Kittel Dampftriebwagen in 5"

Hallo Gerd ,

ich hatte mal eine 99 5906 Mallet in LGB Größe gebaut vor vielen Jahren. Zuerst hatte ich die Erkenntnis,

um Fahrzeit zu bekommen kleinere Zylinder zu verwenden wegen dem Dampfverbrauch.

Es stellte sich aber heraus das dies absolut falsch war,denn man konnte nur mit hohem Druck fahren.

Dies war so um 3bar Kesseldruck bei 10 mm Kolbendurchmesser. Ich habe mir dann das Dampfdiagramm angeschaut und festgestellt

das bei gleicher Wassermenge bei niedrigerem Druck ja viel mehr Dampfvolumen vorhanden ist.

Ich habe dann geschaut was aus den Zylindern noch für einen Kolbendurchmesser geht. Mit 12 mm ging alles gerade noch so,

soviel Wandstärke war noch da. Ich hatte einen Treffer gelandet. Die Lok fuhr danach ab ca 1bar

einwandfrei und die Laufzeit war eine ganze Ecke länger.

Ich weis es nicht mehr genau aber gefühlt fast doppelt so lange.

Dann kommt noch hinzu die volle Kraft brauchst du ja nur zum anfahren,danach kannst du ja den Regler drosseln.

Aus meinen Erfahrungen mit 5 Zoll muß ich sagen unter 23 bis 24 mm würde ich nichts machen ,wenn man mit einer

Person in engen Kurven und Steigungen,2-3%,fahren will. Größere Kolben bringen dich natürlich auch an die Haftungsgrenze,

das läßt sich aber mit Ballast viel leichter lösen.

Das sind meine Erfahrungen.

Gruß Werner

Hallo Gerd,

ich habe nochmal den Baubericht überflogen. Wie ist der Teflonkolben ausgeführt? .Ich verwende in meinen Lokomotiven

Teflonrundmaterial als Drehschieber für den Regler . Als ich das erste mal sowas baute habe ich alles schön passend gedreht.

Eine innere Eingebung sagte mir bringe es auf Betriebstemperatur und versuche den Regler zu drehen. Bei 170 ° Celsius war

alles fest. Ich habe ingesamt bei 14 mmm Durchmesser 0,05 abgedreht. Erst dann ließ sich bei Betriebstemperatur der

Regler drehen und war aber dicht. Wenn dein Kolben eingepasst ist wächst er ganz erheblich bei Dampf und nimmt einen

erheblichen Anteil an Kraft weg. Ich habe in allen meinen Lokomotiven ,von LGB bis 5 Zoll oder der Fire King, Messing Kolben

mit einem Teflon Kolbenring mit hinterlegtem O-Ring. Der O-Ring überbrückt die Wärmedehnung und stellt die Dichtung her.

Der Teflonring wird auf Maß gedreht und dann in einem Winkel von 30° mit dem Cuttermesser schräg geschlitzt. Die Nut

im Kolben muß 0, 3mm breiter als der Kolbenring sein. Der Teflonring klemmt sonst fest.

Der Kolben muß sich ohne zu klemmen bewegen lassen. Werden die Damptüren zu gehalten muß eine deutliche Kompression

vorhanden sein.

Ich hoffe es hilft dir weiter.

Gruß Werner

Hallo zusammen,

ich würde mit Graphit oder Bronze gefülltes Teflon nehmen. Teflon hat einen sehr großen Thermischer Ausdehnungskoeffizient (>td >130 · 10⁻⁶ K^−1[2])

Weiter nimmt Teflon Wasser auf (<0,1%) was auch zu Spannungen im Zylinder führen kann.

Gruß

Rainer

Hallo Gerd,

ja, da kommt wohl einiges an Ursachen zusammen.

Unter anderem wahr auch das Orginal schon ein schwachbrüstiger Alleinfahrer...

Die Leistung von ca.30Nm ist sehr wenig, wen der DTW auch noch dein Gewicht bewegen soll.

Wen ich das richtig verstanden habe, beträgt der max. Kesseldruck nur 3 Bar ?
Da ist es kein Wunder, dass sich der DTW, mit dir als Balast, kaum bewegt.
Mit nur 3 Bar will auch meine Zimmermann Virginian, Gesamtgewicht mit Tender und mir ca.200kg,

nicht wirklich maschieren, und diese hat massiv grössere Zylinder.

Die Dampfleitungen, vom Kessel zu den Zylindern, solltest du unbedingt Isolieren.
Durch den Wärmeverlust geht da viel Energie verloren.
Zum Isolieren kanst du eine dickere, reine Baumwollschnur verwenden, z.B. Schnürsenkel.

Mit diversen kleineren Optimierungen wirst du den DTW auf ebener Strecke sicher zum marschieren bringen.

Wen du aber damit, auf dem DTW sitzend, Steigungen hoch fahren möchtest, musst du mit grosser Wahrscheinlichkeit den Kessel für max.6 Bar neu anfertigen, und e.v. auch die Zylinder.

Der DTW ist ein ganz tolles Modell (!) und wirklich sehr schön umgesetzt !

Gruss vom Daniel

Hallo Gerd,

rein physikalisch gesehen, erweckt der Begriff Glasfaserdichtband bei mir nicht gerade das Gefühl, dass es neben abdichtend auch wärmedämend sein sollte - Glasscheiben sind es schließlich auch nicht. Allerdings ist nicht auszuschließen, dass die Luft zwischen den Glasfasern die Sache doch etwas besser macht. Mit Glas-/Mineralwolle, die zu einem Großteil aus Luft besteht, ist das wohl kaum vergleichen. Wolle oder Baumwolle käme mir bestimmt besser vor...

Gruß

Kristian

Hallo Gerd, ich kenne die ersten Teflonkolben von Regner . Ich habe sie versucht nach zu drehen war aber nicht erfolgreich.

Deshalb ich damals angefangen mit Teflonkolbenringe mit hinterlegtem O-Ring.

Die Leitungen wickle ich mit Naturfaser Paketband und mache sie dann schwarz. Die super Wärmedämmung darfst du eh nicht erwarten.

Bei meiner Mallet habe ich mir damals viel Verbesserung versprochen ,wenn der Kessel mal isoliert ist. Der Unterschied war aber kaum zu merken.

Verbesserte Feueranfachung war da viel effektiver.

Wenn alles nicht nicht die gewünschte Leistung ohne grosse Umbauten ergibt,würde ich mir überlegen und tricksen.

Ich würde die nicht angetriebene Achse elektrisch bei Bedarf antreiben. Das läßt sich bestimmt gut verstecken. Das müßte ja nur bei Bedarf in der

Steigung zu geschaltet werden. Aber das ist jetzt erstmal als Rückfallebene anzusehen.

Gruß Werner

Hallo Werner,

was für eine Mallet hast du denn? Würde mich, da ich selber eine baue, brennend interessieren.

Gruß

Rainer

Hallo Rainer ,

das ist die Baubeschreibung in Videoform

Gruß Werner

Hallo Werner,

wie hast du den Abdampfaustritt ND-Zylinder - Übergang Blasrohr zum Schornstein realisiert?

Gruß

Rainer

Hallo Gerd ,Rainer

meine Mallet hat 24 mm Kolbendurchmesser und 30 mm Hub. Sie fährt auch nur mit einem Triebwerk unter Dampf mit ca 3 bar.

Das Niederdrucktriebwerk hat eine Schlauchverbindung zum Schornstein. PKW Kraftstoffschlauch mit Gewebe aussen.

Zu dem Fahrproblem habe ich mir paar Gedanken gemacht ,denn irgendwie stimmt deine Rechnung nicht. Du hast einen

Direktantrieb wie die 26 Nm Drehmoment enstehen ist mir schleierhaft.

Meine Rechnung sieht so aus :

Aus Messung weis ich um in der Ebene mit engen Kurvenradien und leichten Steigungen Fahren zu können brauch ich eine Kraft am

Zughaken von 4- 8 Kg .Das sind vereinfacht 40 -80 N.

Wenn ich annehme der Zughaken ist ca 10cm über Gleis ergibt das ein benötigtes Radmoment von 400 - 800 Ncm das sind 0,4 - 0,8 Nm.

Die Zylinder haben idealisiert ohne Verluste 2*2 *0,785 Querschnittsfläche . Bei einem Druck von 3bar ergibt das bei 2 Zylinder 18,84 Kg Kraft bzw. 189 N.

Das sind ein Drehmoment bei idealer Kurbelstellung ohne Kraft oszillation über die sich ergebenden Winkel der Pleuelstange 189*2,7 = 510 Ncm =0,5 Nm

Wie man aus der benötigten Zugkraft aus Erfahrung sehen kann bist du damit gerade so fahrfähig. Da darf nichts dazwischen kommen. Wenn du auf

22 mm Kolben gehst kommen da nach dem Beispiel schon 0,62 Nm zustande. Bei 24 mm ergibt das 0,73 Nm wie man sieht deckt sich das ganz gut mit der

Beobachtung an meiner Mallet. Und wie man sieht hat das Quadrat bei der Zylinderfläche einen großen Einfluß. Kleine Veränderungen bringen da schon was.

Das Problem mit deinem Injektor löst du am besten mit einem zweiten Rückschlagventil Inline oder Eckventilbauart. Ich habe es selbst nicht geglaubt zuerst,

aber das funktioniert perfekt. Wenn dein Ventil am Kessel in den Dampfraum speist, ist es normal was dir passiert ist. Die Ventile dichten nur mit ausreichender

Wasservorlage ab.

Noch ein Wort zu deinem Brenner .Ich habe ein ferngesteuertes Feuerwehrauto mit einem Kessel etwa wie du auch hast. Die modernen Keramikbrenner

sind zwar toll anzusehen, können aber nur Strahlungswärme abgeben. Ein Kessel mit Leistung müsste meiner Meinung nach anders aussehen,da er ja nur die

Strahlungswärme aufnehmen kann. Ein Rauchrohrkessel nimmt Strahlungswärme auf, lebt aber vom Wärmeübergang zu den Heizflächen in den Rauchrohren.

Das heisst da muß heiße Luft durch damit da ein Wärmeübergang stattfinden kann. Deshalb hab ich bei meinem Kessel den Kessel angehoben damit noch

Luft nachströmen kann. Das hat das Ergebnis soweit verbessert das ich für den ferngesteuerten Betrieb zufrieden war.

Du müsstes aus meiner Sicht einen anderen Brenner bauen mit vielen kleinen 20-30 mm hohen blauen Flammen. Der muß sich aber auch von unten genug

Luft holen können wegen des Wärmeüberganges.

Laß dir das mal durch den Kopf gehen was ich geschrieben habe. Der Ansatz mit Gas erwärmen und Gasdruckregeln ist auf jedenfall richtig.

Gruß Werner

Zitat von werner

Wenn ich annehme der Zughaken ist ca 10cm über Gleis ergibt das ein benötigtes Radmoment von 400 - 800 Ncm das sind 0,4 - 0,8 Nm.

...ohne Kraft oszillation über die sich ergebenden Winkel der Pleuelstange

Hallo in die Runde,

nur sicherheitshalber: Sollte jemand einen kleineren/größeren Treibradradius haben als Zughakenhöhe, muss er natürlich mit Ersterem rechnen

Ich nehme an, im verwendeten Koeffizienten 2,7 ist Folgendes versteckt (dargestellt als Kraftübertragung vom Kolben zum Gleis):

1. Verhältnis von Kolbenhub (= Durchmesser des Kurbelzapfenflugkreises) zum Treibraddurchmesser - meistens um 0,5.
2. Durch die Winkelstellung der Treibstange zur Kurbel bleibt von der maximalen Kraft (bei 90°) effizient (für die Leistung der Lok, klassischer Sinusverlauf) nur noch rund 0,7 übrig.

In umgekehrter Richtung ergibt das, dass die Kraft am Kolben (ohne Verluste) rund 2,8x größer sein muss die Zugkraft - entspricht in etwa Werners 2,7, allerdings pro Zylinder. Vielleicht kann da ja noch jemand Klarheit schaffen...

Gruß

Kristian

Hallo Kristian,

der " Koeefizient 2,7 " ist ganz einfach die Kurbellänge den es gilt M= F * l . Sorry das ich das nicht so ausführlich hingeschrieben habe. Klar muß natürlich auch die Höhe der

Pufferbohle genau berücksichtigt werden. Der Faktor 0,7 für die sinusförmige Kraftverteilung müsste auch noch berücksichtigt werden. Und zuletzt noch die schwer greifbaren

Verlust durch Kondensation im Zylinder und Undichtigkeiten im Schieber und Kolben. Ich wollte verdeutlichen das das Verhalten mit der Beobachtung und Erfahrungswerten passt und aufzeigen das ein größerer Kolbendurchmesser gebraucht wird.

Gruß Werner

Hallo Werner,

Aha, jetzt verstehe ich Deine Rechnung, eine Sache aber doch nicht: Was hat die Pufferbohlenhöhe mit den Drehmomenten zu tun? Die Räder drehen sich doch um ihre eigene Achse, die muss nicht unbedingt in Höhe der Puffer liegen, oder?

Gruß

Kristian

Hallo Kristian,

gesucht ist die Kraft am Zughaken ,die ja relvant ist für das Ziehen eines Wagens. Da gilt auch wieder M= F*l nur wird die Formel umgestellt da wir ja F wissen wollen.

Das Drehmoment haben wir vorher berechnet. Das Rad stützt sich auf der Schiene mit dem Drehmoment ab. So mit ist als Hebelarm die Strecke Schiene Zughaken entscheidend.

Das hab ich als 100 mm über Schienenoberkannte angenommen. Muß natürlich auf den exakten Wert berichtigt werden.

F = M/l = 510 Ncm /10 cm = 51 N

Ich hoffe das ist jetzt klarer. Ich wollte es anschaulich beschreiben nur der letzte Schritt war mir klar, deshalb habe ich es nicht anschaulich beschrieben . Mit der Messung von Zughakenkraft und Fahrgeschwindigkeit kann man die Abgabeleistung bestimmen. Bei Elektroloks mit Spannung und Strommessung direkt den Wirkungsgrad.

Dies ist ein Beispiel, gemessen letztes Jahr mit meiner Merrywheather Fire King und einer selbstgebauten Messanlage. Die Zugkraft (Force) und Fahrgeschwindigkeit (speed) und weitere Größen messen kann .Mich hat interessiert ob ich mit meinen Annahmen richtig lag. Das ist auf Asphalt gemessen bei einem höheren Rollwiderstand als auf der Schiene. Die Messungen im Gras und in Steigungen stehen noch aus. Ich hatte damals auf 500 N maximale Zugkraft mit Übersetzung die Kolbengröße der Dampfmaschine ausgelegt. Grundsätzlich sehen die Messungen sehr gut passend aus . Das möchte ich, wenn ich mehr Zeit habe, weiter durchführen auch für meine Dampflokomotiven. Damit bessere Auslegungsdaten möglich sind. Try and error sind ja nicht zielführend.

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Da ich ja alles selbstentwickelt habe, einschließlich der Software, dauert das alles seine Zeit. Ich möchte ja auch mit meinen Modellen Spaß haben.

Ich hoffe das ist jetzt alles verständlich.

Gruß Werner

Die letzten 2 Bildersollten eigentlich so nicht erscheinen ich würde die gerne löschen da sie doppelt sind.

Werner