«Danni» läuft! 👍

Mein Dampfmaschinen Modellbauprojekt «Danni» hat einen entscheidenden Meilenstein erreicht: vor wenigen Tagen habe ich die letzte, kritische Bohrung erfolgreich vorgenommen und konnte endlich alles zusammenbauen:

Danni läuft auf Anhieb, alleine mit der Kraft meiner Lunge, bzw. meines Zwerchfells. Ich bin mega-glücklich, denn dieses Projekt mitsamt Einrichtung und Ausrüstung meiner kleinen Modellbauwerkstatt hat mich im gesamten ersten Quartal dieses Jahres intensiv beschäftigt – auch finanziell, wie Ursula als pensionierte Controllerin stirnrunzelnd feststellt.

Wer sich dafür interessiert, warum Danni läuft bzw. wie eine Dampfmaschine funktioniert, kann dies in meiner Interaktiven 3D Animation von Danni studieren. Ich zeige hier den Zylinder halb-transparent und den Schieberkasten im Horizontalschnitt, so dass sich die Umsteuerung der Druck- und Abluft auch in Zeitlupe studieren lässt.

Wie geht es nun weiter?

Nun werde ich mich noch eine Weile der Optimierung von «Danni» widmen. Erkannte Schwachstelle in der Konstruktion ist das «Gelenk» zwischen Exzenter-Pleuel und der Schieber-Kolbenstange:

Der Übergang von der runden Schieber-Kolbenstange über ein halbiertes Sechskantprofil in die rechteckige Exzenter-Bandage sieht zwar interessant aus, krankt aber an der verwinkelten Kraftübertragung und der quer zur Gelenkbolzenrichtung verlaufenden Belastung eines nur ca. 2.0 mm weit in einem Gewinde geführten M2-Messingschräubchens. Dies führt zu einem «Kippeln» des im obigen Screenshot nicht dargestellten Verbindungsbolzens, entsprechendem Spiel zwischen Schieber-Kolbenstange und Exzenter-Bandage und somit zu einem Beitrag zur Geräuschentwicklung beim Lauf, vulgo: klappern. Sowas geht m.E. garnicht, und ich werde das auf eine symmetrische Konstruktion umstellen, ähnlich Haupt-Pleuel zur Kolbenstange des Zylinders. Es wird auf eine äussere «Gabel» um ein zentrales «Horn» hinauslaufen, aber möglichst schlank. Mal schauen, wie ich das angehe.

Benchmarks!

Und dann möchte ich natürlich gerne ein paar Messwerte erheben und präsentieren: die minimale Drehzahl für einen stabilen Lauf sowie der dafür erforderliche Druck scheint mir ein zentraler benchmark zu sein. Meister Bengs hat jedenfalls bereits anerkennend kommentiert, dass alleine der Umstand, «Danni» mit Lungenkraft betreiben zu können, Indiz für eine sehr präzise Bauweise sei.

Immerhin nennt Herr Bengs in seiner Antwort auf die Frage eines Besuchers seines youtube-Kanals, dass sein eigenes Exemplar von Danni, vermutlich die Ur-Mutter aller Dannis, für das präsentierte Video mit satten 0.5 bar betrieben wurde, kurzzeitig sogar auf 1.5 bar erhöht.

Die Höchstdrehzahl würde ich ebenfalls gerne kennen. Wobei – wenn ich es mir genau überlege, würde ich das Überschreiten der Höchst(!)drehzahl nur daran erkennen können, dass sie vorlag unmittelbar bevor etwas kaputt ging. Also lasse ich das besser. Der Luftverbrauch in Litern pro Zeiteinheit wäre ebenfalls etwas, das mich interessiert. Damit liesse sich abschätzen, wie lange «Danni» mit einem limitierten Druckluftvorrat (s.u.) betrieben werden könnte.

Weiter werde ich das «Gestell», bestehend aus den beiden Seitenteilen und dem stirnseitigen «Flansch»-Träger des Zylinders neu bearbeiten: ich hatte dies bereits frühzeitig während der Bauphase mit Sprühfarbe schwarz lackiert. Nun hat es aber wegen intensiven Befummelns und mehrfacher Teildemontage sowie erneutem Teilzusammenbau während der weiteren Bauphase arg gelitten – die Farbe ist an den Kanten stark abgestossen. Hier werde ich vermutlich den Farbauftrag vollständig entfernen und durch die chemische Oberflächenbehandlung «Brünieren» ersetzen.

Update 23.05.2024: die oben avisierten benchmarks haben inzwischen erste belastbare Ergebnisse gebracht.

Portabler Druckluftspeicher

Schliesslich will ich nicht dauernd meine Lungen bzw. Muskulatur meines Brustkorbs strapazieren für jede kleine Vorführung. Das bedeutet nämlich immer ein Luftanhalten und Pressen, von daher ist der Dauer einer mit körpereigener Energie gespeisten Vorführung eine enge physiologische Grenze gesetzt. Ich tüftle daher bereits an einem kleinen, portablen Druckluftspeicher für eine schnelle, dafür länger anhaltende Aufführung zwischendurch.

Update 23.05.2024: Hierzu gibt es inzwischen einen separaten Bericht.

In nicht allzu ferner Zukunft werde ich ganz sicher ein weiteres kleines Maschinchen in Angriff nehmen. Schliesslich will die nicht ganz billige Werkstattausrüstung angemessen amortisiert werden. 😎

Vermutlich werde ich mich für einen Stirling-Motor entscheiden …