Vorwort

Vorwort
Meine Absicht mit dieser Broschüre ist, aktiven und künftigen Dampfmodellbauern - uneigennützig Wissen zu vermitteln bzw. sie in die Lage zu versetzen an eigenen Projekten „zu tüfteln“.
Es handelt sich dabei um eine Zusammenstellung von – bei mir vorhandenen – Unterlagen und
Tabellen, einer Publikation des (unter alten Aktiven) bekannten österr. Modell -Dampf-Pioniers
Karl Koffend aus den 1950`er Jahren (nicht mehr erhältlich).
Dieses Wissen „der Altvorderen“ sollte nicht in Vergessenheit geraten – in der heutigen,
schnelllebigen Zeit gehen immer mehr fundamentale Kenntnisse verloren. Mit den damaligen
technischen Voraussetzungen, den verfügbaren Materialien und Werkzeugen, wurden beachtliche
Leistungen erbracht. Das Thema Dampf hat in den letzten Jahren – erfreulicherweise – wieder starkes
Interesse gefunden, was die vielen Messen und Veranstaltungen – weltweit – eindrucksvoll zeigen.
„Back-to-the-Roots ?“.
Teilweise haben sich die Maßeinheiten seit damals verändert bzw. wurde die Bezeichnung geändert –
das hat aber keinen Einfluss auf die physikalischen Gesetze, welche beim DAMPF herrschen ! Das
Lesen der Ausführungen von Karl Koffend ist – durch seine endlos langen Sätze – teilweise etwas
mühsam, doch wollte ich den Inhalt so wiedergeben, wie er ihn geschrieben hat.
Das dafür Interesse vorhanden ist, zeigen mir viele Anfragen von jungen Modellbauern, über meine
Homepage. (die haben in der Regel kein übriges Taschengeld für teure Fachbücher) – ich freue mich
über den Nachwuchs für dieses wunderschöne und kreative Hobby ! – hier sind die Freizeitstunden –
nach meiner Meinung - sinnvoller angelegt als beim Computer-Spiel !
Zur gefälligen Beachtung: ich übernehme keinerlei Haftung für evtl. Schäden oder
Verletzungen, die beim Nachbau der beschriebenen Modellkessel + Zubehör entstehen können.
Jeder Modellbauer ist selbst für seine Handlungen verantwortlich !
gez. E.Krammer
I.Teil
Die Dampfkesselsysteme im Modellbau
Berechnung der nötigen Heizfläche für einen
Modellkessel:
Um sich die Vorgänge bei der Verwandlung von
Wasser in Dampf , wie es sich im Dampfkessel
abspielt, darzustellen, bedarf es einiger
Hinweise, die wir beim Entwurf und der
Berechnung unserer Miniaturkessel zu beachten
haben.
Vorweg sei betont, dass es der Verfasser unter
allen Umständen vermeiden will, dem Amateur
durch langatmige theoretische Abhandlungen
und überflüssigen Formelkram, - soweit er nicht
für unsere Zwecke wirklich nötig ist – den Kopf
vollzustopfen, sondern an Hand von Beispielen
aus der Praxis jene Hinweise zu geben, die auch
im Miniaturkesselbau zu beachten wären.
Über den Wärmeverbrauch und die
Wärmeverteilung bei Bildung des
Wasserdampfes hat uns der Physiker Regnault
genaue Angaben zur Berechnung gegeben.
2 Fragen sind vorher zu beantworten – wie hoch
soll der Arbeitsdruck sein und wie viel Dampf
wird benötigt. Der Arbeitsdruck ist wesentlich bei
der Materialauswahl und den Blechstärken.
Nach der geforderten Dampfmenge ist die
Heizfläche zu berechnen.
Zur Berechnung brauchen wir einige
grundlegende Formeln aus der Wärmelehre. Die
Wärmemenge wird in Kilokalorien (kcal)
angegeben. Eine kcal ist die Wärmemenge, die
benötigt wird um 1 (Kilo) Gramm Wasser um 1
C zu erwärmen. In England verwendet man
BthU/lb = 0,556 kcal/kg als Recheneinheit.
(wenn man englische Pläne lesen will !)
Annahme: wir wollen 1 kg Wasser von 0 C auf
1
Bezeichnen wir die Spannungen für gesättigten
Dampf in Atü mit p, die dazugehörigen
Temperaturen nach Celsius mit t, die
entsprechenden Volumina (d.i. die Anzahl der m³
Dampf , welche aus 1 kg Wasser erhalten
werden) mit v und die Gewichte von 1 m³ Dampf
mit γ, so lassen sich sämtliche für uns in
Betracht
kommenden
Werte
aus
nebenstehender – von Prof. A. Fliegner , Zürich
und Ing. Th. Schwartze zusammengestellter
Tabelle 1 ersehen bezw. berechnen.
Wenn ein gewisses Volumen gesättigten
Dampfes, für welches die zusammengehörigen
Werte von Spannung und Temperatur nach
Tabelle 1 bestimmt werden können, in einem
geschlossenen Gefäß weiter erhitzt werden (in
unserem Falle in den Überhitzerrohren und
Überhitzerelementen), so entsteht mit Steigen
der Temperatur überhitzter Dampf, in dem zwar
die Spannung (Expansivkraft) aber nicht
gleichzeitig die Dichte zunimmt, wie es z.B. bei
der Bildung des gesättigten Dampfes der Fall ist.
Erwähnt muß noch werden, dass Dampf, der aus
1 kg Wasser entsteht, ebenfalls 1 kg wiegt, er
kann auch einen geschlossenen Raum ausfüllen,
ohne dass sich ein Überdruck gegenüber der
umgebenden Luft zeigt, wenn dieser Raum einen
Inhalt von 1750 Liter hat, mit anderen Worten:
Dampf von 1 kg/cm² Spannung nimmt einen
1750mal größeren Raum ein, als 1 kg (Liter)
Wasser, aus dem er entstand (Auspuffwolken).
Wir werden später ersehen, dass alle diese
vorstehenden Betrachtungen uns beim Entwurf
von gutem Nutzen sein werden.
100 Siedetemperatur bringen. Dazu brauchen
wir 100 – 1 = 100 kcal. (1 Liter Wasser). Diese
Größe bezeichnen wir als Flüssigkeitswärme.
Wir führen weiter Wärme zu, aber die
Temperatur steigt nicht weiter ! – das Wasser
„versiedet“ und verwandelt sich in Dampf, bei
atmosphärischem Druck. Aus diesem Liter
Wasser entstehen dabei ca. 1750 l Dampf !
Wie viel Wärme wird für das Verdampfen des
siedenden Wassers benötigt ? – dazu brauchen
wir 539 kcal/kg – diese Wärmemenge wird
Verdampfungswärme genannt. Insgesamt
mussten also 100 + 539 kcal = 639 kcal erzeugt
werden. Diese Menge wird Gesamtwärme bzw.
Enthalphie genannt. In der Tabelle 1 finden Sie
eine Zusammenstellung der Daten bis 8 bar
Druck.
Gesättigter und überhitzter Dampf
Gesättigter Dampf ist solcher Dampf, welcher
für die in ihm vorhandene Temperatur die
größtmögliche Dichte hat. Solange Dampf noch
mit Wasser in Berührung steht, ist er gesättigter
Dampf, - erst wenn nach der Verdampfung des
gesamten Wassers in einem geschlossenen
Gefäß er weiter erhitzt wird (in unserem Fall also
in den Überhitzerrohren oder ÜberhitzerElementen) , geht er in überhitzten Dampf
(Trockendampf) über, woraus sich ergibt, dass
überhitzter Dampf jener Dampf ist, dessen
Temperatur die Höhe des seiner Spannung
entsprechenden Siedepunktes übersteigt. Gibt
man gesättigtem Dampf die Gelegenheit zur
Volumenvergrößerung, wobei er sich ohne
Wärmezuführung
ausdehnen
(expandieren)
kann, z.B. in unseren Zylindern, so verdichtet
sich ein Teil dieses Dampfes zu Wasser – oder
besser gesagt:
Bei der Expansion von gesättigtem Dampf findet
stets eine teilweise Kondensation statt, wobei
der übrige Dampf in den überhitzten Zustand
übergeht. Der Dampf hat dann nicht mehr das
Maximum der Spannkraft und verhält sich bei der
entsprechenden
Kompression
wie
ein
permanentes
Gas
d.h.
er
folgt
dem
Mariotteschen
Gesetz,
bis
durch
die
Kompression der gesättigte Dampf wieder
hergestellt ist. Wird dagegen gesättigter Dampf
in ein kleineres Volumen zusammengepresst (in
unserem Falle bei der Kompressionsperiode in
unseren kleinen Dampfzylindern) oder mit
anderen Worten: wird gesättigter Dampf der
Kompression unterworfen, ohne dass ihm dabei
Wärme entzogen wird, so verwandelt sich
derselbe in überhitzten Dampf.
Diese wechselseitigen Beziehungen wollen wir
uns merken, da uns damit in späteren
Abschnitten Vorgänge verständlich werden, die
beim Entwurf
von Kesseln und Zylindern
Beachtung verdienen.
Kesselbauformen
Wir unterscheiden hier drei wesentliche Arten,
deren jede – zweckentsprechend angeordnet –
ihre gewissen Vorteile beinhaltet, unzweckmäßig
angeordnet mehr nachteilig als nützlich ist.
a)
Der einfache Zylinderkessel mit
Außenbeflammung nach Fig.1.
Uns geht es in erster Linie darum, festzustellen,
welche Wandstärke wir unserem Kesselchen
geben wollen. Die Wandstärke ergibt sich für
Kessel dieser Bauart für Kesselgrößen bis zur
Spurweite III aus:
Formel 2 W/Cu = d x  x Atü
74,21
für Kesselwände aus geglühten Kupferblechen,
worin d = Außendurchmesser des Barrels
(wasserhaltender
Teil)
in
cm,
Atü
=
Betriebsspannung
in
kg/cm²
(bis
zu
Betriebsspannungen von max. 4,3 Atü).
Beachtet muß allerdings werden, dass Kupfer
erwärmt
bei
120º
C
die
zulässige
Belastungsgrenze = 220 kg/cm² und für je 20º C
höhere Erhitzung um 10 kg/cm² niedriger zu
wählen ist. So ist z.B. in überhitztem Dampf von
2
ca. 300º C die zulässige Beanspruchungsgrenze
nur mehr 130 kg/cm² !
Verwenden wir bei unseren Kesselchen an
Stelle von Kupfer= Messingblech, so ändert sich
die
Kesselblechstärke
gegenüber
Kupfer
bedeutend. Die zulässige Blechstärke für
dieselben Kesselgrößen ergibt sich aus:
Formel 3
wird es dir gelingen, eventuelle Rohrbuckeln
wegzuzaubern.
Der Zylinderkessel Bauform Smithies
Die verbreitetste Bauform, speziell in den
kleineren Spurweiten von Spur I – III, ist
unstreitig die Smithies -Type, die durch den
zusätzlichen Barreleinsatz p in Fig.3 und 5 des
Verfassers jene praktische Verwendungsmöglichkeit gewann, die ihr unbestritten den
Vorrang dank ihrer Einfachheit gewann. Die
Smithies-Type tauchte um 1909, von England
kommend, an kontinentalen Modellen zuerst auf,
allerdings ohne Barreleinsatz. Dieser wurde vom
Verfasser erstmalig an Modellkesseln beigefügt
und hat sich in dieser Kombination bis zum
heutigen Tag zahlreiche Anhänger erworben.
Das Prinzip des Smithies-Kessels stellt
naturgemäß für den besonders anspruchsvollen
Modellbauer zwar auch keine Ideallösung in
puncto Kalorienverwertung dar, aber kommt
praktisch den Anforderungen an Kesselleistung,
wie solche zufolge der Kleinmaße verlangt
werden, noch am besten nach. Dies rechtfertigt
auch die Allgemeinverbreitung dieser Bauart.
Das wesentliche Charakteristikum der SmithiesKesselbauart bilden die vom Längsbarrel x,
Fig.3, innerhalb des Feuerblechmantels c
entlanglaufenden 3-4 kupfernen Wasserrohre f
sowie die Überhitzerrohre i aus gleichem
Material. Daß die Wandungen des Kessels x aus
Kupfer (mögl. nahtloses Cu-Rohr) gefertigt sind,
ist selbstredend. Die Wandstärken berechnen wir
nach Formel 2.
Wasserrohre f und Überhitzerrohr i befinden
sich innerhalb der von den Heizgasen umspülten
Zone, deren Befeuerung mittels SpiritusDochtbrennern oder Vergaserlampen geschieht.
Fig.3 r. Die Größe und Dochtzahl hängt nicht nur
von dem zur Verfügung stehenden Platz
unterhalb des Kessels, sondern auch von der
Höhe o, Fig.3, zwischen Kesselunterkante und
Docht, resp. Vergaserlampentopf ab, wobei der
Strahlungskegel der Flamme zu berücksichtigen
ist. Es ist irrig anzunehmen, dass übergroße
Dochtbreiten eine höhere und intensivere
Beflammung geben. Die geringste Höhe soll
nach den Erfahrungen des Verfassers ca. 25 mm
betragen. Greenly gibt diese mit ¾“ = 19,5 mm
an.
Nebenbei ist allzu großer Zustrom kalter
Außenluft möglichst zu vermeiden, was am
Besten mittels einer am Lampenkörper k Fig.3,
parallellaufenden
Regulierklappe
n
zu
bewerkstelligen ist. Die Regulierbarkeit der
erforderlichen
Zusatz-Luftmenge
in
den
Verbrennungsraum ist ein wesentlicher Umstand
guter Dampfentwicklung.
Die äußere Kesselform, Kesseldurchmesser
und Kessellänge, Länge der Rauchkammer (y,
Fig.1) sind uns meist durch die äußere Form der
W/Mess = d x  x Atü
54,74
vergleichen wir die Wärmeleitzahlen von Kupfer
und Messing, also
Cu = 335 und Mess. = 100
so ist für uns das Naheliegendste, bei unseren
Kesseln in erster Linie an allen jenen Stellen, die
unter Beflammungswirkung stehen, Kupfer zu
verwenden.
Die Verwendung von Stahlblechsorten, wie dies
im modernen Großlokbau der Fall ist, kommt für
uns gar nicht in Frage, ganz abgesehen davon,
dass dessen Wärmeleitzahl um 45 herum liegt.
Es ist letzterer Fall wieder ein Beweis dafür, dass
der Modellbauer seine eigenen Wege zu gehen
hat und sich nur wenig nach den Methoden des
Großlokbaues richten kann.
Es kann mitunter vorkommen, dass dem
Amateur Zeichnungen unter die Hände kommen,
in denen die Blechstärken bloß mit Nummern
angegeben sind, weshalb es geboten ist, ihm an
Hand nachstehender Vergleichstabellen die
unterschiedlichen Blechlehren bekanntzugeben.
Siehe Tabelle 2
Der einfache Zylinderkessel
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, stellt der einfache
Zylinderkessel an den Hersteller die geringsten
Ansprüche an Fertigkeit. Das Querschnittsverhältnis zwischen
d und D = 1 : 1,71.
Die Kesselenden fertigt man je nach
Betriebsdruck 2-3 mm stark aus Messing, hart
eingelötet; diese Kesselenden sind durch den
Längsanker h zu verbinden. Vergesse man nicht,
vor dem Verlöten die Löcher für die Armatur zu
bohren und den Dampfdom einzusetzen. Hast du
kleinkalibrige, dünne Röhrchen für die Leitungen
etc. zu biegen, so vergesse nicht, diese vor dem
Warmbiegen mit Kolophonium zu füllen, oder
füge als Seele ein entsprechendes Stück
Bleidraht ein, der dann herausgeschmolzen wird.
Wenn Du diese Arbeit noch nie gemacht hast,
wirst du hundertprozentig das erste Rohr
vermurksen, was weiter nichts zur Sache hat, da
zu allem Übung gehört und Geduld. Durch
leichtes Behämmern mittels eines Holzhammers
3
Maschine (Typenplan) vorgegeben. Es ist nun
die
Frage,
nachdem
uns
damit
der
Außendurchmesser des Kessels vorgeschrieben
ist (D, Fig.1-5), in welchen Dimensionen wir das
sogenannte „Barrel“, also den eigentlichen,
wasserhaltenden Kessel ausführen werden ? –
Hier gilt es in erster Linie festzustellen, wie sich
der Durchmesser des äußeren Kesselmantels D
(Fig.3 und 7) und des eigentlichen Kessels
(Barrel) gegenseitig zu verhalten haben. Die
Praxis hat ergeben, dass das Verhältnis
zwischen den Zahlenwerten von
Formel 4
was einem Schornsteindurchmesser von ~ 1,5
cm = 15 mm entspricht.
Da wir nun einmal beim „überprüfen“ sind,
wollen wir nochmals auf die Zahlenwerte
zurückgreifen und „der Sicherheit halber“ auch
die Stärke des Kesselbleches unseres Barrels x
in Fig.3 nachrechnen.
Äußerer Kesseldurchmesser 44 mm = 4,4 cm,
Betriebsdruck 3 Atü, Material Kupfer. Demnach
nach Formel 2 ergibt:
4,4 x 3,14 x 3 = 41,46
74,21
74,21
D:d = 1,57 : 1 bis 1,82 : 1
Wir verwenden daher für unseren Kessel
geglühtes Kupferblech, Wandstärke SWG # 23 =
(rechnerisch 0.635 mm nach Tabelle 3). Ganz
besonders Ängstliche gehen „sicherheitshalber“
eine Blechnummer höher, als normal berechnet
wurde, was im allgemeinen ganz überflüssig ist.
Nach einer rechnerischen Kunstpause stolpern
wir nun munter weiter. Es handelt sich weiters
um die Berechnung des Durchmessers, bzw. der
Rohre f, Fig.3, deren Zweck es ist, eine bessere
Verdampfung einerseits, als auch intensivere
Zirkulation des Kesselwassers andererseits zu
bewirken. Wir gehen hier abermals von der uns
gegebenen Querschnittsfläche des Barrels aus,
also von
liegt.
Wir gehen auf Grund letztgefundener
Zahlenwerte einen Schritt weiter, um zugleich
auch den Innenquerschnitt (und daraus den
Durchmesser) des Schornsteins unserer
Maschine zu ermitteln.
Auf Grund des Feuergase-Durchgangsquerschnittes, also aus
.
D²  - d² 
4
4
soll bei Kesseln der Smithies-Type der
Schornstein-Querschnitt e Fig.7, mit
Formel 5
1
7
d² x 
4
bis 1
10,08
nach Fig.3 und 6. In der Praxis ist es
gebräuchlich und durch Erfahrung erhärtet, dass
man allgemein nicht mehr als höchstens 4
Rohre, gewöhnlich aber bloß 3 Stück in
Anwendung bringt, um die Querschnittsfläche
der durchstreichenden Heizgase nicht unnütz zu
verringern.
Die Gesamtquerschnittsfläche der Flammrohre,
resp.
Wasserrohre
f,
Fig.3,
zur
Querschnittsfläche
des
Kesselbarrels
x
berechnen sich aus
des
Feuergase-Durchgangs-Querschnittes
angesetzt werden, soferne nicht im Originalplan
andere Dimensionen vorgeschrieben sind.
Wir wollen an Hand eines Rechnungsbeispiels
die Sache überprüfen. In Fig.6 sehen wir
schraffiert
den
Feuergase-DurchgangsQuerschnitt Q. Äußerer Kesselmantel sei 65
mm, Kesselbarrel-Durchmesser 44 mm, zu
berechnen wären Q und q (SchornsteinQuerschnitt).
Querschnittsfläche des äußeren Kesselmantels
in cm =
6,5² x 
4
Querschnittsfläche des Kesselbarrels
(eigentlicher Kessel)
=
= 0,56 mm
Formel 6 =
oder der Gesamtquerschnitt aller Flammrohre
hat
1
25,8 tel
4,4² x 
4
daraus Q:q = 33,18 : 15,20, ergibt einen
Feuergase-Durchgangsquerschnitt des
Kesselbarrels von 33,18 – 15,20 = 17,98 cm²
An Hand der Formel 5 ist demnach der
Querschnitt des Schornsteins
17,98
10,08
f2
x
25,85
der Kesselbarrels - Querschnittsfläche zu
betragen. Der Querschnitt jedes einzelnen
Wasserrohres f ergibt sich demnach aus dem
Gesamtquerschnitt dividiert durch die Anzahl der
vorgesehenen Wasserrohre f .
= 1,76 cm²
4
Wir müssen nunmehr die Reichweite des
Schornsteinabzugsrohres b resp. f bestimmen.
Zu diesem Zwecke haben wir den Winkel des
Streukegels unserer – höher oder tiefer –
einstellbaren Blasrohrdüse
h
zu ermitteln.
Praktisch ermitteln wir dies dergestalt, dass wir
durch die Düse etwas Seifenwasser (mittels
unserer Fahrradpumpe) blasen, Fig.8a. In einer
Distanz von ca. 20 – 30 cm von der
Düsenmündung halten wir ein Brett oder eine
Blechplatte. Der auf der Platte auffallende Kreis
gibt uns den Streukegeldurchmesser, worauf wir
in der Lage sind, uns zeichnerisch die
erforderliche Distanz a, also Düsenmündung bis
Schornsteinabzugsrohrbund, festzulegen.
Der Streukegel der Düse soll natürlich
möglichst geizig, also auf keinen Fall breit
ausladend, gehalten werden.
Nach Angaben des verstorbenen, bekannten
Lokmodellbaukonstrukteurs
Henry
Greenly
sollen die Blasrohr-Düsenweiten – wie folgt –
gebohrt werden:
(siehe Tabelle 8)
Beispiel: d = 4,4 cm, vorgesehene Flammrohre
3
4,4² x 
------------= 15,2 cm²
4
demnach
15,2
-------25,85
= 0,588 cm²
woraus
die
Wasserrohres
Querschnittsfläche
eines
0,588
------- = 0,196 cm²
3
beträgt. Daraus der Rohrdurchmesser = 0,5 cm
5 mm ist, welcher Wert auch in der Praxis bei
derartigem Barrelquerschnitt angesetzt wird.
(Bemerkt muß werden, dass auch diese Formel
nur für Kesselmodelle bis inkl. Spurw. III
verwendet wird. Größere Kessel sind meist
schon nach Siederohrtypen anzufertigen.)
Ein sehr heikler Punkt ist die Koordinierung von
Blasrohr-Düsenhöhe (und Düsenweite) zum
Schornsteinbund. In Fig.7 haben wir eine
typische Anordnung dieser Teile, wie sie der
Modellbauer verwendet.
Bekanntlich schließt der Schornstinbund nicht
mit der Rauchkammerperipherie direkt ab,
sondern wird in das Rauchabzugsrohr I in einer
bestimmten Länge in die Rauchkammer
eingeführt. Zweck dieser Anordnung bei unseren
Modellokomotiven ist, einen rückstoßfreien
Abzug nicht nur des Auspuffs aus den Zylindern
via Blasrohr h – i sondern auch der Heizgase zu
gewährleisten, um damit das Aufreißen des
Feuers - wie es in Gro0loks der Fall ist – auf uns
gemünzt ein zu jähes Aufflackern unsrer Spiritusoder Vergaserbeflammung zu vermeiden, was
gewöhnlich in der Praxis bei uns ein Verlöschen
der Flammen bedeutet. Wir müssen uns ja stets
vor Augen halten, dass wir angesichts der
kleinen Maßstäbe und des zur Befeuerung
gelangenden Brennstoffes mit ganz anderen
Faktoren und Wirkungen rechnen müssen.
Deshalb milder Durchzug der Heizgase und
Beflammung, damit uns nicht unausgenützt
Wärmemengen
durch
den
Schornstein
entfliehen, die nutzbar im Inneren hätten
verwertet werden können.
Der Schornsteinmantel m, Fig.7, ist uns meist
durch den Typenplan der Maschine gegeben,
der Durchgangsquerschnitt e ist uns nach
Formel 5 bekannt.
Während Greenly zweierlei Arten von
Blasrohrauspuff unterscheidet – scharf und milde
–
so
empfiehlt
der
Verfasser
bei
spiritusbefeuerten, kleineren Maschinen (also
von Spw. 0 – III) weder konische Düsenbohrung
(abgesehen davon, dass die meisten meiner
Amateurfreunde kaum Spezialkonusbohrer und
Konus-Düsentreiber besitzen dürften), noch
sonstige zeitraubende Experimentierversuche,
sondern berechnet den Düsendurchmesser aus
dem Durchmesser des von der Auspuffseite des
Zylinders abzweigenden Auspuffrohres. Da der
aus den Zylindern ausströmende Dampf in vier
Intervallen
(zweimal
je
Zylinder,
falls
Zwillingszylinder
vorhanden)
hintereinander
erfolgt, so gibt uns dies bewusst einen fast
konstanten Auspuffzug. Wir bohren demnach
unsere durchgehende (also nicht konische)
Blasrohrdüse nach
C¹ + C²
a) dw = ------------3
bei Zwillingszylindern und 4 Zylindern;
Cn
b) dw = -----2
bei zweizylindrigen Verbundmaschinen;
c) dw =
C¹ + C² + C³
-----------------------3
bei Dreizylinder einf.Zyl., wobei die Kurbeln um
5
Anordnung, wobei x der äußere Kesselmantel
des Barrels, p das eigentliche Einsatzstück zum
Kesselinneren, welches durch federnde Ringe v
aus
Hartmessingdraht, gegen die innere
Barrelwandung drückend, getragen wird. Die
Ringe v sind topseitig derart gebogen, dass sie
gleichzeitig die Spritzblechplatte q tragen, die
Ausnehmungen, bzw. Löcher hat, durch die Teile
der
ins
Barrelinnere
hereinragende
Armaturenteile durchgehen können. Bemerkt
muß werden, dass die Tragdrähte r , Fig.5, da
wasser- und dampfumspült, weich eingelötet
werden können.
Der eigentliche Zweck dieses Einsatzstückes
besteht darin, dass sich hier zwei Wasserräume
bilden, wobei durch die direkte Befeuerung des
äußeren, aber kleineren Wasserraumes, eine
bedeutend intensivere und damit raschere
Dampfentwicklung eintritt. Es hat sich ergeben,
dass es auf diese Weise möglichist, die gesamte
Wassermenge des Kessels 50-60mal in der
Stunde an den Heizflächen des Kessels
vorbeizutreiben, wobei natürlich auch das
Entstehen festhaftender Dampfblasen an diesen
Teilen vermieden ist und ein rascher Temperatur
ausgleich im Kessel stattfindet.
Wir gelangen nun an die hintere Kesselwand
und es ergeben sich 2 Möglichkeiten, deren
Abschluß durchzuführen. In Fig.1 sehen wir bei
u den glatten, runden Abschluß, gleich der
Vorderseite, gebildet durch hart eingelötete
Wände,
die
durch
eine
durchgehende
Verankerung h
noch gegen Seitendruck
gesichert
erscheinen.
Anders
bei
der
„verfeinerten“ Smithies-Type, Fig.3 und Fig.4,
wo wir bei S¹ und S² einen Abschluß vorfinden,
welcher näherer Erörterung bedarf. Es ist dies
der
sogenannte
Downcomer,
eingeführt
erstmalig um 1908 von der weltberühmten
Modellbaufirma Bassett-Lowke in Northampton,
an ihren famosen 2“ und 2½“
- spurigen
Dampflokomotiven. Der eigentliche Zweck
bestand ursprünglich darin, dem Amateur die
Anbringung seiner Armatur – soweit diese
innerhalb des Führerhauses zu liegen kommt –
platzmäßig zu erleichtern, anderseits einen Teil
des Beflammungsraumes, der bei gewöhnlichen
Rundkesselabschlüssen
sonst
ungenützt
erscheint, ebenfalls nutzbringend zu verwerten.
Auch wir machen uns diese Bauart zunutze,
allerdings nicht in Bronze gegeossen, sondern –
selbstgefertigt, da wir doch Hartlöten und
Schweißen verstehen. Gemäß der verlangten
Form, Höhe, Breite und Tiefe, fertigen wir uns
aus 2,5 - 3 mm starkem Messingblech nach
Fig.4 , die Stirnseiten S¹ und S², den Mantelteil z
und den Barreleinsatzring zz,
ebenso das
Bodenstück an.
Was die Beflammung des Kessels anbelangt,
so gelangen wir dabei zu einem Kapitel, das in
vielem noch ungelöste Probleme birgt, nachdem
eingehende thermische und kalorimetrische
3 x 120° verstellt sind, wobei dw = Durchmesser
des Ausströmdampfkanals jedes Zylinders und
Cn = Durchmesser des Ausströmdampfkanals
des Niederdruckzylinders bezeichnet.
Es soll nochmals darauf hingewiesen werden,
dass zu scharfer Auspuff (sosehr er anderseits
äußerst faszinierend auf den Laien äußerlich
wirkt) auf das ruhige Brennen unserer Flammen
(Spiritus oder Paraffinölfeuerung) nur störend
wirkt, in besonders krassen Fällen die Flamme
zufolge des rapiden Luftzuges von unten in
Gefahr des Verlöschen bringt und außerdem
durch das Nachströmen kalter Außenluft in den
von den Heizgasen umspülten Raum gerade das
Gegenteil – also Druckabfall im Kessel – erreicht
werden kann.
Bei dieser Gelegenheit sei gleichzeitig der
Luftklappen n Fig.3, und g Fig.8, gedacht.
Diese sind entweder am Dochtgehäuse r, Fig.3
verstell-, resp. regulierbar angebracht, oder am
Lokrahmen und verfolgen den Zweck, einen zu
großen Zustrom kalter Außenluft in den
Heizraum hintanzuhalten.
Bei besonders sorgfältiger Ausführung macht
man die Düse h
Fig.7 oder Fig.13 am
eigentlichen Auspuffrohr i
Fig.7 mittels
Gewindeganges höher oder tiefer nach
Erfordernis einstellbar, was eine noch genauere
und feinere Einstellung des Auspuffstreukegels
bezweckt. Unter allen Umständen aber achte
man genau darauf, dass der Auspuff-Streukegel
noch innerhalb des Schornsteinabzugrohres,
also innerhalb b Fig.7, zu liegen kommt.
In Fig.7 finden wir unter k, ebenso in Fig.13,
ein weiteres Röhrchen, von außen durch die
Rauchkammerwand
kommend,
den
sog.
Hilfsbläser. Wie schon der Name sagt, dient er
lediglich dazu beim Anheizen der Maschine oder
beim Stillstand, soferne schon etwas Druck im
Kessel ist, die Beflammung zu intensivieren, kurz
gesagt rascher Dampf zu machen ! –
Die pompierte Rauchkammertür (bei manchen,
speziell österr. Maschinen auch glatte, gerade
abfallende) machen wir, wie auch den ganzen
Rauchkammermantel, am besten aus starkem
Eisenblech, achten aber besonders, dass die
Rauchkammertür möglichst luftdicht schließt,
was wir am besten durch Einziehen eines
Dichtungsringes aus geglühtem Kupferdraht an
der Peripherie der Rauchkammertür erreichen.
Fig.7 o . Mittels Spannbalkens oder sonstigem
typenmäßigen Verschlusses wird die Türe gegen
die Rauchkammerbrust gepresst.
Als wesentlichen Beitrag zur Erzielung forcierter
Dampfentwicklung verwendet der Verfasser bei
Kesseln der Smithies-Type als auch bei den
einfachen Zylinderrohrkesseln seit 1911 einen
einschiebbaren Einsatz. Fig.3 und 5, q – p , aus
Messingblech, 0,4-0,5 mm stark, dessen Länge
um beiderseits 6-8 mm kürzer ist als die Länge
des eigentlichen Kesselbarrels
x.
In der
schematischen Skizze, Fig.5, finden wir diese
6
Versuche zur Überprüfung der Kesselleistung
und Dampfentwicklung – wie es nur im
Großbetrieb mit seinen Behelfen möglich ist –
uns hier nicht gegeben sind.
Merkwürdigerweise finden sich auch in der
ziemlich spärlichen ausländischen Modellbauliteratur keine Hinweise und Anhaltspunkte und
auch Kapazitäten auf dem Gebiete des
Dampflok-Modellbaues wie Greenly, Fournerau,
Scorpatelli, umgehen dieses interessante Kapitel
geflissentlich. Es bleibt dem Verfasser daher
nichts anderes übrig, als – auf Grund der
eigenen praktischen
Beobachtungen
und
Erkenntnisse – also leider ohne Bestätigung von
anderer, berufener Seite, darauf einzugehen.
Angenommen wir hätten uns mit der
Befeuerung eines kleinen Smithieskessels mit
2,5
Atü
Betriebsdruck,
45
mm
Barreldurchmesser und 200 mm Barrellänge zu
befassen und wollen dessen Kalorienbedarf an
Beflammung wissen, wobei der Kessel mit ca. ¾
seines Inhaltes mit Wasser gefüllt ist ?
Es ergibt sich dabei ein Wasserinhalt von ca.
240 cbcm = 0,24 Liter. Aus Tabelle 1 finden wir
bei
2,5
Atü
die
erforderliche
Verdampfungstemperatur von 127º C. Nach
Formel 1 ergäbe dies einen ungefähren
Kalorienbedarf von 152,88 Kalorien.
Da nun 1 kg Wasser (Liter) von 0º zur
Verdampfung bei mittlerem Luftdruck 637
Kalorien braucht, so wäre die theoretische
Verdampfungskraft bei Spritbefeuerung (siehe
Heizwerttabelle 9)
Hilfsformel
Sorge
zu
tragen,
dass
durch
das
Wärmeleitvermögen des Metalls keine allzu
große
Erwärmung
des
Brennstofftanks
stattfindet.
Zwecks
Vermeidung
dieses
Umstandes trennen wir gewöhnlich (durch
Schlauchstücke, Fig.8 i) den eigentlichen
Lampenteil c von d.
In Fig.1, 3, 8 und 9 finden wir die heute
gebräuchlichsten Arten von Beflammung für
Modelle der Spw. 0 – III. Die Entfernung o, Fig.1
und 8, soll mind. 25 mm gehalten sein,
entsprechend dem jeweiligen Flammkegel. Eine
feststehende Regel lässt sich hier nicht
aufstellen und kann nur durch praktische
Erprobung an der Maschine selbst bestimmt
werden.
Eine vielseitig verwendete Bauform von
Beflammung finden wir in Fig.8, wobei a und c
die Zuleitung zu den Dochtzylindern, d den
Tropfbehälter für den bei f mittels Tropfhahn
zufließenden Brennstoff aus dem Brennstofftank
darstellt.
Bei e sehen wir seitlich im Blechkörper zwei
Löcher gebohrt, die der Kontrolle bei
eventuellem Überfließen des Behälters d zu
dienen haben. Knapp unterhalb des oberen
Randes der Dochtkörper b finden wir diese mit
kleinen Löchern versehen (siehe auch Fig.12,
13 und 14). Diese Löcher bezwecken den
seitlichen
Durchlaß
von
Spiritusdämpfen,
hervorgerufen durch zu starke Erwärmung der
Dochtkörper während des Betriebes. Bei g
finden wir die schon früher erwähnten LuftzufuhrRegulierklappen,
in
Doppeloder
Einfachscharnieren mittels Stellgriffes
h
beweglich und entweder mit dem Lampenkörper
verbunden,
oder
separat
am
Chassis
angebracht. Eine andere Variante geht dahin,
solche länglicher Bauart, aber querstehend zur
Kesselachse,
nach
Fig.10,
anzuwenden.
Beachte auch hier die am Oberrande
angebrachten Entgasungslöcher
v
. Die
ausströmenden Brennstoffgase entzünden sich
dabei unterhalb der eigentlichen Dochtflamme.
Mit dem Einbau von Primusbrennern und der
Torrid-Paraffinöl-Vergaserlampen haben wir
Instrumente zur Hand, die es uns ermöglichen,
die Heizflamme auch während des Betriebes
nach
Erfordernis
zu
regulieren.
Die
weitverbreitete Anwendung dieser beiden
Beflammungsbauarten, besonders bei Modellen
der Spw. II und darüber, zeugen am besten für
deren Brauchbarkeit. In Fig. 9 , 11 und 15
finden wir deren Verwendung. Nicht vergessen
wollen wir auch die einfache Spritvergaserlampe
in Fig.9 , deren Verwendungsgebiet mehr bei
kleineren Rangiermaschinen u. dgl. liegt. Die
Funktion ist durch die Skizze erläutert.
5800
------- = 9,1
637
d.h. 1 Liter Sprit könnte „theoretisch“ die 9,1
fache Menge Kesselwasser von 0º C zum
Sieden bringen. In unserem Falle
637 : 1000 = x : 240,
wobei x = 152,8 Kalorien ergibt.
In der Praxis sieht diese Geschichte allerdings
ganz anders aus ! – Bei der Smithies –
Kesselbauart benötigen wir z.B. für 10 cbcm
Kesselwasser rund 3,3 cbcm Sprit zur
Verdampfung, was in unserem Falle einem
Bedarf von ~ 240 Kal. gleichkommt.
Wir benötigen in der Praxis demnach um ca. 87
Kal. mehr Heizstoff bei diesem Kessel, was
durch Strahlungsverluste etc. bedingt ist.
Immerhin zeigt es, dass die Smithies-Type eine
noch durchaus ökonomische Bauart darstellt.
Bei dieser Gelegenheit sei bemerkt, dass ein
gewöhnlicher Docht aus 25 Strähnen loser
Stopfwolle oder 27 Faden Asbestschnurdocht in
30 Minuten ca. 51,5 cbcm Sprit fördert.
Nachdem fast alle Lampenkörper im Betrieb
meist ungebührlich erwärmt werden, haben wir
Flammrohrkessel
7
ermitteln und ist hierbei auch zu achten, dass
das vom Regulator zu den Zylindern führende
Überhitzerrohr k keiner zu intensiven direkten
Erhitzung durch die Stichflamme des Brenners
ausgesetzt ist.
Was die Stärke der Deckenanker und
Stehbolzen anbelangt, so finden wir deren
Bemessung einheitlich für alle Spurweiten von 0
– III in der Formel
Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen
Kesselbauarten gelangen wir nunmehr zu
Kesseltypen,
deren Beflammungsmethoden
entgegengesetzt erscheinen. Während wir bei
den vorhergegangenen Typen die Flamme und
Heizgase durch die äußere Ummantelung –
durch
Mantelblech,
Asbestisolierung
und
Außenmantelrohr – schützten, wobei der
Anstrich des Kesselmantels außerdem noch
hitzebeständiger Anstrichfarbe (soferne nicht
russisches Blaublech verwendet wurde) bedarf,
so finden wir bei dieser Bauform andere
Eigenheiten, die des näheren besprochen
werden sollen.
In Fig.11 sehen wir die Bauform eines
Modellkessels, der ein durchgehendes kupfernes
Flammrohr d besitzt, welches im hinteren
Feuerboxteil nach unten vertikal gegen den
Außenmantel D abschließt. Man schneidet zu
diesem Zweck das Flammrohr in der Länge der
Feuerbox mittseits axial durch und biegt die
Enden nach abwärts. Die Stirnseiten der Box
werden sodann eingepasst und später hart- oder
silberverlötet. Diese Bauform nähert sich schon
in
groben
Umrissen
an
die
übliche
Lokkesselform, nur tritt hier an Stelle der sonst
üblichen vielen Siederohre ein einziges
durchgehendes Flammrohr d auf und ähnelt im
vorderen Kesselschuß stark der Lancashire- und
Fairbairn- Type. Im kupfernen Flammrohr d
sowie der Innenbox finden wir kupferne
Quersiederohre w hart eingelötet, deren Zweck
derselbe ist, wie wir ihn bei den Wasserrohren
der voranbeschriebenen Kessel fanden. Wir
wollen nun untersuchen, welchen Durchmesser
wir unseren kupfernen Flammrohren wir geben
wollen. Das gegenseitige Durchmesserverhältnis
bei dieser Bauart berechnet sich aus
Formel 8
Formel 11
Zur Erzielung eines größeren WasserstandsSpielraumes HW - NW geben wir in Fig. 12
dem Flammrohr
d
einen ellipsenförmigen
Querschnitt (das Flammrohr d mittels Holzoder Hartgummihammers aus der ursprünglich
runden Form in die elliptische getrieben) Im
übrigen gelten die gleichen Anhaltspunkte wie
beim Kessel, Fig. 11, nur statten wir unseren
Kessel diesmal mit einer Spritbeflammung aus,
die sich in ihrer Aufmachung teilweisean die
„vollbeschickte“ Rostform des Großbetriebes
anlehnt. Unsere Beflammkiste u in Fig.12, 13
und 14 paßt sich der Feuerboxform im Grundriß
annähernd an und finden wir den Dochtkörper in
rechteckiger Trogform, wobei die aus dem Troge
aufsteigenden Lampendochte der Längsachse
nach über ca. 2 mm starke Eisendrähte nach
Fig.14 derart gelegt sind, daß dadurch eine Art
„Vollbeschickung“ erzielt wird. In g finden wir
wieder die obligaten Entgasungslöcher am
Lampenkörper.
In Fig.13 finden wir eine Kesselform, den
sogenannten Zweisiedertyp. Diese Bauart
entsprach dem Bedürfnis nach einer Kesselform,
die wesentlich zu besonderen Schonung des
äußeren Kesselmantels, bzw. Anstriches und
feiner Lackierung beiträgt. Außerdem stellt
dieser Kessel eine Bauform dar, bei der
gegenüber
allen
vorher
beschriebenen
Kesselbauarten die thermische Ausnützung der
Beflammung aufs beste gewährleistat erscheint.
Vorweg sei betont, daß der Zusammenbau und
die Hart- und Silberlötung an diesem ansonsten
ausgezeichneten Kessel für den im Löten
weniger geübten Amateur außerordentlich
schwierig ist und nur jenen zu empfehlen ist, die
sowohl im Zusammenbau als auch in der
Betriebspraxis jenes Maß an Erfahrung besitzen,
das hiezu erforderlich ist ! –
Bei dieser Kesselbauart haben sich die
Behälterdurchmesser
d : D = 1 : 2,106 bis 1 : 2,35.
Auf keinen Fall gehe man hiebei auf einen
kleineren Flammrohrdurchmesser d als 25 mm
herunter !
Der Durchmesser der Quersiederohre w kann
mit 1/6 des Flammrohrdurchmessers d , also
Formel 9
d
-----6
bemessen werden, während die Distanz e sich
aus
Formel 10
Betriebsdruck in kg/cm²
g = --------------------------------1,5
e=d
D : D2 : D1 = 1: 1,6 : 1,8
ergibt.
Die Rohrwandstärken sind auch hier nach der
Formel 2, resp. 3 zu berechnen. Die Distanz I
ist vom Flammstrahlkegel des jeweils zur
Verwendung kommenden Brenners praktisch zu
zu verhalten, während die Querwasserrohre d1
sich zu d wie 1 : 5 verhalten. d2 kann im
Durchmesser gleich d1 genommen werden.
Der nach der Belpaire-Bauart geformte
8
Hinterkessel hat an Stelle der sonst üblichen
Deckenverankerung an der Unterseite der
Boxdecke besondere Versteifungsrippen i und
gilt für die Bemessung der Stehbolzen das
gleiche wie in Formel 11 angegeben. In e
finden wir das übliche Dampfzuleitungs und
Überhitzerrohr, dessen Durchmesser vom
Querschnitt der Dampfeinströmkanäle der
Zylinder abhängt.
Über die Distanzierung der Siederohr-Zentren
untereinander läßt sich bei unseren kleinen
Kesseln keine feste Regel aufstellen, da dies
ganz von der gewählten Rohrwandform und
deren Größe abhängt. Feststeht, und durch
wiederholte Versuche ist bestätigt, daß der
geringste lichte Siederohr – Durchmesser auf
keinen Fall unter 8 mm liegen soll !
Die Distanzen m und n in Fig.15 sind derart
bemessen, daß die äußeren Rohrperipherien an
ihren
nahesten
Berührungsmöglichkeiten
mindestens 4-6 mm auseinanderliegen sollen.
Es ist eine völlig irrige Ansicht zu glauben, daß
an Stelle weniger Rohre größeren Durchmessers
bei Modellkesseln, eine dafür umso größere
Anzahl (und eventuell noch eng gedrängt) von
Siederohren kleineren Durchmessers eine
größere Heizfläche ergäben. Wer letzterer
Ansicht – und möge sie ansonsten ganz logisch
erscheinen – huldigt, wird beim ersten Anheizen
mit Entzücken bemerken, daß die Heizflamme in
Kürze – sogar trotz künstlich entfachtem
Luftzuges – glatt erlischt. Die Siederohrwand
gleicht in diesem Falle und in ihrer Wirkung mehr
dem Drahtsiebe einer Davy`schen Grubenlampe.
Praktisch ergibt dies, daß wir die Distanzen m
und
n
, Fig.15 und den dazugehörigen
Siederohrdurchmesser
nach
folgender
Zusammenstellung zu setzen hätten:
Siederohrkessel
Diese dem Großbetrieb entnommene Bauart
finden wir an Modellen meist von Spw. III
aufwärts, in den seltensten Fällen unter
vorbezeichneter
Spurweite.
Die
Kesselwandstärken als auch die der Feuerboxen
bemessen sich nach Tabelle 11.
Tabelle 11
Kesselwandstärken bei ModellSiederohrkesseln
Dampfspannung
kg/cm² = Atü
1-2 Atü
3 Atü
3,5 Atü
4 Atü
5 Atü
6 Atü
Kupferblech
Messingblech Messingmm
SWG# mm
SWG#
Guß
0,625
22
1,37
16
2,00
0,75
21
2,00
13
2,00
1,00
19
2,50
11
3,50
1,25
17
2,75
10
4,00
2,00
13
3,00
9
5,00
2,25
12
3,25
8
5,50
Siederohr-Distanzen bei
Modellkesseln
Spur
I
Rohrwand- Nr.26
stärke
m
13
n
10
8
Rohr 
Hiebei ist eine Toleranz bei Kupfer + - 5%
bei Messing + - 8%
zulässig.
Erwähnt soll noch werden, daß es sich bestens
empfiehlt, die gelöteten Kesselteile nachher in
ein Bad von Sulphur acid (Schwefelsäure) im
Lösungsverhältnis 1 : 20 zu legen, um den nach
dem Löten noch anhaftenden Boraxfluß zu
entfernen. Nachher alles mit lauwarmem Wasser
abspülen.
Das orthodoxe Nietverfahren hat sich zufolge
der Anwendung des modernen Schweiß- und
Lötverfahrens auch hier erübrigt.
In Fig.15 sehen wir einen typischen ModellSiederohrkessel für Spur A, dessen kupferne
Feuerboxdecke mit der Achse des äußeren
Kesselmantels in gleicher Höhe steht. Dies
deshalb, um eine gegenüber normalen Bauarten
größere Wasserstandsdistanz HW - NW zu
erhalten. Die 7 Siederohre w , von denen eines
wegen
des
darin
durchlaufenden
Überhitzerrohres
K
einen größeren
Durchmesser
besitzt,
fertigen
wir
aus
dünnwandigem ( 0,3 bis 0,5 mm) Kupferrohr,
besser aus dünnwandigem Messingrohr, wenn
der Amateur jene Fertigkeit im Hart- oder
Silberlöten besitzt, daß hiebei keine unliebsamen
Verbrennungen der betreffenden Lötstelle zu
befürchten ist.
A
III
89
Nr.26 Nr.25/26 Nr.24
13
10
8
15
12
10
15
14
12
127
Nr.20
184
Nr.17
21
16
15
21
16
15
(Die Nummern beziehen sich auf die Deutsche
und Österr. Feinblechlehre !)
Immerhin bleibt es dem Amateur überlassen,
die Rohreinteilung auf Grund der von ihm
gewählten
Rohrwandfläche
dergestalt
abzuändern, daß der Zwischenraum von
äußerster Rohrwand zu äußerster Rohrwand,
wie eingangs bereits erwähnt, immerhin noch 4-6
mm eingehalten bleibt.
Es mag öfters vorkommen, daß der Amateur
gerade die von ihm gewünschte Rohrdimension
käuflich nicht erhält und daher gezwungen ist,
eine etwas größere Rohrnummer zu nehmen. In
diesem Falle sind die Maße
m und n
sinngemäß zu ändern. Nach der alten englischen
Methode, die Rohre an den Enden mittels
besonderen Feingewindes in die ohnehin
dünnen
Feuerboxrohrwände
einzudrehen,
verzichten wir aus dem Grund, als es bei evtl.
Rohrwechsel (Rohrbruch, Rohr rinnen) ganz
unmöglich ist, Die durch Kesselsteinbelag
eingefressenen Rohre wieder herauszudrehen.
9
Anderseits ist uns durch die Methode des
Aufdornens
ein
Weg
gegeben,
unsere
Siederohre, gleich dem Großbetrieb, glatt
einzuziehen
und
mittels
sauber
fein
geschlichteten konischen Dornes, gleich einer
Rohrwalze, an den Enden, resp. Sitzflächen in
die Rohrwand auf Pass-Sitz einzupressen. Den
Dorn befeuchten wir bei dieser Arbeit öfters mit
Terpentin. Das Ausziehen schadhafter Rohre
aus der Rohrwand geschieht durch Ausbohren.
Stehbolzen versieht man ebenfalls nicht mehr
mit Feingewinden, sondern vernietet und kappelt
die Enden, die außerdem zur Sicherheit noch
Silber- oder Hartverlötet und verputzt werden,
gleich den eingelöteten Siederohren, falls diese
nicht eingedornt sind.
Wir richten unser Augenmerk auf den an der
oberen
Feuerboxdecke
eingesetzten
Schmelzpfropfen p Fig.15 und Fig.16 , dessen
Aufgabe darin besteht, bei evtl. sinkendem
Wasserstand bis zur Feuerdecke herunter durch
den Austritt eines Dampfstahles in die Feuerbox
ein sofortiges Verlöschen der Flamme und damit
ein Verbrennen der Kesselwandungen zu
verhüten.
außerdem noch mit einer Innenrille, die mit in
Talg eingefetteter Hanfschnur zwecks guter
Abdichtung umwickelt wird. Während bei dieser
Bauart der Kolben durch vertikale Auf- und
Abbewegung betätigt wird, sehen wir in Fig.20
eine
Seitentankpumpe
mit
horizontaler
Betätigung. Bei dieser Gelegenheit sei der
Amateur auf das Kommunikationsrohr zwischen
rechtem und linkem Seitentank erinnert,
nachdem gewöhnlich bloß eine Pumpe
einegbaut wird.
Erwähnt sei noch eine aus früheren Jahren
stammende
und
aus
dem
ModellSchiffsmaschinenbau übernommene Exzenterpumpe nach Fig.21 , die hier von einer Achse
des Tenders oder Laufradpaares angetrieben
wurde und den Zweck verfolgen sollte, den
Kessel während der Fahrt nachzuspeisen. In der
schematischen Skizze finden wir bei w den
Wechsel, der den Umlauf des von der Pumpe
konstant
geförderten
Wassers
zu
bewerkstelligen hat. So ausgeklügelt für den
ersten Augenblick dem Beschauer die Sache
erscheinen mag, so hat diese Bauart doch einen
Haken. Durch das konstante Auf- und
Abschlagen der Ventilkugeln schlagen sich die
messingenen Ventilsitze in kurzer Zeit platt und
undicht,
der
Kolbendruck
bei
erhöhten
Kesselspannungen nimmt (durch das Exzenter)
einen Großteil der Adhäsion des treibenden
Räderpaares (bei Tendern) weg, sodaß diese
auf der Schiene mehr gleiten als drehen – und
als
Hauptspass
tritt
–
falls
alles
vorhergegangene klappen sollte – der Umstand
hinzu, daß unsere Lokführer 99 von 100 mal
verabsäumt,
den
Umschaltwechsel
w
zeitgerecht umzustellen, und der Kessel dann
gewöhnlich derart vollgepumpt ist, daß die
Maschine glatt „ersäuft“.
Die Kesselarmaturen
1. Absperrhähne
für Zu- und Ableitungen nach Fig.17, worin E
eine allgemein gebräuchliche Form zeigt,
während das Absperrorgan
F
eine Type
darstellt, die wegen ihrer Einfachheit in der
Herstellungsweise
von
vielen
Amateuren
bevorzugt wird. In G sehen wir eine etwas
komplizierte
Absperrvorrichtung,
deren
Verwendung meist bei Kesseln größerer Bauart
(Spw. 127 und darüber) gebräuchlich ist.
2. Speisekopf
In Fig.18 ist der bei allen Modellkesseln übliche
Speisekopf dargestellt und dürfte dessen
Funktionsweise als dem Amateur bekannt
vorausgesetzt werden. Der Kugelventilsitz b
muß
bei
längerer
Betriebsdauer
öfters
nachgesehen werden und die Kugelsitzfläche
nachgeschliffen (mit Feincarborundum und Öl).
Soll abgesperrt werden, dann schraube man die
Stellschraube d so weit herunter, daß die
Ventilkugel auf ihren Sitz gepresst wird, weas
aber nur bei auftretenden Defekten an
Speisepumpen oder in Injektor und evtl.
Rohrbruch geschehen soll.
4. Regulatoren
Mit
Regulatoren
bezeichnen
wir
bei
Dampfkesseln ein Abschlußorgan, welches den
im Kessel erzeugten Dampf je nach Bedarf und
Menge zu den Zylindern abgibt. Er wird
gewöhnlich vom Führerstand aus betätigt und
sehen wir in Fig.22 die im Lok-Modellbau
angewendete einfachste Form, die weiters nichts
anderes als ein Absperrventil mit konischem
Drehteil, ganz nach Bauart Fig.17 E darstellt.
Die Zugänglichkeit ist uns durch den großen
Dom gegeben. Man beachte das im Dom
eingebaute und durchlöcherte Spritzblech p ,
das den Zweck verfolgt, vom Dampf
mitgerissene Wasserpartikel niederzuschlagen.
Die Einfachheit der Bauart erübrigt weitere
Detaillierungen. In Fig.23 finden wir eine Bauart
mit ähnlichem Konusstück und hat diese Type
den Vorteil besserer Zugänglichkeit von außen
her.
Zur Erzielung einer besseren und feineren
Regulierbarkeit des Dampfmengendurchganges
3. Speisevorrichtungen
Zum
Nachspeisen
des
verdampften
Kesselwassers verwenden wir bei kleineren
Modellen eine im Wassertank seitlich oder im
Tendertank eingebaute Handpumpe nach
Fig.19, deren Funktionsweise aus der Zeichnung
klar ersichtlich ist. Besonders gründliche
Amateure
versehen
den
Pumpenkolben
10
gelangen wir zum Drehschieber-Regulator nach
Fig.24, wobei der eigentliche Drehschieberteil b
in der angedeuteten Pfeilrichtung sich bewegt,
wobei
a
der in die hintere Kesselwand
eingeschraubte eigentliche Hauptkörper, b der
Drehschieber und c die zu a gehörige
Stopfbüchse darstellen. Nachdem diese francobelgische Modellbauart nach Abnützung ein
neuerliches Einschleifen des Drehteils b in a
nicht erlaubt, sondern der Drehteil b erneuert
werden muß, so gelangen wir zu der vom
Verfasser 1911 entworfenen Bauart Fig.25 , der
sogenannten Drehscheibenform für ModellSchiffs-, und Lokomotivkesseln. In die hintere
Kesselwand
d
ist der Mantelkörper
a
eingeschraubt,
in
welchen
wieder
die
Preßbüchse b mittels Gewinde derart eingreift,
daß der eigentliche Drehschieberteil c zufolge
seiner konischen Einpassung in b an den
Flachsitz des Körpers
a
gedrückt wird.
Korrespondieren die Kanalöffnungen bei a und
c,
so besteht volle Durchgangsöffnung, in
umgekehrten Sinne sind Zu- und Ablauf
gedrosselt. Die bei allen Teilen leichte
Zugänglichkeit, die Möglichkeit des jederzeitigen
Nachschleifens der Paßflächen ohne besondere
Demontage vieler Einzelteile, der Entfall jeglicher
Stopfbuchsenpackung, nicht zuletzt auch die
feinere Regulierbarkeit der Füllungsgrade bei
verhältnismäßig
kurzem
Drehweg
des
Regulatorhandgriffes sowie die Nachspannungsmöglichkeit schufen dieser Bauart vielseitige
Verwendung.
Wir berechnen den Durchmesser unserer
Ventilsitze demnach nach der österreichischen
Modellbauformel
Formel 12
Dv = I x Hw
1000
925
worin I = Wasserinhalt des Kessels in ccm, Hw =
der Heizwert des Feuerungsstoffes nach Tabelle
9 bezeichnet, wobei errechnete Werte unter 3
mm Ventildurchmesser (also bei ganz kleinen
Kesseln mit geringem Wasserinhalt) nicht mehr
in Rechnung zu stellen sind, sondern 3 mm
verbleiben.
Ergeben sich verhältnismäßig große Ventildurchmesser, so sind an Stelle des einen
Ventiles deren 2 mit kleinerem Durchmesser
einzubauen
und
müssen
sich
deren
Durchmesser
resp.
Durchgangsquerschnitt
proportional dem errechneten Durchmesser des
einen großen Ventils anpassen.
Erwähnt muß noch werden, daß man aus
besonderen Sicherheitsgründen, bei Kohlen-,
Briketts- oder Koksfeuerung, also bei den
größeren
Kesseltypen
den,
resp.
die
Ventildurchmesser meist um 20 – 25% höher
bemißt, dies deshalb, weil eine rasche
Regulierbarkeit des Feuers bei so kleinen
Rostflächen, wie wir sie verwenden, schwer
möglich ist. Es kommt vor, daß der Amateur bei
der Rostbeschickung mitunter des Guten zu viel
tut, die Feuerbox gewissermaßen überfüttert,
was in kurzer Zeit zu übernormal intensiver
Beflammung resp. Dampfentwicklung, ja sogar
Kesselzerknall führen kann. Auch das „Feuern“
muß geübt sein !
In Fig.26 sehen wir verschiedene Bauarten von
Sicherheitsventilen, wie sie für Modellkessel
verwendet werden. Die simpelste Bauart finden
wir bei
A
, die zwar einfach in der
Herstellungsweise, doch etwas umständlich in
der Regulierbarkeit ist, wobei die Spannfeder
innerhalb des heißen Kesselwassers und
Dampfes zu arbeiten hat. B zeigt uns eine
ebenso einfache, doch wesentlich bessere
Bauart, zumal bei dieser die Möglichkeit
eventuellen Nachstellens der Druckfeder sowie
Nachschleifens des Ventilsitzes ohne viel
Demontage gegeben ist. Diese Bauweise ist
glatt, einfach und gut funktionierend. In C finden
wir ein Sicherheitsventil nach fast dem gleichen
Konstruktionsprinzip wie B , doch hat dieses an
Stelle der stählernen Ventilkugel ein Konusventil
v
aus Stahl, welches auf dem bronzenen
Ventilsitz b sitzt. Durch Verstellung von c ist
die Regulierbarkeit der Federspannung gegeben,
während der abblasende Dampf durch die
Löcher m entweicht. In D tritt uns ein schon zu
Großvaters
Zeiten
wohlbekanntes
Ventil
entgegen, das der Verfasser bloß deshalb
erwähnt, um auch unserer jungen Garde ein
Sicherheitsventil zu bringen, das nicht in
5.Sicherheitsventile
Während der englische und teilweise auch der
franco-belgische Modellbau nach starrer Regel
nach dem Rezept Greenlys die Durchmesser
seiner Sicherheitsventile nach Spurweitengruppen bemißt, also für
Spur 0-IIISicherheitsventile: Durchmesser = 3/16“ engl. =
4,762 mm;
Spur 3¼“
engl.Sicherheitsventile: Durchmesser = ¼“ engl.
= 6,35 mm;
Spur 4/¾“ – 5“
engl.Sicherheitsventile: Durchmesser = 3/8“ engl.
= 9,52 mm;
Spur 7¼“ engl. Sicherheitsventile: Durchmesser
= ½“ engl. = 12,7 mm
Ansetzt, so bemessen wir unseren SicherheitsVentildurchmesser nicht nach Spurweitengruppen, sondern ähnlich dem Großkesselbau
nach Heizfläche, resp. Wasserinhalt und
Heizwerten – Faktoren, die für die minütlich
erzeugte
Dampfmenge
–
sicherlich
ausschlaggebender sind als in diesem Fall die
Spurweitengruppe.
11
Fig.28a. Es besteht aus einem
sehr
dünnwandigen,
kreisförmig
gebogenen
Kupferrohr von linsenförmigem Querschnitt und
steht, durch eine Messingfassung gehalten, mit
dem Einströmröhrchen in Verbindung. Dieses
Kupferrohr ist an beiden Enden geschlossen und
durch kleine Lenkstangen mit dem Hebelwerk
verbunden.
Dem
Druck
des
Dampfes
entsprechend
streben
die
Rohrenden
auseinander und setzen damit das Hebelwerk,
resp. den Zeiger in Bewegung. Wirklich kleine
Manometer,
sollen
sie
halbwegs
der
Modellgröße entsprechen, sind schwer allgemein
erhältlich und meist nur bei ModellbauZubehörfirmen wie Basset-Lowke, Bond, Postel
oder La Maison des Trains beziehbar. Es
empfiehlt sich, zwischen Kessel und Manometer
ein kleines, spiralförmig gebogenes Rohrstück
einzuschalten (Trompetenrohr). Eine äußerst
simple Form von Druckmesser finden wir in
Fig.28b, dessen Kolbendurchmesser k mit 12
mm bemessen ist, was einer Querschnittsfläche
von ca. 1 qcm (entsprechend dem Druck von
1kg/qcm = 1 Atü) gleichkommt. Die Spannfeder
f ist, gleich wie bei unseren Sicherheitsventilen,
Fig.26 , durch
d
druckeinstellbar. Die
Funktionsweise ist aus der Skizze verständlich.
Dieser „Amateur-Hausmanometer“ ist ein guter
Behelf beim Bau und bei Kesseldruckproben,
zumal er durch Auflegen von Gewichten auf die
Kolbenstange vom Amateur jederzeit auf die
Richtigkeit des Druckes der Spannfeder
(unabhängig von einem Hilfsmanometer) selbst
kontrolliert werden kann.
Vergessenheit fallen soll und auf unseren
„historischen“ Lokmodellen allseits zu finden ist.
Die modernen Bauarten von Coale, Ackermann
oder Poop sind hier nicht vermerkt, da deren
Herstellungsart en miniature wegen deren
Kompliziertheit für den Amateur außer Frage
kommt.
Sollten auf einer Modellok eine dieser Typen
vorgeschrieben sein, so verwende man die
bewährte Bauart Form B, Fig.26, die mit einer
Ummantelung in der Außenform der verlangten
Bauart ausgestattet wird. (Beachte die strichliert
eingezeichnete Ummantelungsform in B, Fig.26,
m,)
6. Injektoren
Als 1856 der wackere Ingenieur Giffard seinen
ersten Injektor herausbrachte, ließ er es sich
nicht träumen, daß genau 50 Jahre später (1906)
von
den
Modellbaufirmen
Basset-Lowke,
Nordhampton, - und Bond, London NW., Euston
Road 357, die ersten Miniatur-Modellinjektoren
auf den „Modellbauermarkt“ gebracht wurden,
allerdings zuerst für die Loks in der Spw. 3½“
aufwärts.
Der durch ein konisches Rohr herausströmende
Kesseldampf zieht durch ein seitliches Rohr
Wasser an, welches den Dampfstrahl teilweise
kondensiert und von demselben eine so hohe
Geschwindigkeit mitgeteilt erhält, daß es durch
seinen Stoß ein nach dem Wasserraume des
Kessels sich öffnendes Ventil öffnet und so in
den Kessel hineingedrückt wird. In Fig27 A ist a
die Einströmung und zieht durch b das Wasser
an, welches durch c in den Kessel eingespritzt
wird. Bei d läuft das überschüssige Wasser ab.
Ich bezweifle, daß sich unter meinen jungen
Freunden so rasch einer daranmachen wird,
diesen Apparat für seinen Kessel selbst
durchzukonstruieren und zu bauen, es sei denn,
daß
ihm
alle
jene
Hilfsmittel
und
Spezialwerkzeuge zur Verfügung stehen, die
hiezu erforderlich sind. Der Verfasser empfiehlt
daher, falls schon Injektoren an Stelle der
Kesselspeisung mittels Pumpe in Frage
kommen, diese betriebsfertig von einer der
Spezialfirmen zu kaufen. Viel Zeit und Ärger
bleibt ihm hiebei erspart. Allerdings finden wir
solche selbstgebaute Injektoren vereinzelt vor
und stellen diese Spitzenleistungen an
Präzisionsarbeit und handwerklichem Können
dar.
8. Wasserstandszeiger
Als drittes Glied in der Reihe der für den
Amateur etwas umständlich selbstherstellbaren
Apparate zählt der Wasserstandszeiger, weshalb
auch dessen Fertigkauf empfohlen wird. Es
findet sich bei den Modellbaufirmen eine reiche
Auswahl, die den Amateur in die Lage versetzen,
den für seine Zwecke geeigneten Wasserstandsmesser auszuwählen.
In Fig.29 A sehen wir den Durchschnitt einer
vielseits verwendeten Type, worin
a
den
Oberteil und b den Unterteil darstellt; c sind
die Überwurfsmuttern, die die über das Glasrohr
(Schauglas) g an beiden Enden übergestülpten
Gummidichtringe d zusammenpressen und
damit einen dampfdichten Abschluß bewirken.
Im Unterteil b finden wir einen Abschlußhahn e
der
zum
Durchblasen
(Reinigen)
des
Schauglases g dient. Angebracht werden die
Wasserstandszeiger derart, daß innerhalb der
Grenzen des Schauglases sowohl höchster als
auch niedrigster Wasserstand noch deutlich
erkennbar bleiben. So finden wir z.B. in Fig.12
und auch Fig.29B den Oberteil a weit über
dem eigentlichen Kesselmantel stehend, zu dem
Zwecke, das Schauglas g genügend deutlich in
den Bereich der beiden Wasserstandsmarken +
7. Manometer
Gleich den Injektoren stellen die kleinen
Manometer Apparate dar, die von Amateurhand
schwerlich selbst hergestellt werden können.
Diese den Kesseldruck anzeigenden Instrumente
lassen sich in zwei verschiedene Bauarten
einteilen. Die Schäffer-Budenberg-Type und das
für unsere Modellbauzwecke in erster Linie in
Betracht kommende Bourdon-Röhrenmanometer
12
und – zu bringen. In Fig.29B finden wir bei k
strichliert eingezeichnet eine aus Drahtsiebgeflecht bestehende Ummantelung des Schauglases, die den Zweck verfolgt, bei eventuellem
Bersten des Glases die Splitter abzufangen.
Dieser Wasserstandszeiger hat überdies noch
zwei Absperrhähne h1 und h2 die es gestatten,
das Durchblasen und Reinigen des Schauglases
von beiden Einströmseiten gesondert zu
bewerkstelligen sowie einen Austausch des
Glasrohres auch während des Betriebes des
Kessels durchzuführen. Der Abdampf wird bei e
durch das Fallrohr abgeleitet.
hantieren zu müssen, so empfiehlt der Verfasser,
überall
dort,
wo
die
beschränkten
Platzverhältnisse in den Führerständen es nur
halbwegs zulassen, das Push-Pull-Einströmventil
nach Fig.30B zu verwenden, wie wir es bei der
Glockendampfpfeife gezeichnet finden.
Kesseldruckproben
1. Die Kaltdruckprobe
Haben wir unsere Kesselchen so weit
hergestellt, daß wir annehmen können, damit „in
Betrieb“ zu gehen, so haben wir vorerst noch für
uns eine kleine Nerven- und für unseren Kessel
eine Druckprobe durchzukosten. Zu diesem
Zweck füllen wir den Kessel vollauf mit Wasser,
schließen alle Ventile (ein Abmontieren und
Extraverflanschen, resp. Verpfropfen aller
Armaturenlöcher, wie es in der Großpraxis der
Fall ist, können wir uns in diesem Falle ersparen)
dicht und beginnen nun mit der Druckpumpe
langsam Wasser nachzupumpen, bis wir auf den
wirklichen Betriebsdruck gelangt sind. Nun
beobachten wir alle Schweiß- und Lötstellen auf
ihr Dichthalten. Wenn wir Glück hatten und bis
jetzt alles klappte, so beginnt nunmehr der
zweite Abschnitt unserer Druckprobe, das
Aufdrücken über die normale Betriebsspannung.
Vorsichtig pumpen wir weiter, doch siehe, bei 4
Atü, also 1 Atü über unsere Normalbetriebsspannung von 3 Atü, zeigt sich an einem der
eingelöteten Feuerrohre f , Fig.3, z.B. an der
Einlötstelle eine kleine Wasserperle, der bald
darauf die zweite folgt. Um das Maß voller zu
machen, beginnt auch noch der mit 4½ kg
beschwerte Ventilsitz des Sicherheitsventils und
der Speisekopf Sp , Fig.3 , zu tropfen. Also
Schluß mit der weiteren Druckprobe, die nach
Rechtem wir bis auf 4½ Atü hätten durchführen
müssen,
nachdem
der
KesselprobenBetriebsdruck (kalt) Kp
Kn
Formel 13
Kp = Kn + 2
9. Der Schmelzpfropfen
Bei den Kesseln der größeren Spurweiten von
3½“ engl. (88.8 mm aufwärts) empfiehlt es sich,
gleich den Vorbildern des Großbetriebes, an der
Decke der oberen Feuerboxwand einen
Schmelzpfropfen nach Fig.16 einzusetzen. Zu
diesem Zweck wird in der Feuerboxdecke d ein
Gewindefutterstück a eingeschraubt, in welches
vorher ein Stückchen Kupferniete b derart
mittels Lötzinn (oder Blei) eingelötet wird, daß
die Niete ringsum vom Lot umgeben ist. Sinkt
nun durch Unachtsamkeit oder Vergesslichkeit
beim Nachspeisen des Kessels mit Wasser der
Wasserstand im Kessel so weit herunter, daß die
Gefahr des Verbrandes der Boxwand entsteht,
so schmilzt die Lötmasse, die Kupferniete fällt
heraus und der nun durch die Öffnung
nachströmende Dampf bewirkt dabei ein
sofortiges Verlöschen der Beflammung. Wir
finden diese Anordnung auch in Fig.15
wiedergegeben, wobei
p
den Pfropfen
bezeichnet.
Der
Durchmesser
des
Nietenschaftes braucht – je nach Kesselgröße –
nicht größer als 2-3 mm sein.
10. Dampfpfeifen
Die maßstäbliche Herstellung von richtig
funktionierenden Dampfpfeifen in den Spw. 0 -III
ist aus akustischen Gründen nicht möglich und
behilft man sich deshalb so, daß man die Pfeifen
wohl größer macht als sie ansonsten dem
Original sein sollten und baut sie entweder in das
Führerhaus so ein, daß lediglich die
Pfeifenkappe aus dem Führerhausdach ein
Stückchen herausragt, oder man verlegt sie
kurzerhand (durch ein Stück Rohr vom
Führerhaus aus verbunden) innerhalb des
Lokomotivrahmens unterhalb des Langkessels.
Bekanntlich wird der Lautton der Pfeife umso
tiefer und kräftiger, je länger der Pfeifenhals h
Fig.30 , ist. Wenn wir auch nicht den geringsten
Ehrgeiz verspüren, aus unseren Dampfpfeiferln
Mozartische Zauberflöten drechseln zu wollen,
so ist es immerhin aus Gründen der
Metallvibration
für
die
Pfeifenhälse
empfehlenswert, sehr dünnwandiges Material
(Messing) zu wählen.Nachdem es mitunter hier
nicht immer angenehm ist, mit Wirbelhähnen
betragen soll, worin Kn die normale Kesselspannung (Betriebsspannung) in kg/cm² (Atü)
bezeichnet. Es zeigte sich, daß das Flammrohr
an der Tropfstelle nochmals hart nachzulöten ist,
der Ventilsitz des Sicherheitsventils zu wenig
sauber und gutsitzend eingeschliffen und die
Absperrkugel des Speiskopfventils ungenau auf
ihrer Auflage sitzt. Wir beheben mit Sorgfalt
diese Fehlerquellen. Wir starten zur neuerlichen
Druckprobe und siehe, wir haben diesmal Glück.
Der Kessel ist dicht, alle Ventile ebenso, der
Manometerdruck hält konstant bei 4½ Atü.
Erleichtert atmen wir auf. Nein ! – Wir halten den
Probedruck ca. 10 Min. bis ¼ Stunde weiter bei
und beobachten genau die äußere Kesselwand
des Barrels und die Rohre auf evtl.
Deformationen. Sollten solche wirklich (von
einem unter hundert Fällen) eintreten, so packen
13
wir unseren Kessel fluchend in altes
Zeitungspapier
und
trollen
uns
zum
nächstbesten Altmetallhändler. Die ganze Mühe,
Arbeitszeit und Materialkosten waren vergeblich.
Wir haben eben materialstärkenmäßig zu
unterdimensioniert gebaut (Kesselwandstärken,
Rohrwandstärken, Stehbolzen – kurz den einen
oder den anderen Teil). Doch bevor Sie wirklich
den Lagerplatz des Altmetallhändlers aufsuchen,
spülen Sie Ihren Ärger mit einem steifen Grog
hinunter, denn auch dieses Pech läßt sich
gutmachen. Sie lösen vorsichtig, äußerst
vorsichtig, im Holzkohlenfeuer die Lötstellen auf,
geben ja acht, daß Sie dabei das Material nicht
verbrennen und ersetzen jene deformierten oder
schlechten Teile durch zweckentsprechende,
reinigen die alten Lötstellen vorerst sauber
mittels Feile und Drahtbürste und setzen den
Kessel nochmals zusammen. Den defekten,
ausgetauschten Teil wickeln Sie diesmal nicht in
altes Zeitungspapier, sondern feinsäuberlich in
Seidenpapier und verstauen dieses Stück in der
hintersten Geheimlade Ihres Arbeitstischchens.
Es ist deshalb durchaus nicht entmutigend und
gerade in dieser Sparte des Modellbaues
mitunter vorkommend, daß dem Amateur,
besonders dem Anfänger, zuerst einige
Mißerfolge unterlaufen können, die größtenteils
auf zu geringe Beobachtung der Bauregeln und
primitiverer Handfertigkeit zu buchen sind, aber
durchaus keinen Anlaß geben, beim ersten
Mißerfolg die Flinte gleich ins Korn zu werfen ! –
widerstehen hat. Mutwille in dieser Richtung
kann sich schwer rächen.
Nachdem nun alles glatt überstanden ist, kann
mit der Montage des Kessels auf das
Untergestell der Maschine begonnen werden
und auch die diversen Leitungen und
Rohranschlüße hergestellt werden. Über den
Außenkessel erfolgt nunmehr der Belag der
Isolierschicht (Asbest) und darüber das
eigentliche Kesselmantelblech (siehe Fig.3 und
12) das in Zwischenräumen durch schmale
Messingbänder zusammengehalten wird.
Kesselwartung
Gleich den Vorbildern des Großbetriebes
bedürfen auch unsere Kleinkessel ein gewisses
Maß von Betreuung und Wartung, natürlich nicht
innerhalb ersterer Grenzen, vielmehr hat der
Amateur nur auf Wasserstand, Kesseldruck und
Beflammung während des Betriebes an seinem
Kessel zu achten.
Beim Anheizen unserer Kessel bedienen wir
uns zwecks Erzielung des erforderlichen
Luftzuges zur Beflammung bis zur Erreichung
von ca. ½ Atü Betriebsdruckes im Kessel einer
Vorrichtung nach Fig.31,
A
und
B.
Entsprechend der lichten Weite des Schornsteines wird auf diesen ein Verlängerungsrohr a
(gleich einer Ofenröhre en miniature) aufgesetzt,
in die von außen ein ca. 1-2 mm starkes
Röhrchen b nach aufwärts gerichtet, mittseits
einmündet. An dieses ist ein Gummischlauch
entweder von einem sogenannten Zerstäuberball
ausgehend angeschlossen nach
A, oder
verwendet man eine Fahrradhandpumpe, der als
„Windkessel“
eine
alte
leere,
luftdicht
abgeschlossene
Konservendose
zwischengeschaltet ist. Die daraus resultierende
Wirkungsart ist aus den beiden Skizzen
ersichtlich. Die Länge des Verlängerungsrohres
a kann durchschnittlich mit d : h = 1:8 bis 1:10
angesetzt werden. Praktisch ergibt sich
h
derart, daß ein über das Rohrende
h
gehaltenes, brennendes Streichholz leicht zu
flackern beginnt. Haben wir einen Kesselbetriebsdruck von ca. ½ Atü erreicht, so öffnen
wir langsam den Hilfsbläser c (siehe auch
Fig.7k, Fig.13, Fig.29n und Fig31c), entfernen
den Aufsatz a und überlassen die weitere
Luftzugentfachung
dem
Hilfsbläser.
Wir
probieren bei ca. 1 Atü Kesseldruck die Gängigkeit aller Absperrventile, blasen vorsichtig unser
Wasserstandsglas durch (sehr langsam den
Drainhahn öffnen. Glasspringen !) und regulieren
– der Beflammung und dem Luftzug
entsprechend – unsere unteren Luftregulierklappen (Fig 3n, Fig12r und Fig.15r).
Vergessen dürfen wir auch nicht, das
Sicherheitsventil noch vor Erreichung der
Kesseldruckhöchstspannung durch Heben des
Ventilsitzes mittels geeigneter Vorrichtung
(kleiner Zange oder Stricknadelklemme) zu
2. Die Warmdruckprobe
Haben
wir
nunmehr
glücklich
die
Kaltdruckprobe hinter uns, so gehen wir
hinterher gleich zur Warmdruckprobe. Zu diesem
Zwecke füllen wir unser Kesselchen bis zur
Wasserstandshöhenmarke + mit Wasser, nicht
höher (Normal + Stand) und beginnen langsam
den Kesseldruck auf die vorgeschriebene
Betriebshöchstspannung zu steigern.
Knapp vor Erreichung des Höchstdruckes hat
unser Sicherheitsventil ganz sachte zum
Abblasen zu beginnen und öffnet schließlich
ganz und voll, wenn der Betriebsdruck erreicht
ist. Das Wasser im Schauglas muß spielen, das
das Kugelventil am Speiskopf dicht abschließen
und sämtliche Hähne und Ventile sollen nicht
„blasen“ sondern dichthalten. Es gehört zu den
Seltenheiten und müßte blos eine Verkettung
ganz besonderer Umstände sein, sollten sich –
nach erfolgter vorangegangener Kaltdruckkesselprobe
ohne
Anstände
–
hiebei
irgendwelche Unzukömmlichkeiten am Kessel
herausstellen. Ernstlich gewarnt sei der
Amateur jedoch vor jeder Überschreitung des
Normalbetriebskesseldruckes von befeuerten
Kesseln ! - Deshalb huldige man nie der
Ansicht, daß auch der befeuerte Kessel
demselben Kesselüberdruck gewachsen sein
muß, dem der Kessel bei der Kaltdruckprobe zu
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lüften, damit der Ventilsitz durchgeblasen und
gereinigt wird.
Nach Betriebsschluß lassen wir unseren Kessel
langsam erkalten, nicht ohne vorher denselben
mittels Injektor oder Handpumpe auf den
Höchstwasserstand zu speisen, schließen
zwecks Vermeidung nachströmender Kaltluft die
unteren
Luftregulierklappen,
putzen
die
Lampendochte oder die Brennerdüsen und
decken die Schornsteinmündung oben mit einem
flachen Stück Blech ab.
Das Auswaschen und fallweise Reinigen des
Innenkessels geschieht im erkalteten Zustand
mittels warmen Wassers (ca. 40° C), dem wir
etwas Soda (kohlensaures Natron) oder Ätzkalk
(frisch gebrannter Kalk) beimengen. Wir öffnen
die Abschlammschraube x , Fig.3 und 15,
vorher und spritzen den Kessel von einer
entsprechenden Öffnung (herausgeschraubtem
Domdeckel etc.) so lange durch, bis die letzten
Schlamm- und Kesselbelagpartikel restlos
entfernt sind. Dann spülen wir mit reinem
warmem Wasser den Innenkessel gründlich
durch. Ist diese Arbeit auch gerade keine
besonders angenehme, so gehört sie doch zur
selbstverständlichen Kesselwartung. Erwähnt
muß noch werden, daß der ausgewaschene
Kessel erst nach völligem Erkalten wieder mit
kaltem Wasser nachgefüllt werden darf.
Durchschnittlich kann man bei Modellkesseln
eine Betriebsdauer von ca. 250 bis 300 Stunden
von dem einen zum anderen Kesselauswaschen
ansetzen.
Hat der Kessel Siederohre, so sind diese
jedesmal nach
Betriebsschluß
von
der
Rauchkammer
aus
mittels
weicher
Drahtrundbürste von vorne nach hinten von
Zunder und Flugasche sauber zu reinigen. Die
Verwendung von Hirschtalg oder Unschlitt
(Inslicht) zum fallweisen Einfetten der kleinen
Armaturenhähne ist empfehlenswert, währnd die
Regulatoren am besten mit zähflüssigem,
dickem, Lubrikatoröl (Heißdampföl) des öfteren
nachgeschmiert werden sollen.
Damit
schließt
der
Verfasser
seine
Ausführungen
über
die
DampflokomotivModellkessel in der Überzeugung, als guter
Kamerad seinen jüngeren Kollegen vorbehaltslos
alle
wesentlichen
Bautricks
und
die
markantesten Grundregeln mitgeteilt zu haben,
die die Grundlage zur erfolgreichen Herstellung
wirklich betriebsfähiger und leistungsfähiger
Kleinkessel für Dampflokomotivmodelle bilden.
Ende Teil I
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