Verbundtriebwerke

Hallo Werner,

hast du wirklich eine Mallet oder einen Vierling gebaut?

Gruß

Rainer

Zitat von werner

Hallo Rainer,

es ist eine Lokomotive im Verbundbetrieb. Das Anfahren ist etwas eigenwillig. Zuerst wird das Anstellventil für Frischdampf für das vordere Niederdruck Triebwerk betätigt. Dann das Verbundbehälter Entwässerungsventil und somit wird der Abdampf des Hochdrucktriebwerks ins Freie geleitet. Jetzt wird der Regler geöffnet und die Lok fährt los. Sie fährt im Vierling an.

Nach ca 4-5 m Strecke wird das Entwässerungsventil geschlossen. Druck baut sich im Verbinder auf die Lok wird etwas langsamer und der Druck im Verbundbehälter steigt an. Jetzt kann das

Anfahrventil geschlossen werden. Und der Regler etwas mehr geöffnet werden. Die Lok nimmt Fahrt auf. Der Vorgang dauert bei kalter Maschine etwa 20 m. Ist alles warm und man hält nur kurz reicht es einfach den Regler zu öffnen.

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Durch die Notwendigkeit mit niedrigen Druck und Abdampfvolumen genügend Feueranfachung zu ereichen, habe ich mich mit vielen Versuchen bis zum doppelten Petticoat hin gearbeitet.

Werner

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Ich meine, mich zu erinnern dass die Lok 4x (25mm?!?) die gleichen Zylinder Durchmesser hat.

Wenn dem so ist, ist es keine(!) Verbund-Maschine, da sich diese ja dadurch charakterisiert, dass der Abdampf der Hochdruck-Seite in der Niederdruck-Seite - mit größerem Durchmesser (=größerer Kolben Fläche) - weiter entspannt.

Dabei ist das Verhältnis der beiden "Hubräume" ganz wichtig - und im Modell (soweit ich zu wissen meine) nicht "1:1" wirkungsvoll realisierbar - und entscheidet letztlich über die Leistungsfähigkeit der "gesamten Anlage";

da ja im Idealfall, die Hoch- und Niederdruck-Seite, die gleiche Zugkraft entwickeln sollten.

Wenn ich das bisher richtig verstanden habe, hast du imgrunde eine Vierling s Lok gebaut und betreibst die "zweite" Dampfmaschine mit dem Abdampf der "Ersten".

Du nennst das zwar "Verbund", es ist es imgrunde aber - "Leider (genau) nicht" !

Deine Lok "zieht imgrunde das weg", was das Hochdruck-Triebwerk auf die Schiene bringt;

mit "mäßiger Unterstützung" durch das "(Pseudo)ND-Gestell" - das aufgrund des niedrigeren, zur Verfügung stehenden, SchieberkastenDrucks - nur mehr "viel weniger" Zugkraft aufbringen kann.

Wenn Du eine echte Mallet (mit richtig dimensionierten!) HOCH- und NIEDER-Druck Zylindern hättest, zöge die Lok - gleichmäßige Last-Verteilung auf die beiden Triebwerke vorausgesetzt - "um Eckhäuser" mehr;

und auch die Feueranfachung wäre wohl weniger problematisch, da der Kessel - bei gegebener Zugkraft und Leistung - weniger Dampf verbraucht - zumindest kenne ich keine Dampf-Machen-Problematik bei der "echten Verbund-Lok" die ich kenne:

Der Lok "3" der Zillertalbahn - einer Lok der Baureihe "Uv";

auf der ich die Ehre hatte, einen großen Teil meiner Heizer-Praxis-Zeiten abzuleisten.

Ein ultimativ geiles Ding, das zieht ohne Ende und Dampf machte "wie Sau" - Leistung 305 PS - gegenüber der "U" (Lok "2" der ZB) mit mickrigen 225 PS ... ? .

So - und nun dürft ihr wieder motzen ...

... weil "GeGa" ach so schlau ist ??☺️ .

Liebe Grüße jedenfalls;

und ich finde die O&K Mallet tooootal super;

sowohl im Großen wie auch die "Kleine auf 5 Zoll" - *BEIDE Daumen HOCH* für die Leistung, die Lok nachgebaut zu haben ? !!!

Gerald "GeGa" Buschan

Dankeschön für Deine Ausführungen, lieber werner !

Deine Angaben, dass Deine Lok ähnlich viel zieht wie eine 2-Zylinder-Lok, bestätigt genau meine "Vermutung/" Behauptung"" ? ...

... dass das "Kriterium" wohl das "HD-Triebwerk" ist - und das 2. nur mehr "unerheblich mithilft".

Das sich im Modellbau bewährt habende Zylinder-Verhältnis weiß ich nicht - weiß bloß, dass es nicht genau dem des Vorbildes entspricht!

Die Engländer haben jede Art von - auch 2-zylindrige - Verbund-Maschinen realisiert;

"Die müssten also wissen, wie's geht" - leider sind so einige Fachleute nicht mehr hier im Forum präsent;

was durchaus schade ist und Lücken hinterlässt ... .

Ich - an Deiner Stelle - würde nochmal mit unterschiedlichen Zylinder-Durchmessern experimentieren!

Aber schon klar:

Als Einer, der noch gaaaar nix "selber gebaut hat" ...

... hab ich gefälligst "die Schnauze zu halten" ? .

Es ist lediglich so, dass ich mir damit schwer tu, weil mich die Dampf Lok Betrieb s Technik einfach wirklich interessiert;

und ich mich daher umsomehr, an "echten Mallets" erfreuen können würde ? ? ? ? !!!

Die Lok als "Verbund-Vierling" zu betreiben ...

... erscheint mir schlicht als nicht "der Weisheit letzter Schluss" - nicht wirklich ? ? ? ... .

Ganz herzlichen Gruß

jedenfalls!

Gerald "GeGa" Buschan

Nochmal konkret zu Deinen Ausführungen, lieber werner:

Zitat

• Hallo Gerald,

  ... Die Lok hat eine Länge das sie gerade noch auf dem Sackkarren quer durch die Tür passt. ...

Schade, dass Du da so eingeschränkt warst!

Zitat

... Das Zylinderverhältnis ist 1 : 1 also 25 mm Durchmesser im Hochdruck wie im Niederdruck Triebwerk. Nach Expertenmeinung ist das ein absolutes NO GO, das funktioniert überhaupt nicht.

Du hast bewiesen, dass es "funktioniert";

aber "so ist Verbund-Betrieb nicht gemeint" bzw. bringt er nicht wirklich "mehr Leistung".

• Zitat

  Meine ersten Fahrten waren im Vierling ,... Meine Lok fuhr im Vierling aber mit abartigem Kohleverbrauch,ich war nur am schaufeln. Ich habe sie dann umgebaut ...

• Das ein Vierling doppelt so viel Dampf und damit auch Kohle verbraucht, ist logisch ... ?

• 
  

  Zitat

   

  Vorher habe ich Versuche mit einem Stuart Kessel und zwei Einzylinder Dampfmaschinen gemacht, die sogar unterschiedliche Volumen hatten. Das ging problemlos über eine Verbindung mit Silikonschlauch. Da das kleine Volumen am Abdampf angeschlossen war wurde der Schlauch dick.Ich habe daraus gefolgert das der Verbinder genügend Volumen haben muß.

Du hast ernsthaft die kleinere Maschine als "ND" angeschlossen ... ?!?

• 
  

  Zitat

   

  Die längste Fahrstrecke am Stück betrug in Zürich 23 Runden was 23 Kilometer entspricht. Das Limit war in dem Fall der Lokführer der nicht mehr sitzen konnte und keine Ablösung hatte.

  Da wäre ich gerne die Ablösung gewesen ... ? ? ?

Hallo zusammen,

der Hr. Baumann hat für seine BR 59, die bekanntlich eine h4v ist, ein Zylinderverhältnis von 1,3 gewählt. D.h. HD-Zylinder Ø 32mm, ND-Zylinder-Ø 42mm und damit fährt er bestens übers Gleis. Ich für mein Fall habe ein Zylinderverhältnis von 1,5 gewählt, HD-Zylinder-Ø 28mm, ND-Zylinder-Ø 42mm. Das müsste noch gut funktionieren. Werner, in deinem Video sieht man deutlich dass das ND-Triebwerk extrem zum schleudern neigt. Ich habe die Achspumpe deshalb ins ND-Triebwerk gelegt um dies zu verhindern.

Gruß

Rainer

werner - Dankeschön für den Link !!!

Rainer - das starke Schleudern des "ND"-Triebwerks ist mir auch aufgefallen.

Könnte mit der "Anfahr-Vorrichtung" zusammenhängen.

Welche - Verbund- - Lok baust Du denn?!?

Hallo in die Runde,

da hier immer noch niemand zum Kern des Pudels gekommen ist, gestatte ich mir, ein Bisschen Physik beizusteuern.

Gase (also auch Wasserdampf) verhalten sich gemäß den Gesetzen der Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen.. Mit etwas Vereinfachung genügen jedoch für meine Erläuterung Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen.Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen., und noch etwas mehr vereinfacht die Spezialfälle thermischer Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen., konkret das Boyle-Mariottesche Gesetz. Dieses besagt, dass bei gleichbleibender Temperatur (dies ist die Vereinfachung für die erste Annäherung) das Produkt von Druck und Volumen konstant ist:

p x V = const

bzw. Änderungen von Volumen und Druck umgekehrt proportional verlaufen:

p1/p2 = V2/V1

Wenn ich also das Volumen eines geschlossenen Behälters z.B. vergrößere, sinkt der Druck des in ihm eingeschlossenen Gases. Mache ich das schnell, handelt es sich um eine adiabatische Zustandsänderung, bei der mit dem Druck zugleich auch die Temperatur sinkt.

Um jetzt zur Verbundlok zu kommen:

Pro halbe Radumdrehung wird ein bestimmtes Dampfvolumen vom HD-Zylinder über den Verbinder in den ND-Zylinder gefördert. Sind Hubvolumen HD und ND gleich, ist das Volumen zwischen HD-Kolben und ND-Kolben (Abdampfraum HD + Verbinder + Zudampfraum ND) immer gleich (gut vorzustellen, wenn die Triebwerke synchron laufen, d.h. beide Kolben gleichzeitig nach vorne oder hinten gehen, oder bei einer Verbundpumpe). Daraus resultiert, dass gemäß vorgenannter Formel auch der Druck in diesem Raum unverändert bleibt, gleich dem Frischdampfdruck am Totpunkt (Schieberdruck, ggf. reduziert durch Ausdehnung bei nicht voll ausgelegter Steuerung). Der Druckunterschied vor und hinter dem HD-Kolben ist also praktisch null, der Kolben zieht nicht. Der ND-Kolben erhält vorne fast den vollen Frischdampfdruck (etwas geht u.a. durch Abkühlung verloren), hinten hat er nur den Gegendruck der Blasrohranlage, Druckunterschied mal Kolbenfläche ergibt die Kraft an der Kolbenstange (die dann mitunter zu groß ist und den ND-Teil zum Schleudern bringt). Die Lok wird fahren, aber so, als ob sie überhaupt kein HD-Triebwerk hätte.

Soll auch das HD-Triebwerk Kraft entwickeln, muss auf dessen Abdampfseite (im Verbinder) geringerer Druck herrschen als auf der Frischdampfseite (im Idealfall Mittelwert zwischen Frischdampf- und Gegendruck, damit beide Triebwerke gleich stark ziehen). Der HD-Abdampf muss also expandieren können, und das kann er nur, wenn das Hubvolumen des ND-Zylinders größer ist als jenes des HD-Zylinders. Den notwendigen Volumen- bzw. Durchmesserunterschied kann man dann mittels der Formeln für adiabatische Zustandsänderung errechnen.

Soviel für den Anfang, natürlich ist es im realen Betrieb komplizierter, die Grundprinzipien gelten jedoch auch dann.

Schöne Grüße

Kristian

Hallo Foristi,

interessante Diskussion, ganz nach meinem Geschmack. Aber wird man sie später mal unter der Überschrift "Umbau meines Tenwheelers" suchen und finden?

Könnten wir vielleicht das Fädchen ab Beitrag 24 abtrennen und unter "Verbundtriebwerke" oder so etwas ähnlichem einen neuen Faden aufmachen?

Das würde m.E. sowohl dem Tenwheeler vom Andreas wie auch der O+K vom Werner besser gerecht.....

Grüsse von Toni

Hallo Jonas,

sehr gut!!

Für die anderen: so wissenschaftlich fundiert wie Kristian vermag ich mich nicht zu äußern, eigene Erfahrungswerte habe ich auch noch nicht anzubieten.

Aber nach meinem gewählten Vorbild musste ich mich zumindest mit 2-Zylinder-Verbund näher beschäftigen.

Daher als Denkanstoß: zu beachten ist, ob der Kolben-Ø oder die Fläche ins Verhältnis gesetzt wird.

Und nach einem ausführlichen Gespräch mit einem Modellbauerkollegen, der eine preußische 2-Zylinder-Verbund in 5 Zoll bei 8 bar umgesetzt hat: 8 bar ist demnach schon fast zu wenig, da kommen noch gerade mal 2 bar im ND-Zylinder an. Ich habe daher 10 bar für mich beschlossen.

Viele Grüße vom Winfried

Guten Tag

So wie der Winfried würde ich auch meinen Beitrag beginnen.Theorie und Praxis sind zwei verschiedene Dinge, vor allem wenn sie im Masstab von 1:6 bis 1:11 stattfinden. Wer meinen Artikel über die 329 gelesen hat weiss, dass meine Lokomotive nicht wie im Original als Verbundmaschine fährt, sondern als Zwillingsvariante.

Nun plane ich an einem neuen Projekt und da stehe ich vor der Entscheidung: Verbund oder nicht? Nun muss man bei jeder Entscheidung Vorteile und Nachteile gegeneinander abwägen. Nach mehr als reiflicher Überlegung kam ich zum Schluss,dass der Zweizylinderverbundbetrieb so ziemlich überhaupt keinen Vorteil aufweisen kann! Er macht vieles in der Planung schwieriger und würde im Betrieb nicht wirklich etwas bringen, außer eine miserable Feueranfachung.

Und trotzdem bleibt der kleine Teufel im Kopf der die ganze Zeit einem einflüstert: " aber wenn du es so oder so machst könnte es funktionieren" und dann wäre man wieder näher am Original. Einen sehr kompetenten Gesprächspartner habe ich hier in Ralf Stolle gefunden. Wo jedoch die meisten vorsichtig werden ist, wenn es um Zweizylindermaschinen geht da hier es wohl die wenigsten Erfahrungen gibt. Deswegen würde mich dieses Thema im speziellen interessieren! Vielleicht kann ja der eine oder andere hier weiter helfen.

Jedoch möchte ich zwei Überlegungen hier beisteuern. Erstens ist der Schieberkastendruck im HD Zylinder entscheidend und dann dessen Anteil an Wassertröpchen. Am Ende geht es immer darum was den HD Zylinder verlässt und ist dieser Dampf überhaupt verwertbar. Bei unseren "Teekesselchen" ist meistens der Abdampf nur noch für eine Feueranfachung brauchbar, sofern die die Rauchkammer dicht ist! Hier sprechen Fachleute von ca. 0,5'bar Druck in der Blasrohrdüse. 1 bar wäre ideal!

Was soll also der volumengrössere ND Zylinder mit diesem Restdampf anfangen? Und wie soll dann dessen Abdampf der Feueranfachung nützlich sein? Und gerade diese ist bei unseren kleinen Maschinen mit so gut wie keinem natürlichen Rauchzug so wichtig.

Ergo: nur wenn man es schafft den ND Zylinder mit genügend trockenem Dampf so zu versorgen dass man am Ende noch auf ca.0,5 Blasrohrdruck kommt könnte es funktionieren.

Also wird uns am Ende nichts anders übrig bleiben als zu probieren, auch wenn am Ende nur der Schiffbruch wartet.

Ansonsten bleibt alles nur "Theorie "

Freue mich eure Gedanken darüber zu erfahren.

Schönen Sonntag

Zitat von Echtdampf-Anfänger

Der HD-Abdampf muss also expandieren können, und das kann er nur, wenn das Hubvolumen des ND-Zylinders größer ist als jenes des HD-Zylinders. Den notwendigen Volumen- bzw. Durchmesserunterschied kann man dann mittels der Formeln für adiabatische Zustandsänderung errechnen.

War es nicht im Original ein Verhältnis des Volumens von 1:2,5 , wenn der Hub gleich ist?

(Bei der S 3/6 ist der Hub nicht gleich, da beträgt das Volumenverhältnis erinnerlich 1:2,7.)

Guten Morgen Andy,

ich denke, da hast Du Dir mit Ralf-Peter den kompetentesten Gesprächspartner gesucht und gefunden. Er baut schon so lange ich ihn kenne immer wieder Verbundmaschinen und alle laufen störungsfrei. Wie gut Ihr Wirkungsgrad ist, vermag ich nicht zu beurteilen, von Dampf verstehe ich noch zu wenig. Aber wie sagte schon unser früherer Bundeskanzler Helmut Kohl: Entscheidend ist, was hinten raus kommt! Und wenn Dir, lieber Andy ein hoher Blasrohrdruck von ca. 1,0 bar wichtig ist, dann würde ich als Dampflaie sagen, steck doch einfach vorne mehr und trocken hinein, sprich arbeite mit einem höheren Kesseldruck von vielleicht 10 bar. Wäre das keine Lösung? Was bin ich froh, daß meine Elloks diese Probleme nicht haben.

Gruß Wolfgang

Hallo Andi,

zwar baue ich derzeit keine Verbundmaschine, habe aber auch schon mal damit geliebäugelt und mir ein paar Gedanken gemacht. Auf Grundlage der Ausführungen in Meineke/Röhrs " Die Dampflokomotive" ist von einer Zweizylinder - Auführung abzuraten , wörtlich "weil das Anfahren, die ungleiche Arbeitsverteilung und der große Niederdruckzylinder zu viele Schwierigkeiten bereiten".Vermutlich nicht das, was Du hören bzw lesen willst.

Hochinteressant aber mE die dann folgenden Ausführungen für Vierzylinder Verbundmaschinen, die zumindest teilweise auch auf ein funktionierendes Modell angewandt werden müssen:

Nach M-R hängt die Arbeitsverteilung im wesentlichen vom Zylinderraumverhältnis, dem Füllungsverhältnis und der Größe des Verbinders ab. Unter Bezugnahme auf ein Diagramm wird dargelegt, daß die Vergrößerung der Füllung oder des Inhaltes eines zZlinders seine Leistung vermindert , also gerade umgekehrt wie beider einstufigen Dehnung wirkt.

Um optimale Füllungen zu erreichen werden für den Hoch - und Niederdruckteil sodann einzelne und getrennt einstellbare Steuerungen vorgeschlagen,Zitat .. " Sie geben dem aufmerksamen Führer die Möglichkeit, zu jeder Arbeitslage die besten Füllungen zu wählen und am sparsamsten zu fahren " , wahrlich eine modellbauerische Herausforderung, sowohl beim Bau als auch im Betrieb !

Wesentlich aber wohl folgendes:

Zitat: "Je kleiner der Verbinder, um so mehr neigt sich die Füllungslinie des Niederdruckzylinders, der aus den kleinen Räumen des Verbinders und des Hochdruckzylinders gefüllt werden muß." Man wähle den Inhalt des Verbinder mindestens gleich dem des Niederdruckzylinders und vereinige die Verbinder beider Maschinenteile durch weite Rohre".

Diese Ausführungen muß man mE zumindest prinzipiell auch auf das Modell anwenden, wobei hiermit nicht gesagt sein soll, daß die Volumina maßstäblich vm Original übernommen werden können.

Wesentlich mE auch noch die Ausführungen zum Dampfdruck, beim Original wurden nennenswerte Einsparungen im Dampfverbrauch gegenüber Zwillingstriebwerken wohl überhaupt nur erreicht, wenn der Dampfdruck wesentlich gegenüber dem bei Zwillingstriebwerken erhöht wurde, M-R spricht von 20 atü und nimmt bezug auf eine amerikanische Lok, die sogar mit 35 atü betrieben wurde.

Das ist zwar beim Modell nicht möglich, man wird aber vermulich mit den im Modellbau üblichen 6-8 bar immer Schwierigkeiten haben, zu befriedigenden Ergebnissen zu kommen.

Zusammengefasst für ein Modell bedeutet das folgendes:

Dampfdruck 10 oder besser 12 bar.

Unverhältnißmäßig kleiner Durchmesser der Hd- Zylinder, bei einer Lok in der Größenordnung bayr S 3/6 oder BR 02 vermutlich nicht mehr als 25 mm (beim einstufigen Zwilling zwischen 38 und 40 mm)

Mindestens gleiches Volumen von Verbinder und Niederdruckzylinder.

Vielleich trägt diese graue Theorie etwas dazu bei , zumindest einige Klippen zu umschiffen.

Gruß Kourosh

Alle Zitate aus Meineke/Röhrs, Die Dampflokomotive, Springer-Verlag 1949