{"id":13007,"date":"2024-04-25T18:00:28","date_gmt":"2024-04-25T16:00:28","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13007"},"modified":"2024-05-11T21:26:29","modified_gmt":"2024-05-11T19:26:29","slug":"modell-dampfmaschine-optimieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13007","title":{"rendered":"Modell Dampfmaschine optimieren"},"content":{"rendered":"\n<p>Meine erste Modell Dampfmaschine <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12792\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">&#171;Danni&#187; l\u00e4uft<\/a> inzwischen, und das sogar ziemlich gut. Ich konnte sie vom Start weg bereits mit Lungen- bzw. Zwerchfellkraft betreiben, wenn auch jeweils nur f\u00fcr wenige Sekunden am St\u00fcck. <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-video\"><video height=\"1080\" style=\"aspect-ratio: 1920 \/ 1080;\" width=\"1920\" autoplay controls loop src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Danni_gepumpt_1080.mov\"><\/video><figcaption class=\"wp-element-caption\">Mit spezialisierten &#171;Mitarbeitern&#187; wird einem nicht so schnell schwindlig &#8230;<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Der Konstrukteur dieser Dampfmaschine, <a href=\"https:\/\/www.bengs-modellbau.de\/Informationen\/UEber-uns\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Herr Bengs<\/a> vom gleichnamigen Modellbaugesch\u00e4ft meinte dazu anerkennend, dies sei ein Indiz f\u00fcr die hohe Pr\u00e4zision der Bauausf\u00fchrung. So ein Kompliment aus berufenem Mund freut den Modellbauer nat\u00fcrlich. Manche k\u00f6nnten sich an dieser Stelle fragen, was es denn dann noch zu optimieren gebe?<\/p>\n\n\n\n<p>Inzwischen habe ich zwar herausgekriegt, wie ich &#171;Danni&#187; mit einer Fahrrad-Standpumpe wesentlich m\u00fcheloser als mit Lungenkraft betreiben kann, siehe einleitendes Video. <\/p>\n\n\n\n<p>Danni verf\u00fcgt mit einem Bohrungs-\u00f8 von 15 mm und einem Hub von 18 mm \u00fcber einen Hubraum von 3.18 cm\u00b3 . Da der Kolben von Danni doppeltwirkend ist (von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden kann), f\u00e4llt bei jeder Kurbelwellenumdrehung zweimal der Hubraum an, insgesamt also 6.36 cm\u00b3 pro Umdrehung.<\/p>\n\n\n\n<p>Meine <a href=\"https:\/\/www.parktool.com\/en-int\/product\/home-mechanic-floor-pump-pfp-3\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Park Tool  PFP-3<\/a> Standpumpe weist ein Hubvolumen von ca. 325 cm\u00b3 auf. Mit einem (1) Hub dieser Pumpe kann ich Danni je nach Tempo meines Hubs rund 20 volle Umdrehungen entlocken. Schnelle H\u00fcbe bringen mehr, bei langsamen H\u00fcben scheint der Leckstrom in der Pumpe selbst in den Vordergrund zu treten. Der Handgriff sinkt n\u00e4mlich aus seiner ausgezogenen Lage innerhalb von ca. 20 Sekunden unter Eigengewicht langsam bis zur Ruhelage nach ganz unten ab, nat\u00fcrlich ohne Danni dabei bewegen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Hubvolumen von Danni w\u00e4hrend 20 Umdrehungen erreicht somit mit rund 127 cm\u00b3 etwa 40% des Hubvolumens meiner Standpumpe. Ich muss diese Beobachtung zun\u00e4chst ohne Interpretation so stehen lassen, weil mir Vergleichswerte fehlen.<\/p>\n\n\n\n<p>Ich warte derzeit noch auf ben\u00f6tigte Teile, um auf der Basis einer 1.5 Liter PET-Mehrwegflasche einen portablen Druckluftspeicher zu basteln. Und sp\u00e4testens dann sollte mit dem doch sehr limitierten Druckluftvorrat m\u00f6glichst \u00f6konomisch umgegangen werden. Weiterhin finde ich eine extrem niedrige und dabei noch stabile Leerlaufdrehzahl wesentlich beeindruckender als ein hochtourig ratterndes Maschinchen. Wobei auch &#171;Rattern&#187; f\u00fcr meine empfindlichen Ohren bereits ein untr\u00fcgliches Kennzeichen f\u00fcr <strong>Effizienzverluste<\/strong> im weitesten Sinne ist. Denn &#171;Dannis&#187; Konstruktion ist derart, dass eigentlich alles &#171;rund&#187; laufen m\u00fcsste und nahezu lautlos &#8230; \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Alles dicht?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Bei meinen ersten Versuchen mit der Standpumpe habe ich auch ein paarmal ordentlich Druck gemacht, d.h., den Handgriff richtig schnell nach unten gedr\u00fcckt. Der Zeiger des Manometers touchierte kurz die 2 bar Marke. Speziell bei Startversuchen aus einer Umkehrlage des Kolbens heraus (funktioniert \u00fcbrigens nicht) konnte man die Druckluft aus diversen Ritzen zischen h\u00f6ren und auch mit den Lippen bzw. im Auge sp\u00fcren. Da brauchte es kein Lecksuchspray, so offensichtlich war das. Also habe ich alle Fugen rund um druckluftf\u00fchrende Hohlr\u00e4ume  mit <a href=\"https:\/\/www.polo-motorrad.com\/de-ch\/hylomar-hylomar-m-dauerelastische-dichtmasse-80-ml-0033181230000030.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Hylomar<\/a> abgedichtet. Profitiert haben:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>die Fugen zwischen Zylinderdeckeln und Zylinder<\/li>\n\n\n\n<li>die Fugen zwischen Schieberkastendeckelchen und Schieberkasten<\/li>\n\n\n\n<li>der rechteckige Flansch f\u00fcr die Druckeinleitung in den Schieberkasten.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Wenn ich nun den Auslass mit dem Finger verschliesse und Druck aufsetze, bl\u00e4st es nur noch an den Kolbenstangendurchf\u00fchrungen durch die Zylinderdeckel, sowie an der Schieberkolbenstange durch ihr KW-seitiges Deckelchen hindurch. Diese sind s\u00e4mtlich auf Mass gerieben &#8211; da l\u00e4sst sich vorl\u00e4ufig nichts weiter \u00e4ndern. Ich habe schon \u00fcberlegt, die Innenseite der Zylinderdeckel passend auszubohren und leicht schleifende, jedoch nahezu reibungsfreie Dichtungen aus St\u00fcckchen PTFE-Schlauch (Teflon) einzusetzen. Ist vielleicht ein separates Projektchen f\u00fcr Stufe 2, oder auch &#171;Extrem-Optimierung&#187; &#8230;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Steuerzeiten!<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-light-gray-background-color has-background\">Die folgenden Illustrationen basieren alle auf dem massst\u00e4blichen, digitalen 3D-Modell von &#171;Danni&#187;, welches ich als Grundlage meiner <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12734\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Interaktiven 3D-Animation von &#171;Danni&#187;<\/a> angefertigt hatte. Einige Bauteile sind dabei zur Verdeutlichung der Zusammenh\u00e4nge teil-transparent dargestellt, andere u.U. ausgeblendet.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Bedeutung sowie Einstellung der Steuerzeiten wird in der zum Bausatz von Danni geh\u00f6rende Bauanleitung erstaunlich stiefm\u00fctterlich behandelt. Also der Zeiten, zu denen die Druckluftzufuhr von einer Zylinderkammer auf die jeweils andere wechselt. Dabei ist die Sache einfach zu beschreiben:<\/p>\n\n\n\n<p>Die Kolben des Schiebers d\u00fcrfen nicht zeitgleich mit dem Kolben der Dampfmaschine ihre jeweiligen Umkehrlagen erreichen. Vielmehr m\u00fcssen die Kurbelwinkel, an denen die Schieberkolben ihre Umkehrlagen erreichen, einen Phasenwinkel von \u00b190\u00b0 zu den Kurbelwinkeln einnehmen, an denen der Kolben seine Umkehrlagen einnimmt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-1 is-cropped wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CW.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"4000\" height=\"2400\" data-id=\"13215\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CW.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13215\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CW.png 4000w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CW-300x180.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Drehung im Uhrzeigersinn (aus Blickrichtung Schieber)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"614\" data-id=\"13214\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-1024x614.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13214\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-1024x614.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-300x180.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-768x461.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-1536x922.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Exzenter_CCW-2048x1229.png 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Drehung im Gegenuhrzeigersinn (aus Blickrichtung Schieber)<\/figcaption><\/figure>\n<figcaption class=\"blocks-gallery-caption wp-element-caption\">Vorzeichen des Phasenwinkels zwischen Kurbel und Exzenter bestimmt Drehsinn<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Das Vorzeichen des Phasenwinkels (plus oder minus) bestimmt dabei die Drehrichtung der Drehmaschine. Dieser Sachverhalt bildet \u00fcbrigens den technischen Kern der Stephenson Umsteuerung, wie sie im <a href=\"https:\/\/www.bengs-modellbau.de\/Stehende-Dampfmaschine-Leni-mit-Umsteuerung\/2240\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Dampfmaschinen-Bausatz &#171;Leni&#187; <\/a>verbaut ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Den Phasenwinkel stellt man wie folgt ein: Kolben in einen der Totpunkte (=Umkehrlagen) bringen. Dazu das Schwungrad von Hand drehen, bis die Kr\u00f6pfung der Kurbelwelle parallel zur Grundplatte steht. Das System befindet sich dann in einer der beiden folgenden Lagen:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Strecklage<\/strong>: entspricht OT bei einem herk\u00f6mmlichen Hubkolbenmotor. Kurbelwellendrehachse, Hubzapfenachse und oberes Pleuelauge liegen gleichzeitig in der durch die Kurbelwellenachse verlaufenden Horizontalebene. Dabei befindet sich die Hubzapfenachse zwischen Kurbelwellendrehachse und Achse durch das obere Pleuelauge.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Decklage<\/strong>: entspricht UT bei einem herk\u00f6mmlichen Hubkolbenmotor. Kurbelwellendrehachse, Hubzapfenachse und oberes Pleuelauge liegen gleichzeitig in der durch die Kurbelwellenachse verlaufenden Horizontalebene. Dabei befindet sich die Kurbelwellendrehachse zwischen Hubzapfenachse und Achse durch das obere Pleuelauge.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>In einer dieser beiden Stellungen wird die Exzenterscheibe derart auf der Kurbelwelle fixiert, dass deren gr\u00f6sster Radius exakt(!) senkecht zur Grundplatte nach oben steht. Fertig.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Symmetrie!<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Symmetrie Zylinder<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Der Zylinder von Danni ist symmetrisch aufgebaut relativ zu einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse. Aus den Bauteilzeichnungen l\u00e4sst sich ablesen, dass der Zylinder exakt 34.0 mm lang ist, bzw. lang sein soll. Auf beiden Seiten werden die Zylinderdeckel jeweils 4.0 mm tief in den Zylinder eingesetzt. Die H\u00f6he des verbleibenden Zylinderhohlraums reduziert sich dadurch auf 26.0&nbsp;mm. Der Kolben hat eine H\u00f6he von 6.0 mm, so dass er sich (von Anschlag zu Anschlag) um 20.0 mm hin und her bewegen k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Kurbelwelle von Danni hat einen Kurbelradius von 9.0 mm, so dass sich ein tats\u00e4chlicher Kolbenhub von 2 x Kurbelradius = 18.0 mm ergibt. Diese 18.0 mm Hub des Kolben sollten optimalerweise so im Zylinder angeordnet sein, dass sich in jeder Umkehrlage des Kolbens ein gleich grosser freier Luftraum im Zylinder von exakt 1.0 mm H\u00f6he ergibt.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Wie kann man das pr\u00fcfen?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Wenn Schieberkasten und Zylinder noch nicht miteinander verl\u00f6tet sind, kann man in den Umkehrlagen des Kolbens durch die jeweilige Lufteinlassbohrung in den Zylinder die \u00e4ussere Kante des Kolbens auf beiden Seiten gleich weit den Bohrungsquerschnitt \u00fcberdecken sehen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-1 is-cropped wp-block-gallery-2 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_OT.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"3800\" height=\"1600\" data-id=\"13098\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_OT.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13098\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_OT.png 3800w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_OT-300x126.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Kolben  im OT<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"431\" data-id=\"13099\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-1024x431.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13099\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-1024x431.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-300x126.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-768x323.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-1536x647.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-2048x862.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Seite_UT-1200x505.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Kolben im UT<\/figcaption><\/figure>\n<figcaption class=\"blocks-gallery-caption wp-element-caption\">Kolben erreicht Umkehrlagen jeweils 1.0 mm von Innenkante der Zylinderdeckel entfernt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Alternativ, wenn Schieberkasten und Zylinder bereits miteinander verl\u00f6tet sind, pr\u00fcft man den Freiraum im OT am wenigsten invasiv durch Demontieren des \u00e4usseren Zylinderdeckels und Messen mittels des Tiefenmessfingers einer Schieblehre.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"813\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-1024x813.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13102\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-1024x813.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-300x238.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-768x610.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-1536x1220.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-2048x1626.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Kolben_Oben_OT-1200x953.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Kolben im OT muss genau 5.0 mm Luft bis zur Zylinderkante aufweisen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Im OT muss das Mass 5.0 mm betragen: 4.0 mm f\u00fcr den in den Zylinder ragenden Teil des Zylinderdeckels, plus 1.0 mm f\u00fcr den ben\u00f6tigten freien Luftraum.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Was kann man tun, wenn das ben\u00f6tigte Mass abweicht?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Sich \u00e4rgern. Nein, nur ein Scherz \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n<p>Ich hatte in meinem ersten Versuch sogar richtig krass daneben gehauen, und den <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12647\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Kurbeltrieb komplett blockiert<\/a>. Ich habe das Problem dadurch behoben, dass ich ein neues, l\u00e4ngeres Pleuel angefertigt habe (Teil 14 aus der Danni Teileliste). Dabei habe ich mich zur Sicherheit vom &#171;langen Ende&#187; her der L\u00f6sung gen\u00e4hert und zuerst den \u00f8 4.0 mm Teil l\u00e4nger gefertigt als angegeben. Nat\u00fcrlich den Zapfen mit M3 Gewinde trotzdem in der ben\u00f6tigten L\u00e4nge gefertigt. Nach Einbau und Mass-nahme konnte ich dann den \u00f8 4.0 mm Zapfen auf das ben\u00f6tigte Mass eink\u00fcrzen und das M3-Gewinde bis an die neue Lage des Bunds nachschneiden. Es mag auch andere M\u00f6glichkeiten der Korrektur geben &#8211; die Wahl h\u00e4ngt immer auch von der Ursache des Fehlers ab. Ich habe mich in meinem Fall zur Verl\u00e4ngerung des Pleuels entschieden, weil Danni &#171;ab Werk&#187; ein extrem grosses (und kinematisch eigentlich ung\u00fcnstiges) <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Pleuelstangenverh%C3%A4ltnis\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Pleuelstangenverh\u00e4ltnis<\/a> aufweist. Und ich das durch Verl\u00e4ngerung des Pleuels ein wenig entspannen konnte.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Symmetrie Schieberkasten<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-yellow-background-color has-background\"><strong>Vorsicht<\/strong>: die folgenden Ausf\u00fchrungen geben einen inzwischen teilweise \u00fcberholten Erkenntnisstand wieder. Bitte vor irreversiblen (spanhebenden) Bearbeitungen von Bauteilen unbedingt den <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13160\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13160\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Folgeartikel<\/a> beachten!<\/p>\n\n\n\n<p>Auch der Schieberkasten ist symmetrisch aufgebaut in Bezug auf eine senkrecht zur Zylinderachse stehende Ebene, und zwar die gleiche Ebene wie beim Hauptzylinder. Hier ist der Zylinder zun\u00e4chst genauso lang wie der Schieberkasten selbst, n\u00e4mlich 30.0 mm. Auch hier wird der Innenraum beideitig durch hineinragende F\u00fchrungszapfen der Schieberkastendeckelchen von jeweils 3.0 mm L\u00e4nge auf nur noch 24.0 mm verk\u00fcrzt. Der Doppelkolben des Schiebers hat von Aussenkante bis Aussenkante eine L\u00e4nge von 14.0 mm, so dass sich ein Bewegungsspielraum aus der Mittellage von \u00b1 5.0 mm, insgesamt 10.0 mm ergibt. Da die Exzentrizit\u00e4t des Exzenters 3.0 mm betragen soll, vollf\u00fchrt der Schieberkolben einen Hub um seine Mittellage von \u00b1 3.0 mm, insgesamt 6.0&nbsp;mm. Bei symmetrischer Plazierung des Kolbenhubs in der Schieberbohrung muss in beiden Umkehrlagen ein ungenutztes Volumen von jeweils 2.0 mm H\u00f6he bis zu den Schieberkastendeckeln verbleiben:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-1 is-cropped wp-block-gallery-3 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_linke_endlage.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"696\" data-id=\"13105\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_linke_endlage-1024x696.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13105\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_linke_endlage-1024x696.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_linke_endlage-300x204.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Schieber in linker Umkehrlage<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"696\" data-id=\"13104\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-1024x696.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13104\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-1024x696.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-300x204.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-768x522.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-1536x1044.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-2048x1393.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechte_Endlage-1200x816.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Schieber in rechter Umkehrlage<\/figcaption><\/figure>\n<figcaption class=\"blocks-gallery-caption wp-element-caption\">Schieberhub symmetrisch im freien Schieber-Zylinderaum angeordnet<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Wie kann man das pr\u00fcfen?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Analog zum Hauptkolben durch vor\u00fcbergehende Demontage des \u00e4usseren Schieberkastendeckelchens. Danach von Hand die Kurbelwelle durchdrehen, bis der Schieber maximal weit eingeschoben ist. In dieser Lage muss man mit dem Tiefenmass der Schieblehre 5.0 mm vom nun offenen Ende des Schieberkastens messen k\u00f6nnen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"649\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-1024x649.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13107\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-1024x649.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-300x190.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-768x486.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-1536x973.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-2048x1297.png 2048w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Bildschirmfoto-2024-04-25-um-15.37.05-1200x760.png 1200w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Vom offenen Ende des Schieberkastens aus gemessen muss der Schieberkolben in seiner rechten Umkehrlage bei exakt 5.0 mm messbar sein<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Was kann man tun, wenn das ben\u00f6tigte Mass abweicht?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Der leichteste Weg d\u00fcrfte \u00fcber eine Anpassung der beiden Gelenkh\u00e4lften des Koppelgelenks zwischen Exzenteraussenring und Schieberkolbenstange f\u00fchren, Teile 20 aus Dannis Teileiste. Aus rein \u00e4sthetischen Gr\u00fcnden (Symmetrie) ist zu bedenken, eine evtl. erforderliche Korrektur gleichm\u00e4ssig auf beide H\u00e4lften des Gelenks zu verteilen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>Warum ist die Symmetrie so wichtig?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Wenn man Wert legt auf die niedrigst-m\u00f6gliche Leerlaufdrehzahl, sollte man den mindestens ben\u00f6tigten Schwung zum Durchfahren der antriebslosen Phasen in der Umgebung der Kolben-Umkehrlagen so niedrig wie m\u00f6glich halten.<\/p>\n\n\n\n<p>Wenn die Schieberbewegung nicht symmetrisch zur Symmetrieebene des Schieberkastens\/Zylinders liegt, wird in <strong><em>einer<\/em><\/strong> Umkehrlage des Schiebers der frische Antrieb in die neue Bewegungsrichtung des Kolbens fr\u00fcher, und in der <strong><em>anderen<\/em><\/strong> Umkehrlage sp\u00e4ter einsetzen. Die \u00dcberwindung der Umkehrlage, in der der Schub in die neue Bewegungsrichtung des Kolbens erst <strong><em>sp\u00e4ter<\/em><\/strong> einsetzt, erfordert <strong><em>h\u00f6here<\/em><\/strong> Energiereserven des Schwungrads, folglich eine h\u00f6here Drehzahl. Die mindestens erforderliche Energie des Schwungrads f\u00fcr die Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Drehung der Maschine richtet sich <strong><em>immer <\/em><\/strong>nach der am schwierigsten zu \u00fcberwindenden Phase. Die ben\u00f6tigte Energie zur \u00dcberwindung beider antriebslosen Phasen in den Umkehrlagen des Kolbens ist genau dann minimal, wenn sie auf beiden Seiten gleich gross ist.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Fun fact:<\/strong> ich hatte bisher das Auspuff-R\u00f6hrchen nicht montiert. Daher konnte ich durch das in der Symmetrieebene(!) liegende Loch oben im Schieberkasten die Bewegung der Schieberkolben beobachten. So bin ich darauf aufmerksam geworden, dass in der Kurbelwellen-fernen Umkehrlage des Schiebers der <strong><em>linke <\/em><\/strong>Kolben die Auspuffbohrung ziemlich exakt zur H\u00e4lfte \u00fcberdeckte (1.5 mm), w\u00e4hrend in der Kurbelwellen-nahen Umkehrlage des Schiebers der <strong><em>rechte<\/em><\/strong> Kolben \u00fcberhaupt nicht durch die Auspuff\u00f6ffnung sichtbar wurde (weniger als 0.0 mm). Das war anfangs offensichtlich <strong><em>nicht<\/em><\/strong> symmetrisch.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei perfekt symmetrischer Lage des Schieberhubs im Schieberkasten wird in beiden Umkehrlagen des Schiebers eine Kolbenkante jeweils exakt 0.5 mm weit den Querschnitt der Entl\u00fcftungsbohrung \u00fcberlappen:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-1 is-cropped wp-block-gallery-4 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"512\" data-id=\"13112\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-1024x512.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13112\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-1024x512.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-300x150.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-768x384.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-1536x768.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben-1200x600.png 1200w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_links_oben.png 2000w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Schieber in linker Umkehrlage: Kolbenkante um 0.5 mm durch Auspuff sichtbar<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben.png\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"512\" data-id=\"13113\" src=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-1024x512.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-13113\" srcset=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-1024x512.png 1024w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-300x150.png 300w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-768x384.png 768w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-1536x768.png 1536w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben-1200x600.png 1200w, https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Schieber_rechts_oben.png 2000w\" sizes=\"auto, (max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 1362px) 62vw, 840px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Schieber in rechterer Umkehrlage: Kolbenkante um 0.5 mm durch Auspuff sichtbar<\/figcaption><\/figure>\n<figcaption class=\"blocks-gallery-caption wp-element-caption\">Sch\u00f6n symmetrisch: Kolbenkanten sind in beiden Umkehrlagen gleich knapp sichtbar<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Besonders bemerkenswert daran ist, dass ich genau <strong><em>diese<\/em><\/strong> kritische Bohrung f\u00fcr die Achse zwischen den beiden H\u00e4lften des Koppelgelenks als <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=12773\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Beleg daf\u00fcr angef\u00fchrt<\/a> hatte, dass ich nun das Bohren &#171;an sich&#187; beherrsche. Bl\u00f6d ist daran, dass mein Zielmass von 70.0 mm leider um exakt 1.0 mm zu gross war, und ich eigentlich 69.0 mm h\u00e4tte anpeilen sollen. Also: habe ich zwar mein Ziel exakt getroffen, allerdings war es das falsche. \ud83d\ude44<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\"><strong>L\u00e4uft wie geschmiert?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Der Spruch kommt nicht von ungef\u00e4hr. Mit Schmierung, der Techniker nennt das eine &#171;hydrodynamische Trennung von Bauteiloberfl\u00e4chen mit Relativbewegung&#187;, l\u00e4sst sich eine Menge erreichen. Klassische Kandidaten f\u00fcr ein gelegentliches Tr\u00f6pfchen \u00d6l sind die Kurbelwellenlager, f\u00fcr die Herr Bengs extra kleine Trichter in die oberen Lagerschalen hineinkonstruiert hat. Auch zwischen Exzenter und Exzenteraussenring tut eine gelegentliche kleine \u00d6lung sicher gut. Die linearen Bewegungen der Kolbenstange in ihren beiden F\u00fchrungen, des Kolbens im Zylinder, der Schieberstange im Schieberkastendeckel, nicht zu vergessen vom Schieber in seiner F\u00fchrungsbohrung freuen sich ebenfalls alle \u00fcber ein gelegentliches Tr\u00f6pfchen \u00d6l. Ich werde f\u00fcr die Reibpaarung von Kolben und Zylinder sowie von Schieber im Schieberkasten einmal mit Festschmierstoff (a.k.a. Graphitpulver) experimentieren. Weiter freut sich auch das Pleuelhauptlager auf der Kurbelwelle \u00fcber eine gelegentliche Schmierung, wobei nach meinem Eindruck die seitliche Reibung des Pleuels an den Kurbelwangen der Haupt-&#171;Reiber&#187; zu sein scheint.<\/p>\n\n\n\n<p>Mit den beschriebenen Massnahmen und einer bisher noch unstabilen (d.h.: wenig konstanten) Druckluftversorgung bin ich schon auf eine kleinst-m\u00f6gliche Drehzahl von ziemlich genau 1 Umdrehung\/Sekunde herunter gekommen. Gemessen mit einem <a href=\"https:\/\/www.pce-instruments.com\/deutsch\/messtechnik\/messgeraete-fuer-alle-parameter\/drehzahlmessgeraet-pce-instruments-drehzahlmessgeraet-pce-dt-50-det_5889222.htm?_list=kat&amp;_listpos=2\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener nofollow\">Laser-Drehzahlmesser<\/a> mit Messbereich von 2.5 bis 99&#8217;999 U\/min.<\/p>\n\n\n\n<p>Ich bin gespannt, ob ich mit einer stabilisierten Druckluftversorgung (und zwar nicht nur auf der Basis einer PET-Mehrwegflasche) da noch etwas herausholen kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Meine erste Modell Dampfmaschine &#171;Danni&#187; l\u00e4uft inzwischen, und das sogar ziemlich gut. Ich konnte sie vom Start weg bereits mit Lungen- bzw. Zwerchfellkraft betreiben, wenn auch jeweils nur f\u00fcr wenige Sekunden am St\u00fcck. Der Konstrukteur dieser Dampfmaschine, Herr Bengs vom gleichnamigen Modellbaugesch\u00e4ft meinte dazu anerkennend, dies sei ein Indiz f\u00fcr die hohe Pr\u00e4zision der Bauausf\u00fchrung. &hellip; <a href=\"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=13007\" class=\"more-link\"><span class=\"screen-reader-text\">&#8220;Modell Dampfmaschine optimieren&#8221; <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_stc_notifier_status":"","_stc_notifier_sent_time":"","_stc_notifier_request":false,"_stc_notifier_prevent":false,"_stc_subscriber_keywords":"","_stc_subscriber_search_areas":"","footnotes":""},"categories":[211,279],"tags":[287,285,283,294,295,229,282],"class_list":["post-13007","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-engineering","category-modellbau","tag-bengs","tag-dampfmaschine","tag-danni","tag-drehzahl","tag-optimierung","tag-praezision","tag-symmetrie"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13007","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=13007"}],"version-history":[{"count":147,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13007\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13325,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13007\/revisions\/13325"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=13007"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=13007"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=13007"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}