Baubericht Dampfmaschine Tobias

Auf dieser Seite finden Sie einen Baubericht für die Dampfmaschine Tobias der uns freundlicherweise von einem Kunden zur Verfügung gestellt wurde.

Hier gehts zum Bausatz für die Dampfmaschine Tobias

Bauzeit Dampfmaschine Tobias:

März 2016 bis Juni 2020
29 Werkstatttage mit 6-8 Std.

150 Bauteile plus 163 Fixierungs- und Dichtmaterial Teil (Schrauben etc.)
Daher besteht die Dampfmaschine Tobiasaus über 310 Teile.

Generell wurden zur Herstellung der Teile folgende Maschinen verwendet:

1.)            Proxxon PD400
2.)            Proxxon FF400 mit Koordinatentisch
3.)            Proxxon TBH mit Koordinatentisch
4.)            Teileaperat Eigenbau.

In den Gusssockel der Dampfmaschine werden 1,6mm Löcher gebohrt und  anschliessend M2 Gewinde geschnitten.

Einige Bohrungen die mit 2,2 mm angegeben wurden sind zwecks Justierbarkeit auf 2,4 mm aufgewertet worden.

Die Kurbelwelle ist bereits fertig montiert und verlötet. Zu Testzwecken wird sie in die Lagerböcke eingeschraubt.

Alle Exzenter Scheiben sind fertig bearbeitet.

Die Außenringe der Exzenter werden im Paket auf der Fräse gebohrt.

Das Schwungrad aus Grauguss wird auf der Drehmaschine hergestellt. Zuerst wird die Bohrung mit einem 5,8 mm Spiralbohrer hergestellt anschließend noch einmal mit einer Reibahle 6H7 aufgebohrt.

Die Öler der Umlenkstange, sowie die Verschraubungen der Dampfleitungen sind von extern zugekauft.

Die 2 Zylinder Dampfmaschine Tobias wächst langsam in die Höhe.

 

Die Gabelköpfe können entweder von Hand mit der Feile hergestellt werden oder wie in diesem Fall auf der Fräse mit einem 2 mm HSS Fräser lang.

Die Schieber der Dampfmaschine werden geschlitzt. Das erleichtert die spätere Montage im Zylinder.

 

Der Aufbau erfolgte bereits unter der Fertigung um schon frühzeitig das nötige Spiel zu erkennen und herzustellen. Hier wurden Bauteile die zueinander abgestimmt waren, bereits markiert.

Die kleinen Gewinde werden mit einem Schneideisen für die Drehmaschine hergestellt.

Besonderes Augenmerk ist auf die Zylindersteher zu legen. Diese sollten mit einer selbstgebauten Haltevorrichtung welche den rechten Winkel und die exakte Ausrichtung der Führungsplatte 29 beim verlöten sicherstellen. Hier kann im wahrsten Sinne viel schief gehen.

Der filigrane Handgriff für das Handrad der Umsteuerung wird natürlich auch auf der Drehmaschine hergestellt.

Schieberblock und Spiegel sind die kompliziertesten Bauteile dieser Dampfmaschine. Der Spiegel ist bereits vor gefräst und fertig bearbeitet. Beide Teile müssen nur noch gebohrt werden.

Die Bohrungen in den Zylinderdeckel werden hier mit einem Teilkopf hergestellt. Alternativ kann man auch die Zylinderplatte als Bohrschablone verwenden.

Zum Verlöteten des Zylinders mit dem Spiegel empfehlen wir bei der Bauteile zuerst mit der Weichlot und Verzinnungspaste zum verzinnen. Anschließend können beide Teile zusammengefügt werden wenn nötig kann jetzt noch etwas Weichlot und hinzugefügt werden.

Im Übrigen eignen sich Felgenreiniger hervorragend um kleine Schrauben etc. blitzblank wie poliert zu bekommen. Einfach 30 einlegen mit Wasser abspülen und Glanz genießen.

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Bei der Lackierung habe ich zuerst Grundiert und dann alle Bauteile die den goldenen Streifen haben sollen, mit dem Pinsel mit mehreren Schichten Gold in dieselbe Richtung bepinseln. Nach dem trocknen der Goldfarbe habe ich mit Maskier-Bändern 2 mm die Streifen angeklebt und eine zusätzliche dünne Goldschicht über die Bänder gestrichen, um die Ränder zu versiegeln.

Als alles trocken war, habe ich alles in 2-3 Lagen matt schwarz besprüht und die Maskier-Bändern im leicht angetrockneten Zustand abgezogen.
Zum Schluss habe ich noch 2 Schichten Seidenmatten Klarlack über alle lackierten Bauteile gesprüht.

Die Endmontage:

Ich habe Bauteilgruppen zusammengebaut und diese in sich immer auf Leichtgängigkeit geprüft.

Zuerst die Baugruppe mit Maschinenfundament und Kurbelwelle erstellt. Danach eine Gruppe mit Zylinder, Ventilkasten und Stangen samt den Eindichtungen mit Dichtpapier und Teflon-Band. Weiteres die Schieberstange mit Exzenter und die Pleuel auf die Baugruppe der Kurbelwelle gesetzt und auf Leichtgängigkeit geprüft.

Zum Schluss nur noch die Säulen und Träger montiert und die Baugruppen miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt bei den Kreuzkopfbolzen 21 und den Schiebegelenken 15.

Die Kolben wurden bereits in der Baugruppe der Zylinder vor der Montage mit Dicht and versehen und das Maß über den Kreuzkopf 23 angemessen und notiert. Nach Einsetzen der Kolben würde das Maß dann nur noch vom Gewindeanfang der Stange bis zum Anfang des Kreuzkopfs gemessen und mit Schraubenkleber Mittel justiert und fixiert. Die Schiebegelenken dürfen nicht fixiert werden, da sonst die Ventil Zeit nicht mehr eingestellt werden kann.

Generell empfiehlt sich ein mittelfester Schraubenkleber bei allen Müttern der Maschine. Speziell beim Handrad der Umsteuerung.

Trotz einiger Toleranzen und etwas mehr Spiel als vorgeplant, ist es mir gelungen die Maschine sehr gut rundlaufend einzujustieren.

Baubericht Dampfmaschine Tobias

Grundsätzlich habe ich 3 Problemstellung lokalisiert.

Problem 1:
Zylinder links mit Stopfbuchse und Kolbensamtstange haben auf der Halteplatte etwas geeckt am unteren Totpunkt.

Lösung 1: Zylinder gedreht bzw. getauscht und die Stopfbuchse Deckel gedreht bzw. getauscht.

Problem 2:
Der Linke Pleuel hat unter dem Kreuzkopf eine leichte Schieflage zum Mittel des Zylinders und hat am oberen Totpunkt gehakt. Problem ist nur sporadisch aufgetaucht. Ursache war schnell gefunden.
Kurbelwelle verrutscht gerne in der H7 Passung der Kugellager.

Lösung 2:
Kurbelwelle leicht nach rechts verschoben und alle anderen Gestänge und die Exzenterstellringe und die Umsteuerhebel 39 nach justiert. Die Kurbelwelle habe ich dann in der Lage wie folgt fixiert. Das Schwungrad mit wenig Spiel auf das rechte Lager/Kugellager geschoben und mit der Madenschraube fixiert. Auf der rechten Seite des Lagers habe ich eine Buchse gegen das Lager und das Schwungrad gekontert. So kann die Kurbelwelle nicht verrutschen.

Problem 3:
Die Umlenkbuchse 41 wurde minimal schräg gebohrt und die Ventilspindel 42 hat geeckt.

Lösung 3:
Spiel bei den Helbelbuchsen 41 (statt 5 nur 4,9) und bei der Haltewelle 45 die beiden Enden minimal gekürzt.
Die Mutter hinter dem Handrad etwas weiter nach vorne gesetzt. Nun hat es ein minimales Spiel aber lässt sich wunderbar ohne großen Kraftaufwand kurbeln.

Wie habe ich die Problemstellen gefunden?

Ich bin von unten nach oben systematisch und von Ebene zu Ebene (Kurbelwelle/Pleuel und Gestänge unter dem Kreuzkopf und über dem Kreuzkopf/Zylinder) vorgegangen. Also Teile demontiert und getestet ob es nun leicht läuft. Also das ” Trial and Error” Prinzip.

Die Maschine habe ich dann noch einige Stunden in allen Positionen mit einer selbstlaufenden Bohrmaschine welche mit Distanzplatten auf Achshöhe der Welle eingerichtet und mit Lochbändern fixiert wurde, einlaufen lassen.

Final habe ich noch die Dampfverrohrrung erstellt und die Ventilzeit eingestellt.

Da sich die Ventile eingesetzt und mit Stopfbuchse sowie Schiebegelenken nicht mehr auf das über alles Maß von der Zeichnung einstellen lässt (kann montiert nicht gemessen werden, habe ich mir eine theoretische Zeichnung angefertigt. Hier habe ich den Schieber und der Auslässe maßstäblich aufgezeichnet und die Mitteposition vom Schieber mit Kurbelwelle am OT und Exzenter 90 Grad zur OT Kurbelwange errechnet.

Das Maß auf Nullstellung sollte vom Zylinderoberkante ohne Deckel bis zur Schieberoberkante 6,5 mm betragen.
Wenn dann wie beschrieben eingestellt wird, bleiben defacto 6 bis 5,8 mm über. Ich habe die Ventilzeit schlussendlich mit geschlossenen Deckeln und gelockerten Kontermuttern direkt mit ein oder ausschrauben der Schieberstange aus dem Gelenk eingestellt.

Die Verrohrung wurde aus Kupferrohren hergestellt.

2 Zylinder Baubericht Dampfmaschine Tobias

2 Zylinder Dampfmaschine Tobias

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Baubericht stehende Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung

Dampfmaschine Leni im Shop kaufenAuf dieser Seite in unserem Bengs Modellbaumagazin einen ausführlichen Baubericht für die stehende Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung. Wir haben versucht auf alle Besonderheiten beim Bau der Maschine sowohl im Bild als auch im Text einzugehen.

Bei dem Bausatz für die Dampfmaschine ist wie bei allen unseren Materialbausätzen das Material für die Drehteile als Abschnitt im Bausatz enthalten. Alle Frästeile wurden mit einer CNC Fräse ausgefräst und müssen eventuell noch gebohrt, Gewinde geschnitten und entgraten werden. Alle benötigten Schrauben, Mutter und Dichtungen liegen ebenfalls dem Bausatz bei. Einige Teile bei diesem Bausatz werden entweder weichgelötet oder mit Schraubenkleber fixiert.

Wenn Sie Interesse an der stehende Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung haben können Sie den kompletten Materialbausatz auf unserer Website bestellen.

 

Baubericht Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung

Das Ausgangsmaterial/Frästeile

alle Frästeile liegen dem Bausatz für die Dampfmaschine bei. Einige Frästeile müssen noch gekörnt und gebohrt werden. Eine Übersicht aller Frästeile sehen Sie im unteren Bild.

Alle Frästeile der Dampfmaschine Leni

Maschinensockel

Der Maschinensockel bildet den Grund der Dampfmaschine auf diese Baugruppe werden alle anderen Bauteile aufgesetzt. Dieser Sockel wird später mit der kleinen Holzplatte verschraubt.

Hier werden die Lagerböcken und die Lagerbock Deckel der Dampfmaschine zuerst angerissen und dann mit einem Selbstschlagender Körner angekörnt. Anschließend werden die beiden Bauteile aus Messing gebohrt und wie auf der Zeichnung angegeben Gewinde geschnitten. In die Lagerbock Deckel wird mittig mit einem Zentrierbohrer gebohrt so das ein kleiner Becher entsteht der später zur Ölversorgung der Kurbelwelle dient.

Von den Messingsäulen die später die Grundplatte tragen werden 6 Stück benötigt Sie bestehen aus 8 mm Messing Rundmaterial und bekommen von beiden Seiten eine Bohrung mit M2 Gewinde.

Zuerst wird die Grundplatte angerissen und gebohrt die Bohrungen für Säulen werden anschließend mit einem 90° Kegelsenker so tief gesenkt das die Schrauben vollkommen verschwinden. Der Maschinensockel wird dann als Bohrschablone für die darunterliegende Holzplatte verwendet. So kann man sicher sein dass die Bohrungen später fluchten.

Wenn die Holzplatte gebohrt ist werden die Bohrungen von der Gegenseite mit einem 4 mm Bohrer so tief aufgebohrt dass der Kopf der kleinen Innensechskantschrauben komplett versenkt ist. Bei der Holzteile sollten frühzeitig mit Klarlack, Leinöl oder ähnlichem behandelt werden. Während der Einlaufphase der Dampfmaschine werden sie etwas mehr Öl benötigen. Ölflecken lassen sich aus unbehandelten Holz nur schwer wieder entfernen.

Die Säule die sich unter dem Exzenter befindet muss etwas ab gefeilt werden so das sie bündig mit dem Maschinensockel abschließt.

Socke aus Messing Baubericht Dampfmaschine Leni

Maschinensockel Säulen und Lagerböcken sind jetzt montiert.

Ständer und Zylinderhalter

Der Ständer der Maschine bekommt eine aus Messing hergestellte geschwungene Blende. Die Blende wir von uns flach ausgeliefert und muss noch in Form gebracht werden. Am einfachsten geht das wenn man das Material vorab ausglüht. Das funktionierte sehr gut mit unseren kleinen Lötbrennern  vom CFH. Anschließend kann man das Material wie auf dem Bild zu sehen mit einem 50 mm Rundmaterial einspannen und biegen.

Jetzt wird die gebogene Blende an den bereits verschrauben Ständer der Dampfmaschine angepasst.

Die Buchse für den Umsteuerhebel wird auf der Drehmaschine aus Messing Rundmaterial hergestellt. Diese Buchse wird im Ständer mit Weichlotpaste verlötet.

Vor dem Löten werden alle Teile noch einmal entgraten, gesäubert und gebürstet. Dafür eignet sich besonders gut die Tellerbürste von Osborn.

Alle Bauteile des Ständer werden mit Weichlot und Verzinnungspaste bestrichen und zusammengesetzt vor dem Löten sollte man unbedingt alle Teile noch einmal ausrichten.

Hier sehen Sie wie der Ständer der Dampfmaschine Leni mit einem Turbobrenner  weich verlötet wird, alternativ funktioniert aber auch der Diamant M50 von CFH.

Baubericht Dampfmaschine Leni zusammenbau.

Die M2 Senkschrauben im Ständer wurden nicht komplett versenkt. Nach dem Löten können die Köpfe weggefeilt werden ohne dass man später die Verschraubung sieht.

Ausgleichsscheiben

Die Ausgleichsscheiben werden zuerst auf der Drehmaschine gebohrt. Als nächstes werden sie von Hand im Winkel von 10° abgesägt. Hierfür reicht ein normaler Winkelmesser vollkommen aus. Nachdem die Scheiben entgratet sind werden sie für die Säule des Maschinensockels verwendet.

Kolben und Zylinder der Dampfmaschine Leni

Bei der Herstellung des Zylinders für die Dampfmaschine wird als 1. die Zylinderbohrung auf der Drehmaschine gebohrt. Anschließend wird sie entweder mit einem Innendrehstahl oder einer Reibahle das passende Maß gebracht. Anschließend wird der Zylinder auf dem Außendurchmesser gespannt und mit einer mitlaufenden Zentrierspitze zentriert. So eingespannt kann man die Außenkontur des Zylinders bearbeiten.

Die Fläche an der später der Schieberkasten aufgelötet wird, wird falls vorhanden mit einer Fräse hergestellt oder gefeilt.

Beim bohren der Zylinderdeckel können Sie wenn verfügbar einen Teilkopf verwende. Wenn nicht benutzen Sie Teil 7 als Bohrschablone für die M2 Bohrungen. Die Bohrungen leicht ansenken und das Bauteil entgraten.

Anschließend kann der Zylinderdeckel als Bohrschablone verwendet werden. Der Zylinderdeckel hat 2,2 mm Bohrungen der Zylinder bekommt später 1,6 mm Bohrungen mit M2 Gewinde. Wenn also der Zylinderdeckel als Bohrschablone verwendet wird mit dem 2,2 mm Bohrer nur kurz anbohren. Dann einen 1,6 mm Bohrer in die Bohrmaschine spannen und die Bohrungen wie in der Zeichnung dargestellt bohren. Anschließend mit einem M2 Gewindebohrer das Gewinde herstellen.

Der Kolben aus Rotguss wird auf der Drehmaschine bearbeitet. Zuerst wird das beiliegende Material plan gedreht. Anschließend wird auf der Drehbank ein Loch gebohrt und M4 Gewinde eingeschnitten. Der Außendurchmesser wird noch nicht bearbeitet. Das entstandene Teil kann jetzt auf die fertige Kolbenstange aus Edelstahl Rundmaterial aufgeklebt werden. Dazu können Sie handelsüblichen Schraubenkleber verwendet. Nachdem der Kleber getrocknet ist wird die Kolbenstange die Drehbank eingespannt und der Kolben auf das passende Maß gedreht.

Pleustange

Aus optischen Gründen bekommt die Pleuelstange eine leichte Schräge. Da es sehr schwierig ist den passenden Winkel durch verstellen des Supports einzustellen haben wir uns für eine andere Bearbeitungsart entschieden. Das Messingrundmaterial wird mit einem Drehstahl grob vor gedreht. Anschließend werden die Stufen mit einer Feile geglättet. Im letzten Schritt wird die Oberfläche mit Schmirgelleinen so lange bearbeitet ist eine schöne Oberfläche entsteht.

Schieberkasten der stehenden Dampfmaschine Leni

Der Schieberkasten ist sicherlich das komplizierteste Teil des Dampfmaschinen Bausatzes. Bringen Sie zuerst mit einer Feile das Längenmaß des Messing Vierkant auf Maß. In der beiliegenden Bauanleitung ist eine für Schritt Anleitung wie der Schieberkasten gebohrt werden sollte. Wenn Sie dieser Anleitung folgen ist die Erstellung dieses Bauteils kein Problem.

Kurbelwelle

Die Kurbelwelle wird aus Silberstahl und Messing Frästeilen weich zusammengelötet. Alle Teile werden gereinigt mit Weichlotverzinnungspaste bestrichen und weich verlötet. Der Zwischensteg wird erst nach dem weichlöten mit einer Handbügelsäge entfernt.

Zylinder und Schieberkasten löten

Zuerst werden die beiden Flächen vom Zylinder und Schieberkasten mit Weichlot Verzinnungspaste bestrichen.

Anschließend werden die beiden Bauteile mit einem Lötbrenner erhitzt bis die Lötpaste schmilzt, danach abkühlen lassen.

Zum Schluss können die beiden Teile zusammengesetzt und wieder erhitzt werden so lange bis die Paste wieder zu laufen beginnt. Wenn nötig kann jetzt noch etwas Weichlot und hinzugegeben werden.

Der Schieberkastendeckel wird angerissen, gekörnt und gebohrt.

Der Schieber aus Edelstahl Rundmaterial wird auf der Drehmaschine hergestellt.

Der Schieberkasten Deckel entsteht auf der Drehmaschine und wird anschließend auf der Bohrmaschine gebohrt.

Der Handgriff entsteht Freihand auf der Drehmaschine anschließend kann er mit Autosol Metallpolitur sehr schnell und einfach auf Hochglanz gebracht werden.

Der fertige Hebel um die Steuerzeit umzustellen inklusive des polierten Handgriffs.

Exzenter mit Stephensen Umsteuerung

Die Exzenter Außenringe werden angerissen gekörnt und gebohrt. Anschließend werden sie verschraubt. An das Innenmaß der Exzenter Außenringe kann jetzt der Exzenter angepasst werden.

Die Exzenter Scheiben werden auf der Bohrmaschine aufgebohrt. Anschließend wird in dieser Bohrung noch eine Hülse eingelötet.

Eine Gestängestange vom Exzenter muss gebogen werden. Um Messing biegen zu können ohne dass es bricht muss man es vorher einmal ausglühen da es sonst brechen würde. Nach dem ausglühen kann man das Teil kalt werden lassen und bequem und einfach biegen.

Auf diesem Bild kann man sehr gut sehen wie weit die Stange gebogen werden muss.

Schwungrad

Das Schwungrad 80mm wird im Wachsauschmelzverfahren hergestellt. Es besteht aus Stahlguss und alle Anschlüsse sind bereits abgeschliffen. Diese Schwungräder haben einen sehr guten Rundlauf und können auch auf kleineren Drehmaschine sehr gut im Reif gespannt werden. Diese 80mm Schwungräder können Sie in unserem Onlineshop auch einzeln kaufen.

Folgende Bearbeitungsreihenfolge schlagen wir vor:

  • Schwungrad ihnen im Reif spannen
  • Außendurchmesser bearbeiten
  • Stirnfläche bearbeiten
  • Mit 45°Stahl 0,5 Millimeter Fase andrehen
  • mit Zentrierbohrer zentrieren
  • mit 5,8 mm Bohrer durchbohren
  • mit 6 H7 Reibahle aufreiben
  • Schwungrad umdrehen und je nach Größe der Drehmaschine entweder außen spannen (optimal) oder wieder innen im Reif spannen
  • Zweite Stirnseiten bearbeiten

Zusammenbau Baubericht Dampfmaschine Leni

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Das gestänge der Dampfmaschine Leni

Steuerzeit einstellen

Drehen Sie zuerst die Kurbelwelle auf die höchste Position sodass der Kolben sich am oberen Totpunkt befindet. Drehen Sie jetzt den Exzenter in die gleiche Stellung sodass sich auch der Schieber in der obersten Position befindet. Halten Sie den Exzenter fest sodass er sich nicht mitdrehen kann und verdrehen Sie die Kurbelrichtung um 90°. Wenn Sie die Kurbelwelle im Uhrzeigersinn um 90° verdrehen wird sich die Dampfmaschine später im Uhrzeigersinn drehen. Befestigen Sie den Exzenter wieder fest auf der Kurbelwelle mithilfe der Madenschraube. Die Steuerzeiten der Dampfmaschine sind jetzt eingestellt.

Die Fertige Dampfmaschine Leni

In diesem Video sehen Sie die Dampfmaschine Leni mit Stephenson Umsteuerung von Bengs Modellbau. Die Dampfmaschine ist Bengs Modellbau als Materialbausatz erhältlich. Im Materialbausatz sind alle fertig gefräst Frästeile, Schrauben, Muttern und Federn enthalten.
Alle Drehteile liegen dem Bausatz unbearbeitet bei und müssen von Ihnen auf der Drehmaschine bearbeitet werden. Eine umfangreiche Bauanleitung mit Zeichnungen liegen dem Bausatz bei.

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Materialbausatz Dampfmaschine Leni im Onlineshop bestellen

 

Dampfmaschine Leni im Shop kaufenDen Materialbausatz von der Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung können Sie einfach in unserem Onlineshop bestellen. Alle Frästeile sind fertig gefräst und müssen nur noch entgraten und eventuell gebohrt werden alle Drehteile liegen dem Materialbausatz Roh bei. Alle Schraubenmuttern und Federn liegen dem Bausatz ebenfalls bei. Zur Bearbeitung benötigen Sie eine kleine Drehmaschine eine kleine Bohrmaschine und etwas Handwerkszeug. Genaueres finden Sie in der Artikelbeschreibung auf unserer Website.

Materialbausatz Dampfmaschine Leni mit Umsteuerung