubungen für das Heizungsrohr am Überhitzer selber hergestellt, oder ist das Handelsware? Ich suche nämlich so etwas für 12er Kupferrohr, für den gleichen Verwendungszweck an meiner BR95(Überhitzermontage)

Ach so, noch ein kleiner Tipp, von einem alten Löter...
Bei deinen Hartlötfotos habe ich die, na sagen wir, etwas reichlichen Lötnähte gesehen. Wenn die Temperatur stimmt, also hoch genug ist, benötigt man nur sehr wenig von dem (nicht gerade billigen) Silberlot. Es sollte sich durch die beim Löten entstehende Kapillarwirkung geradezu in die Lötnaht hineinziehen.
Das sieht nicht nur besser aus, innerhalb der Lötnaht erhält man auch eine bessere Dichtheit und Festigkeit...
nix für ungut...

[mf-pur]

....

[Steffel]

Hallo Schrauber,

das Hardtlöten muss ich noch ein wenig üben, danke für den Hinweis :0)

Bezüglich den Verschraubungen: diese sind alle selbst gefertigt in dem Fall für Kupferrohr DN 10.



Dampfrohr_1 (Steffel)



Letzlich besteht die Überwurfmutter aus einer Gewindehülse und einem Gewindering. Diese habe ich miteinander verlötet und die Bohrungen eingefügt damit man mit einem passendem Bohrer die Verschraubung festziehen kann.

Dampfrohr_2_ (Steffel)


Die beiden anderen Teile und die Dichtung sind ebenfalls nicht weiter schwer zu fertigen. Das Gewinde bei mir ist M12x1.

Mfg

[Steffel]

Hallo Volker und Michael,

ich geb Volker recht die gewählte Bauform wird das reinigen der Rohre erschweren ich werde schauen wie es in der Praxis gehen wird.

Ich habe bisher keine Erfahrung da es meine erste Maschine ist welche ich in Echtdampf baue :0)

Zu dem Überhitzer stimme ich so nicht ganz zu. Meine Recherchen haben ergeben (Niederstrasser und Lehrunterlagen aus den 30ìgern) das der Hr. Schmidt welcher den Rauchrohrüberhitzer ursprünglich entwickelt hat vorher einen Rauchkammerüberhitzer entwickelt hatte welcher als erstes praktikable Ergebnis zur Dampfüberhitzung aufzeigte.

Der Rauchrohrüberhitzer hat sich duchgesetzt weil er der effektivste ist. Direkte Aufzeichnungen das der Rauchkammerüberhitzer keine Wirkung hat oder gar negativ einwirkt habe ich nicht gefunden.
Die Rauchkammerüberhitzer waren mit wesentlich mehr Fläche versehen wie mein Überhitzer.
Ich kann mir nicht vorstellen das die Rauchgase am Ende des Langkessels so erkaltet sind das die Temperatur unter der des Nassdampfes liegt (ich lass mich aber gern eines Besseren mit Wissen ausstatten).

Ich gehe mit, dass durch die Rauchkammertür und die abgekühlten Abdampfströme in den vorderen Bereichen der Rauchkammer die Temperaturen stark abfallen und somit unter die gewünschten Temperaturen fallen und dadurch in diesen Bereich der abkühlende Effekt auftritt.

Ich verspreche mir eine leichte Überhitzung des Dampfes kurz nach Austritt der Rauchgase aus den Rauchrohren. Wenn man der Definition der Literartur folgt und überhitzten Damof erst als solches betrachtet wenn er 100 Kelvin über dem Nassdapf liegt dann bin ich mir nicht sicher ob ich das erreiche aber mir würde schon ein Nachheizen von 30-50Kelvin reichen.
Besser wie gar keine (ansatzweise) Überhitzung den schon im Reglerrohr begint der Dampf abzukühlen.

Wenn man den Überhitzer als Rauchrohrüberhitzer auslegt, was richtiger weise bei den kleinen Rohren nicht geht, nimmt man den Rauchgas relativ weit vorn die nötige Energie und hätte den gewünschten Effekt.

Ich glaube wenn der Überhitzer nicht in den Rauchrohren sitzt ist eine Fläche weniger welche Wärmeenergie aufnehmen kann und wegbring. Dadurch kann mehr an die Rauchrohre abgegeben werden. Allerdings wird duch die hohe Strömung nicht soviel abgegeben werden das am Austritt nicht mehr ausreichend ankommt. Ist nun hier ein Rauchkammerüberhitzer kann er die Restenergie für die Überhitzung aufwenden bevor sich die Rauchgase mit dem Abdampf vermischen und abgeleitet werden.

Und hier glaube ich den den Punkt zu sehen warum man sich im Original für den Rauchrohrüberhitzer entschieden hat. Dieser nimmt schon frühzeitig die Energie auf und nimmt der Heizfläche (Rauchrohr) etwas Energie weg welche für die Verdampfung (Nassdampf) nicht zur Verfügung steht. Allerdings kann eine höhere Heißdampftemperatur erreicht werden. In der Gesamtbilanz ist dies besser gegenüber dem Rauchkammerüberhitzer.

Bei dem Rauchkammerüberhitzer wird vorerst die Nassdampferzeugung bevorteiligt da die Rauchgase nur die Heizrohre aufheizen müssen. Dafür kommt weniger Energie bei dem nachgelagerten Überhitzer an welcher dann nicht die hohe Überhitzung schafft. Was mehr Wasserverbrauch und dadurch auch mehr Brennstoff vordert.

Allerdings glaube ich das es immer noch besser ist wir garnix zu haben.

Wie schon geschrieben lasse ich mich gern umstimmen.

Vorerst lass ich den Überhitzer erstmal so und würde mit einem Strahlungspyhrometer mal Messungen durchführen (Überhitzeroberfläche).

Wenn es nicht so funktioniert kann ich die Rohre auch blind machen und eine Bohrung setzen.

Bis jetzt ist noch nicht verloren.

Danke fürs mitlessen und die konstruktive Kritik.

Mfg

[Janosch]

Hallo zusammen,
zuerst zum Rauchkammerüberhitzer beim Original: Um genügend heiße Gase zuzuführen gab es ein sehr großes Rauchrohr (Flammrohr) mit etwa 300 mm Durchmesser und die Siederohre. Die Rauchgase des Flammrohrs wurden dem Überhitzer zugeführt. Der Überhitzer war an der Außenwand der Rauchkammer angeordnet und durch Klappen in der Rauchkammer konnte man den Rauchgasdurchfluss regeln.

Die problematische Reinigung der Rauchrohre bei der Konstruktion wurde bereits angesprochen. Sehe ich genau so, wie meine Vorredner. Eventuell kann man durch die Feuerbüchse die Rauchrohre reinigen. Mit einer flexiblen Rohrbürste könnte das gehen.
Nun aber zu den Temperaturen in der Rauchkammer im Modell: Bei meiner 71 habe ich mal Messungen durchgeführt. Die Temperaturen in der Rauchkammer schwankten zwischen 270°C und 330°C unter Last, wenn ich mich richtig erinnere. Es ist bereits zu spät um die genauen Daten rauszusuchen, ich sollte ins Bett, die Größenordnung stimmt aber. Es ist auf jeden Fall mehr als die Sattdampftemperatur. Die 71 ist natürlich viel kleiner, bei meinem 03-Projekt habe ich leider diese Messungen nicht vorgenommen. Durch die längeren Rauchrohre erwarte ich etwas geringere Temperaturen. Hole ich aber irgendwann nach, aber wohl erst beim neuen Kessel. Wird noch einige Zeit dauern.

Hier kann man das Vorbild kaum mit dem Modell vergleichen. Im Modell ist das Verhältnis der strahlungs- zur rauchgasberührten Heizfläche viel größer. Von daher halte ich die bisher gemachten Aussagen über die Wertung des Überhitzers für wertlos. Nur eine Messung der Temperatur der Rauchkammer im Betrieb (Last) bringt Klarheit, wer hier wen heizt.
Ich hab ähnliche Ziele in der Größenordnung von 50 K "Überhitzung" in der 03. Dies möchte ich mit einem Rauchrohrüberhitzer erreichen. Es ist weniger die Wirtschaftlichkeit, mehr um der Kondensation vorzubeugen, was das Fahrbild verbessert.
Steffel, lass dich nicht entmutigen, probier es aus! Und natürlich sind wir alle gespannt, was dabei raus kommt
Viele Grüße
Janosch
Edit: In der 71 habe ich lediglich Rohrschlangen an der Rauchkammerwand entlang. Dies bringt durchaus einen Effekt, der Dampf ist trockener. Überhitzt wird er dadurch nicht. Da Steffels Überhitzerschlaufen direkt im Rauchgasstrom liegen, gehe ich schon davon aus, dass er effektiver ist, sofern die Temperatur der Rauchgase in etwa gleich hoch ist.

[Steffel]

Hallo Zusammen,
ich bin nun inzwischen bei dem Rost angekommen. Ich wollte dies schon lange angehen allerdings habe ich lange überlegt wie ich es fertige aus welchem Material usw. Letztlich bin ich doch bei einfachem Baustahl geblieben. Nun stellte sich noch die Frage aus einer Platte fräsen was viel Arbeit bedeutet und wenn es sich verzieht diese für die Katz ist oder doch lieber einzelne Lamellen aber wie verbinden? Und das Kipprost muss auch irgendwie mit sein. Dann hatte ich die Idee welche sich in der Zeichnung wiederspiegelt:


Rost_1 (Steffel)


Ich denke die Übersichtszeichnung (Skizze) ist selbstredend. Die Roststäbe bestehen aus Flach 10x2, zusammengehalten wird alles aus Rund mit dem Durchmesser 2,5.
Als erstes wurden über 50 Zwischenstücke gedreht, Bohren Abstechen, Bohren Abstechen….


Rost_2 (Steffel)


Dann wurden die Roststäbe zu einem Block gefügt und gebohrt.


Rost_4 (Steffel)



Bei dem Kipprost wurden die Verbindungsstäbe auf beiden Seiten gebördelt damit alles zusammenhält. Bei den großem Rost wurde geschweißt da die Stablängen zu lang sind und beim Bördeln zum Knicken neigen würden.

Rost3 (Steffel)



Das Rost ist fertig.


Rost5 (Steffel)


Und einmal Kipprost geöffnet.

Rost6 (Steffel)


Ein Blick in die Feuerbüchse schaut vielversprechend aus. Mal schauen wenn es darin richtig hell wird.

Rost7 (Steffel)

[Anfänger]

Sehr schön!

Endlich geht's wieder weiter!

[Steffel]

Hallo Zusammen,

ich war aktuell nicht nur mit neuen Bauvortschritten an der Maschine beschäftigt sondern musste auch wieder mal zurückstecken.
Mir ist aufgefallen das drei Buchsen im Triebwerk leicht ausgeschlagen waren. Die Ursache war schnell klar. Die Schieber waren doch zu schwergängig.
Ich musste feststellen (mit der Messuhr) das die Schieberstangen a) leicht krumm waren und b) die Kolbenringe zu straff.

Um eventuellen Mitstreitern das Problem zu ersparen wollte ich daher die Sache kurz aufgreifen und ensprechend darlegen wie ich der Sache beigekommen bin.

Ich hatte einst die Schieberstangen aus 1.4301 gefertigt. Die Stange sowie der Schieberstückträger waren ein Teil.


Schieber_1 (Steffel)


Durch die beidseitige Montage wurden die Schieberstücke montiert und mittels Mutter festgezogen. Das Festziehen der Muttern brachte durch augenscheinlich nicht ganz exakte Planflächen und damit ungleiche Längskraftverteilung den Verzug in die Stangen. Nach jedem neuen Montieren waren die Stangen in einer anderen Richtung nicht in der Lagetoleranz was natürlich ärgerlich war.

Es musste daher eine neue Konstruktion her welche dieses Problem nicht aufwarf. Zudem sollte die Fertigung einfacher sein, die alten Stangen hatte ich wegen der Koaxialität der beiden Seiten zueinander mittels Spitze-Spitze gedreht. Was bei der Werkstücklänge und den Durchmessern extrem bescheiden geht und stundenlange Arbeit mit sich brachte.

Das Einfachste für den neuen Schieber wäre eine Stange aus gezogenem Rund aud welcher der Schieberträger montiert ist. Hauptproblem war, wie beide Form-oder Kraftschlüssig miteinander verbinden ohne das sich etwas löst? Und dann wie sinnvoll dichten? Hat man ansatzweise eine Idee für das Eine scheint es extrem ungüstig für das Andere.

Die Lösung war dann aber doch einfach:


Schieber_2 (Steffel)


Es wurde jetzt ein Schieberstückträger mit Bund und einer Mutter. Dieser ist mit der Stange durch einen Stift verbunden (Schaft eines 1mm Bohrers). Der Stift ist wiederum durch die Distanzhülse gesichert und kann nicht rausfallen.
Die Schieberstücke sind geteilt weil sich die Kolbenringe in dieser Größe (da = 16mm) nicht so sehr weiten lassen das man sie so montieren könnte. Die Dichtheit ist durch die metallischen Planflächen gewährleistet.
Duch die Innere Einströmung brucht die Stange nicht gegen den Schieberstückträger gedichtet werden.


Schieber_3 (Steffel)


Damit war das erste Problem gelöst.

Im Zuge der neuen Schieber habe ich noch einmal neue Kolbenringe hergestellt (Material GG 25). Für alle die es nachmachen möchten: die Kolbenringe wie schon weiter vorn im Forum bis zum Sägen fertigen. Wenn sie fertig gesägt sind müssen nun die Ringe vorsichtig mit der Zange zusammendrückt werden, dabei bricht der eine oder andere Ring, daher gleich mehr herstellen.


Schieber_4 (Steffel)


Hier ist es nicht nur günstig sondern auch notwendig die Schnitte vorher schräg ausgeführt zu haben sonst lassen sich die Ringe nicht überdrücken. Dann erst auf die Drehmaschine nehmen und nur mit der Hand "leicht" zusammendrücken und auf Fertigmaß überdrehen. Wenn der Spalt im entspanten zustand 0,1-02mm groß ist reicht dies meines Erachtens.

Das ganze hat folgenden Hindergrund;
Wenn man die Ringe um die 0,6mm Spalt auf der Drehbank (PUK-Säge) zusammendrückt haben diese eine zu hohe Eigenspannung und verklemmen den Schieber zu stark (selbst bei gehonten Bohrungen). Daher vorher die Ringe vorsichtig nach dem Schlitzen verformen so das der Spalt minimal ist und dann erst wie einst beschrieben drehen.
Das Ganze ist natürlich stark abhängig vom Material wenn man Material mit einer geringeren Streckgrenze verwendet wiegt das Problem nicht ganz so.

Mfg

[Anfänger]

(auch, wenn's diesmal weniger Text ist als sonst, was aber über die Leistung nichts sagt, und auf die kommt's an!)