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 Betreff des Beitrags: Praktische Fragen über Steuerungen
BeitragVerfasst: 10.11.2009, 16:36 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Schienendampfer!

Ich habe schon viel - auch hier im Forum - über den verschiedenen Steuerungen gelesen.
Ich dachte verstehe ich schon, vie diesen funktionieren. Aber bei einer konkreten Frage hatte ich und habe ich immer noch Probleme.
So möchte ich mich schriftlich zusammenfassen, was ich gelesen habe, um zu diesen Sachen besser verstehen.
Ich hoffe, mache ich keinen Fehler, wenn es ich hier einstelle.
Warum wichtig es für mich?
Ich möchte verschieden Modelle zusammen- und umbauen, um neuere eigene Modelle zu bekommen. Dazu möchte ich ehemalige elektrischen Modellen (Z.B. Märklin) und käufliche Teile (Z.B. Regner Zylindern) verwenden.
Aber ich möchte wissen, dass diesen so zusammengebauten Modellen auch funktionieren werden!
Dazu muss ich die wichtigsten Maßen rechnen oder kontrollieren.
Dann fange ich jetzt gleich an!
Die Märklin Echtdampfmodellen (einfachere Regner Modelle und Z.B. Aster Frank S auch) sind Volldruckmaschinen und funktionieren mit einen Umsteuerventilen, statt eine echte Heusinger-Steuerung.
Das heißt, der Schieber dieser Maschinen haben keinen Ein und Ausströmlappen!

Bild

Das bedeutet auch dass Excentermittelpunkt (E) liegt 90 Grad zur Kurbelzapfenmittelpunkt! Kanalbreite ist gleich mit Schieberkantenbreite. Und Exzentrizität r ist gleich a!

Bei Regner Zylinderbausatz (12 mm) so seht es aus:

Bild

Für uns ist es bei solchen Modellen bei Einstellung sehr wichtig!
Und müssen wir auch wissen, dass eine Zylinder für Volldampfmaschine ist nicht geeignet für Expansionsmaschine! Den Schieber müssen wir andern! Aber mit welchem Maßen?
Das ist eine wichtige Frage!

Die Volldruckmaschinen ergeben die größte Leistung, aber dazu brauchen vielen Dampf (Wasser und Gas)!

Fortsetzung folgt!

Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 10.11.2009, 22:00 
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*** SchienenDampfer
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Hallo Pál,

mich interessieren Deine Überlegungen ebenfalls. Willst Du nur Rundschieber oder auch Flachschieber in Deinen Betrachtungen behandeln?

Viele Grüße

Manfred B.


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BeitragVerfasst: 11.11.2009, 02:01 
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Hallo Pal,
die Ausnutzung der Dampfexpansion hat bei Originallokomotiven sicherlich eine erhebliche Dampfersparnis und damit wirtschaftliche Vorteile gebracht. Die Frage ist, ob das bei unseren Modelllokomotiven nicht eher theoretische Bedeutung hat. Es ist doch eigentlich egal, ob eine Lok ohne Nachspeisung einige Minuten mehr oder weniger fährt. Mehr dürfte es ohnehin nicht sein.
Bei der Frage, welche bauliche Veränderungen sich auf die Schieberkonstruktion ergeben, muss zunächst zwischen innerer und äußerer Einströmung unterschieden werden. Muschelschieber sind nur mit äußerer zu betreiben, Kolbenschieber theoretisch sowohl mit innerer als auch mit äußerer. Der Vorteil der inneren Einströmung bei Kolbenschiebern liegt in der geringeren Druckbelastung der Stopfbuchsen, weswegen sie in der Regel angewendet wird.
Wenn die Dampfexpansion ausgenutzt werden soll, muss man nun dafür sorgen, dass nicht während der ganzen Kolbenbewegung die Verbindung zwischen Schieberkasten und Zylinder geöffnet ist, wie es bei der Volldruckmachine der Fall ist. Das heißt der Schieberlappen muss breiter als der Dampfkanal sein um die Öffnungszeit zu verkürzten und dem Dampf die Möglichkeit zu Expandieren zu geben. Diese Verbreiterung kann auch nach der Auslaßseite hin erfolgen. Die Auslaßüberlappung ist aber so gering, dass sie für uns keine Rolle spielt. Ich gehe daher nur auf die Einlaßüberlappung ein.
Für die äußere Einströmung heißt das, der Schieberlappen muss nach außen verbreitert werden. Da er aber weiterhin öffnen soll. Wenn der Radexzenter im Totpunkt steht, muss der Gegenexzenter im Uhrzeigersinn mehr als 90 Grad verdreht werden. Das heißt, er eilt vor.
Bei der inneren Einströmung ist es umgekehrt.
Man kann also schon an der Stellung des Gegenexzenters erkennen, ob die Lok mit Expansion, mit innerer oder äußerer Einströmung konstruiert ist. Nebenbei gesagt hat das Gestänge bei Kolbenschiebern mit innerer Einströmung und Expansion eine interessantere Dynamik, da für kurze Zeit Treibstange und Kulissenstange eine entgegengesetzte Bewegung machen.
Aus dem Gesagten leitet sich ab, dass man beim Umbau einer Expansionsmaschine von Expansion auf Volldruck den Muschelschieber außen so abfräsen muss, dass die Lappenbreite der Breite des Dampfkanals entspricht. Beim Kolbenschieber mit äußerer Einströmung gilt das gleiche Vorgehen. Bei innerer Einströmung müssen die Lappen innen auf die Kanalbreite abgedreht werden. In beiden Fällen muss natürlich auch der Gegenexzenter auf 90 Grad gestellt werden.
Mit Zeichnungen wäre das alles verständlicher. Angesichts der Uhrzeit konnte ich mich dazu nicht mehr aufraffen.
Gruß Ullrich.


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BeitragVerfasst: 11.11.2009, 05:30 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Manfred!

Natürlich möchte ich mich mit alle beide beschäftigen! Aber die Unterschied ist nicht zu groß, wie das Ullrich auch geschrieben hat!

Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 11.11.2009, 05:56 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Ullrich!

Danke Deiner Ergänzung.
Aber verstehe ich etwas nicht: warum möchte man eine Expansionsmaschine auf Volldruckmaschine umbauen?
Warum wäre es gut?
Umgekehrt braucht man es: Z.B. wenn ich die Frank S auf echten Steuerungen, ohne Umsteuerventil umbauen möchte! Das mache ich nicht, aber theoretisch könnte ich es machen!
Warum sollte ich die Lappen abdrehen oder abfräsen? Ich möchte gerade umgekehrt machen. Ich sollte die Lappen vergrößern, aber wie, auf welche Maße?
Bei Umbau auf Expansion, muss man echte Schwinge und Voreilehebel machen (die elektrischen Modelle haben keine solche), funktionsfähige Zylindern einbauen, und die Gegenkurbel einstellen können (sind fix eingebaut).
Aber dazu brauche ich die Maßen!
Über die Theorie – wie es ich schon geschrieben habe – kann man viel lesen, aber ich möchte die Modelle konkret um- oder nachbauen!
Das war mein Ziel!

Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 11.11.2009, 13:16 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Dampfer!

Bei Expansionsmaschine hat der Schieber Überlappen. Die Ausströmlappe kann 0 (oder minus) sein.
Hier ist die Exzentrizität r = a + e
(Exzentrizität = halbe Schieberweg!)

Bei Exzentrizität spielt die Voröffnung keine Rolle! Aber darüber später!
Na sehen wir die Wirklichkeit bei Zylindern:

Bild

Die Daten stimmen nicht ganz die Katalogdaten zusammen, aber ein Zehntel könnte ich vermessen!
Bei Heusingersteuerung die Schieberweg (2xr) kommt zwei Bewegung zusammen:
Die sogenannte A Steuerung stammt von Kolbenweg, und die B Steuerung hängt mit Kulissenstellung zusammen.
A Steuerung:

Bild

In allgemein der Kolbenhub (2R) ist gegeben mit Kurbellange.
So können wir kontrollieren, welche Voröffnung bekommen wir mit das originale Voreilehebel (m und n).

Bei U:
m = 5, n = 26, R = 8,5
Mit diesen Daten
e + v = 8,5 x 5 / 26 = 1,63 mm
v = 0,38 mm

Die B Steuerung:

Bild

Der Schieberweg kommt von den zwei Steuerungen zusammen:

Bild

Mit konkret Beispiele möchte ich es jetzt nicht probieren.

Von hier wurde die Sache immer zu kompliziert für mich.
Aber jetzt habe ich im „Dampfmodell“ (Heft 1/2000, Seite 34 – 35) eine gute grafische Methode zum prüfen gefunden.

Vielleicht im dritten Teil werde ich darüber auch schreiben!

Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 11.11.2009, 16:56 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Ullrich!

Du solltest entschuldigen und ich soll mich revidieren!
Ich habe heute früh gefragt: warum möchte man eine Expansionsmaschine auf Volldruckmaschine umbauen?
Jetzt, wenn ich schon nachgedacht habe, kann ich auch antworten:
Um eine stärkere Maschine zu bekommen!
Echte Steuerung kann man auch dann einbauen, statt Umsteuerventil!

Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 12.11.2009, 01:08 
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Hallo Pal,
Du musst bei Deinen Erörterungen zwischen Umsteuerung und Expansion unterscheiden. Bei Steuerungen mit Kulisse dient diese lediglich der Umsteuerung. Also der äußeren Steuerung.
Die Expansion ist primär ein Problem der inneren Steuerung das dann auch Auswirkungen auf die äußere hat. Die Verbreiterung des Schieberlappens durch die Einströmüberdeckung hat zur Folge, dass die Öffnung des Dampfkanals zum Zylinder neu mit dem Totpunkt des Radexzenters synchronisiert werden muss. Das kann auf zweierlei Weise erreicht werden.
Entweder wird der Gegenexzenter je nachdem, ob eine innere oder äußere Einströmung vorliegt auf Nach- oder Voreilung gestellt, oder er bleibt bei 90 Grad stehen und Vor - oder Nacheilung übernehmen Lenkerstange und Voreilhebel wie bei der Heusingersteuerung.
Eine Volldruckmaschine habe ich nur vorgeschlagen, um eine überschaubare Steuerung zu haben. Wie dargelegt haben Fragen der Wirtschaftlichkeit bei einer Modelllokomotive eher untergeordnete Bedeutung. Außerdem bin ich bei vielen Modellen mit dem Aspekt einer Heusonsteuerung nicht von deren Funktion überzeugt, wenn ich sehe wo die Anlenkpunkte am Voreilhebel liegen und wie dieser herumschlackert.
Zur Frage der Breite der Einströmüberdeckung habe ich verschieden Angaben gefunden zwischen 75 und 100 % der Kanalbreite.

Gruß Ullrich


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BeitragVerfasst: 13.11.2009, 16:40 
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**** SchienenDampfer
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Tüftler hat geschrieben:
....oder er bleibt bei 90 Grad stehen und Vor - oder Nacheilung übernehmen Lenkerstange und Voreilhebel wie bei der Heusingersteuerung.

Hallo Ullrich!
Das verstehe ich (noch) nicht ! Wo könnte ich über diesen Variante mehr lesen?
Gruß
Pál

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BeitragVerfasst: 14.11.2009, 00:23 
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Hallo Pal,
ich habe mich bei der Beschäftigung mit Steuerungen durch die verschiedensten Veröffentlichen geplagt, die ich jetzt im einzelnen nicht mehr benennen kann. Ein gutes Buch, in dem man immer wieder zu allen Problemen nachlesen kann ist " Die Dampflokomotive" als Reprint aus dem Transpress Verlag. ISBN 3-344-70791-4. Es befaßt sich mit allen Aspekten der Dampflokomotive. Allerdings nicht mit Modelllokomotiven.
Beim Verständnis der Heusingersteuerung ist es hilfreich, sich die Bewegung des Schiebers aus zwei Einzelbewegungen zusammengesetzt vorzustellen. Einmal, wenn die Lenkerstange ausgehängt ist und der Schieber nur durch den Gegenexzenter bewegt wird. ( B-Steuerung).
Oderwenn die Schieberschubstange ausgehängt ist und der Schieber nur durch den Voreilhebel bewegt wird. ( A-Steuerung).
Die B-Steuerung enspricht dann praktisch einer Volldruckmaschine. Sie bewegt den Schieber nur um die Kanalbreite, während die A-Steuerung die Einströmüberdeckung mit dem Totpunkt des Radexzenters synchronisiert. Also den Schieber noch um die Einströmüberdeckung weiterbewegt damit der Dampfkanal geöffnet wird, wenn der Radexzenter am Totpunkt steht.
Man muss es sich aufzeichnen oder ein Funktionsmodell bauen. Wiel Spaß eim Knobeln.

Gruß Ullrich.


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BeitragVerfasst: 14.11.2009, 07:33 
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**** SchienenDampfer
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Hallo Ullrich!

Langsam werde ich es verstehen! (Hoffe ich!)
Natürlich kenne ich (habe ich) das Buch. Und andere auch. Das habe ich vielmal durchgelesen, aber wahrscheinlich auf Ungarisch wäre es schwer, alles zu ganz richtig verstehen!

Ich habe neue Zeichnung gezeichnet, und eine vom früheren korrigiert.

1. Unverändert

Bild

2. Korrigiert

Bild

3. Neu

Bild

Vom dritten ist zu sehen, dass die notwendigen Schieberwegs kommt von zwei Komponente zusammen.

Worauf bisher ich nicht gedacht habe, eine davon darf auch gleich Null sein!!!

Wenn r2 gleich Null ist, die Voreilewinkel ist auch gleich Null, und dann hängt das Schieberweg nur mit r1 zusammen!
Bei Dir genannte Heusonsteuerung (?) (Z.B. bei Märklin Modellen) ist noch dazu m = 0
Und so:
r1 = r * u / c
das heißt der Schieberweg hängt nur vom r! (u und c sind fix)
Hier ist auch e = 0

Für mich bedeutet es, dass man kann die gleiche Ergebnis mit verschieden Kombination von r1 und r2 erreichen?
Denke ich es gut?

Gruß
Pál

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