Mississippi-Heckraddampfer

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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Rückblick ins Jahr 1998
      Ich hatte damals begonnen mit dem Baukasten des Heckraddampfers „King of Mississippi“, ein Standmodell zu fertigen. Schon während der Bauphase liebäugelte ich dieses Modell im größeren Maßstab für ein Echtdampfschiff nochmals zu fertigen. Der Plan wurde dementsprechend vergrößert und ein Rumpf aus einseitig Cu-beschichteten GFK-Plattenmaterial zusammengelötet und verschliffen. So entstand ein stabiles Teil, woraus ein Kollege die GFK-Negativform fertigte und darin einen Positivrumpf laminierte. Es wurde das Urmodell für mein erstes Dampfschiff.
      Das Deck und die Aufbauten hatte ich aus dünnen GFK-Platten gefertigt und mit grobgemaserten Kiefernholzleisten beplankt. Eigentlich war es kein Bau nach Plan, sondern eine Anlehnung bezüglich der Abmaße. Ich musste speziell bei den filigranen Teilen sehr große Abstriche machen um für mein Vorhaben ein Fahrmodell zu erhalten und ein solches Modell weicht schon in einigen Details vom Vorbild des Standmodells ab. Aber diesen Kompromiss habe ich akzeptiert und kam gut zurecht, weil dadurch das „Handling“ erheblich erleichtert wurde. Nachdem ich wenigstens bei der farblichen Gestaltung an die originalen Vorbilder halten wollte, bekamen alle Holzwände einen Anstrich mit mattweißer Farbe. Das Maindeck wurde mit klarem Bootslack gespritzt.

      Nachdem der Rumpf mit einer Länge von 1,20 Meter und einer Breite von 26 cm inkl. beidseitig überstehendem Deck schon eine nostalgische Schiffsform ahnen lässt und auch genug Platz für die Unterbringung einer Dampfanlage bot, ging es nur noch um die richtige Kesselwahl. Ein versierter Kollege, der für seine hervorragende Dampfanlagerfertigung bekannt ist und was mir besonders wichtig war, sogar Kessel nach Wunschabmessungen und auch oszillierende Dampfmaschinen mit Untersetzung anfertigte, maß die Platzverhältnisse aus. Dabei wurde jedes Detail an der Dampfanlage so geplant, dass der mechanische Einbau, die Zugängigkeit bei Wartungsarbeiten und die optische Überwachung während der Anheizphase gewährleistet sind. Man merkte sofort, dass man es mit einem Fachmann mit jeder Menge Erfahrungen zu tun hatte. Ich hatte mit der Mechanik des Heckradantriebs keine Schwierigkeiten, da ich zusätzlich zu der liegend eingebauten und untersetzten Zweizylinder Maschine auch noch eine Transmission einbaute. Damit erreichte ich eine zusätzliche Untersetzung und brachte auch die Pitman (Pleuelgestänge) über das Heck zu dem Schaufelrad. Damit für den Betrieb des Gasbrenners große Öffnungen für die Luftzufuhr und Wärmeableitung vorhanden sind, wird der obere Kesselbereich offen gestaltet.
      Der Heckraddampfer war fertig, die Dampfanlage funktionierte im Trockendock hervorragend und so konnte ich die ersten Fahrversuche in einem Swimmingpool unternehmen. Die Deckaufbauten hatte ich vorsorglich nicht aufgesetzt, so dass ich noch einen Überblick hatte. Die Gasflamme erhitzte das Wasser und als das Manometer 2bar Dampfdruck anzeigte, setzte ich das Schiff ins Wasser. Mittels der RC-Anlage öffnete ich das Dampfventil. Der Steuerknüppel wurde leicht nach vorne gedrückt und die Maschine reagierte sofort auf den einströmenden Dampfdruck. Die Kolben setzten die Kurbelwelle mit der daran montierten Zahnriemenscheibe in Bewegung und der Zahnriemen drehte eine weitere Zahnriemenscheibe, die auf der Antriebsachse befestigt war. Die Schubstangen (Pitman) bewegten sich und das Schaufelrad begann sich zu drehen. Aufgrund der langsamen und modellgerechten Umdrehungszahlen spritzte kein Wasser über die Heckaufbauten.
      Der vorgesehene Dampfantrieb funktionierte, nur mit dem Schwerpunkt hatte ich Probleme, denn sobald ich die Deckaufbauten aufsetzte, begann sich der Schwerpunkt zu verlagern, wodurch sich das Schiff seitwärts neigte. Überlegungen, wie man den Schwerpunkt weiter nach unten verlegen könnte, geisterten mir des Öfteren durch den Kopf: leichtere Baumaterialien, Verringerung der Deckanzahl bei den Aufbauten, Verbreiterung und Erhöhung des Rumpfs sollten das seitlichen Abkippen eigentlich verhindern können.

      Mein Kollege laminierte voraussichtlich eine zweite Rumpfschale des Raddampfers und damit hatte ich so einige Ideen. Der Rumpfboden wurde mit einer 5cm Balsaplatte beklebt in passender Form ausgeschnitten. Den Rumpf habe ich seitlich mit Hartschaumplatten beklebt, die Seitenwände dann schräg geschliffen und den Formverlauf zum Bug hin auslaufen lassen. Die neue Rumpfform wurde mit einer dünnen Schicht GFK-Gewebe überzogen, gespachtelt und verschliffen. Sollte ich trotz meiner Maßnahmen ein Schwertkiel benötigen. sollte dieser abnehmbar sein, damals wollte ich dieses Stabilitätsproblem ohne Hilfsmittel realisieren. Heute weiß ich es besser, ein Modellschiff dieser Gattung wird ohne Schwertkiel nur Schwierigkeiten machen. Die Höhe der Aufbauten wirken wie eine Segelfläche und der hohe Schwerpunkt lässt sich nicht wegkonstruieren. Mit dem Erstellen des Modellrumpfs muss man sich schon bei der Planung auseinander setzen um nicht im Nachhinein „abzusaufen“. Das Original lässt sich für den Modellbau maßstäblich nicht einfach verkleinern und gibt es noch viele weitere Punkte, die sich nicht berücksichtigen lassen. Z.B. lässt sich die Wellenhöhe in unseren Fahrgewässern nicht maßstäblich verkleinern. Als Modellbauer muss man bereit sein, gewisse Kompromisse einzugehen.
      Es begann die „Fahrsaison“ und habe mich mit meinen anderen Dampfschiffen (Schlepper und Pinassen) vergnügt. Der Heckraddampfer wurde vorerst im Keller verstaut.

      2007 habe ich mich wieder an ein besonderes Bauvorhaben gewagt.
      Ich begann mit dem Bau eines Mississippi-Seitenraddampfers. Durch die inzwischen gewonnene Erfahrung mit Heckraddampfern gelang mir mein Seitenraddampfer „SCARLETT“, die inzwischen eine erfolgreiche Jungfernfahrt. Daraus wurde dann, wie auch geplant, ein Echtdampfmodell, das sehr erfolgreich über das Wasser dampft.
      Siehe hierzu im Forum unter Mississippi-Seitenraddampfer.

      Sommer 2010 (gedankliche Vorbereitung für die Wintersaison)

      Jetzt kamen wieder die Erinnerungen an meine beiden inzwischen verstaubten Heckraddampfer auf.
      Allmählich beginne ich einen zweigleisigen Weiterbau mit beiden Schiffen zu planen.
      Der unbearbeitete Rumpf soll mit einem Elektromotorantrieb ausgerüstet, der verbreiterte und erhöhte Rumpf wird voraussichtlich einen Echtdampf-Antrieb erhalten.

      Meine heutige Vorstellung ist, zwei Rümpfe und nur ein Aufbau, der aber auf jedes einzelne der beiden Schiffe (PAUL JONES I und PAUL JONES II) passt.

      Momentan ist noch Pause, aber wenn die Fahrsaison 2010 beendet ist, werde ich mich dem Weiterbau der beiden Heckraddampfer zuwenden.

      Zu gegebener Zeit werde ich den Bau weiterführen und darüber hier berichten.



      Anbei einige Rumpffotos der beiden Versionen.


      Dieter
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Inzwischen habe doch ich einige Teile gefertigt.

      Darüber eine kurze Info zum Elektroantrieb:

      Ich habe gute Erfahrung mit um 90° abgewinkeltem Profilteilen gemacht, um daran die Antriebsmotore und eine 2-teilige Lagereinheit für die Transmission zu befestigen. Der Grund ist auf den Bildern zu sehen: Damit ist es möglich die Drehbewegung vom Antriebsmotor oder auch der Dampfmaschine mittels Zahnriemen hoch zur Transmission zu leiten. Die Drehbewegungen an versetzten Kurbelachsen erzielen, dass die daran befindlichen Pleuelstangen horizontale Schubbewegungen ausführen. Am Heckrad sind ebenfalls beidseitig um 90° versetzte Kurbeln montiert, die das Heckrad veranlassen, die horizontalen Bewegungen der Pleuelstangen in rotierte Drehbewegungen umzusetzen. Ich hoffe, dass ich den Übertragungsweg einigermaßen verständlich erklären konnte.

      Anbei einige Fotos:

      U-Profil mit E-Motor und Zahnriemen, Transmission 1:1 mit kugelgelagerten Lagerböcken, und Kurbelscheiben

      Lagerbock und Kurbelscheibe mit Pleuel

      Heckradausleger mit beidseitigen Aussparungen für die Pleuelgestänge und Kurbeln

      Alu-Lagerteile (unbearbeitet) mit Gleitlager für das Heckrad
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Hallo Hartmut,

      die Kugellager sind in einen Lagerflansch eingepresst und die Welle wird auf den Innenseiten mittes Stellringen (Madenschrauben) gegen ein Verrücken gesichert.

      Anbei Detailfotos
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      • Lagerflansch.jpg

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      • Stellringe.jpg

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    • RE: Mississippi-Heckraddampfer

      Für den Einsatz in den Mississippi-Heckraddampfer ist die bewährte 2-Zylinder-Dampfmaschine und der Flammrohr-Dampfkessel geplant, diese Teile sind momentan noch im Fllußschlepper FANTASIA eingebaut. Der Kondensatbehälter ist ein neues Bauteil, welcher Gastank (Größe) zum Einsatz kommt steht noch nicht fest. Vorgesehen ist, dass auch in diesem Schiff eine Autom. Gasbrenner-Regelung verwendet wird.

      Die Fotos zeigen einige der o.g. Teile:

      Holzverkleideter, liegender Dampfkessel mit Flammrohr, 6 Quersiederohre,
      2 Rauchkammern im Wasserraum, 4 Rauchrohre, Dampfdom, Wasserstandrohr, je ein Dampf- und Entlüftungshahn mit Regelventilen, Außenbrenner und ein extra Dampfausgang für den Anschluss der Autom. Gasbrenner-Regelung .
      Sicherheitsbauelemente, wie Manometer und zwei Sicherheitsventile die an keinem Kessel fehlen dürfen, sind angebracht.
      Anschluss für Speiseventil, Ablassschraube, Blindstopfen für sonstige Anschlüsse.

      Kesselinhalt: 800 ml
      Kesseldurchmesser: 100 mm
      Kessellänge: 230 mm
      Kesselmaterial: 1mm Messingrohr, nahtlos
      Gesamtlänge mit Außenbrenner: 360mm
      Brennstoff: Propan-/Butangas
      Anheizzeit: 6 Minuten = 3 bar

      Dampfmaschine: 2-fach kugelgelagerte, oszillierende Zweizylinder ist 1:1,6 untersetzt, doppelt wirkend mit Umsteuerventil für stufenlose Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.,
      Hub: 20 mm, Kolbendurchmesser: 12 mm.

      Kondensatbehälter: 80 x 170 mm, mit 2 Dampfauslassventilen (Schornsteinen und Kaminen), 1 Kondensatentnahmeventil und eine Abdampfeinlassbuchse, in die noch ein Winkelstück geschraubt wird.
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Stück für Stück konnte inzwischen bearbeitet werden.
      Wenn alle Aluteile fertiggestellt sind, werden sie braun bzw, schwarz eloxiert.


      Foto: Lagerböcke mit Lagerbuchsen für des Schaufelrad
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    • Mississippi-Hechraddampfer

      Fotos von technischen Teilen, die ein Highlight für jeden Modellbauer eines Mississippidampfers ermöglichen.
      Bei meinem Seitenraddampfer SCARLETT habe ich diese Art der Abdampfsteuerung bereits erfolgreich angewendet. Hier im Forum unter Dampfschiffe > Mississippi-Seitenraddampfer zeigen die Fahrvideos die Funktionweise der Abdampfsteuerung.

      Hier die Funktionsbeschreibung zu zu diesem technischen Leckerbissen:

      Ein Excenter auf der Antriebsachse steuert ein 3 Wege-Verteilerventil für die Abdampfkamine.

      Vom Kondensat-/Abdampfbehälter entnimmt man aus dem zugeordnetem Regelventil über einen Silikonschlauch etwa 1/3 des Abdampfs. Dieser Schlauch wird auf den Einlasstutzen des
      3 Wegeventils gesteckt.

      Mittels excentergesteuertem Hebel wird die Arbeitsweise des Ventils (1x Abdampfeinlass, 2x Abdampfauslass) beeinflußt.
      Die beiden Auslässe werden mittels Silikonschläuchen mit den Abdampfkaminen verbunden. So erreicht man, daß wechselweise der Abdampf aus den beiden Abdampfkaminen entweicht.

      Bei jeder Umdrehung des Schaufelrads wird durch den Excenter ein Gestänge oszillierend bewegt, das mit dem Steuerungshebel des Verteilerventils verbunden ist. Der Steuerungsweg beträgt 8mm und öffnet bzw. schließt bei jeder Umdrehung der Antriebsachse die Abdampfauslässe des Verteilerventils. Was zur Folge hat, daß die Abdampfkamine auf dem Hurrikandeck abwechselnd abblasen.

      Die beiden Schornsteine werden über das 2. Regelventil mit den restlichen 2/3 der Abdampfmenge aus dem Kondensat-/Abdampfbehälter gespeist.
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Fotos von dem inzwischen mit GFK-Gewebe überzogenen, geschliffenen und hnterher gefüllerten Rumpf der Dampfversion des Heckraddampfers.

      Einige Fotos zeigen wie der Rumpf vorher einmal aussah.

      Momentan werden in den Rumpf die Dampfgerätschaften provisorisch eingebaut und mit den nötigen Rohrleitungen und Ventilen verbunden.
      Fotos davon folgen.
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Info: 14. Laufer Dampfmodelltage

      industriemuseum-lauf.de

      Ich bin am Samstag den 20.11. anwesend und der Rumpf mit der eingebauten Dampfanlage ist ausgestellt. In der Abteilung Schiffsmodelle erkläre ich gerne den Interessenten die Zusammenhänge die einzelnen Teile.

      Dieter

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    • Dampfanlage in Aktion

      Das Video und die Fotos vom der Dampfanlage des Heckraddampfers entstand heute bei den Laufer Dampftagen. Die Feuertaufe war erfolgreich und die Interessenten vollauf zufrieden.

      youtube.com/results?search_query=SCARLETT1333&aq=f

      Sollte jemand dazu Fragen haben, dann einfach schreiben.
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    • Nachträgliche Kesselmodifizierung zur Dampfüberhitzung

      Kurzer Auszug aus dem noch nicht veröffentlichen Teil des Bauberichts über meinen Heckradampfer.

      Während eines kurzen Testlaufs mit dem modifizierten Dampfkessel wurde eine Dampftemperatur von 300° gemessen (Maximalanzeige des Thermometers).


      Bei den 14. Dampftagen im Industriemuseum in der fränkischen Stadt Lauf zeigte ich am 20.11.10 den Besuchern den bearbeiteten Rumpf mit der eingebauten Dampfanlage samt Heckradantrieb.
      Alle verlegten Rohrleitungen vom Gastank bis hin zur Dampfmaschine und weiter in den Kondensatbehälter wurden mit denen zum Betrieb der Dampfanlage gehörenden Teilen und auch deren Verwendungszweck erklärt. Die genannten Vorteile der Dampfüberhitzung für meinen Verwendungszweck nahmen die Interessenten sehr aufmerksam zur Kenntnis und konnten u.a. speziell durch die Silikonschläuche (die später mit den Abdampfkaminen verbunden werden) visuell beobachten, dass der Abdampf relativ wasserarm war.

      Die Dampfüberhitzungsleitung ist aus einem 4x0,5mm Nirostarohr, das in das Flammrohr geleitet, dort eine 360° Wendung mac ht und wieder durch die Flammrohröffnuung ausgeleitet wird. Die Fotos aus dem vorherigen Eintrag zeigen die Verbindung der Zu- und Ableitung mit Lötnippeln und Verschraubungen.

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    • Zweizylinder Dampfmaschine mit Untersetzung 1:1,6

      Gedanken in die Praxis umsetzen:

      Gegenüber meinem 1998 getesteten Antrieb (Oszi mit Untersetzung 1:1,6 und einer zusätzlichen Transmissionsuntersetzung 1:3 mittels Zahnriemenscheiben 10/30), möchte ich demnächst testen, wie sich die Laufeigenschaft ohne Transmissionsuntersetzung verhält. Die oszillierende Dampfmaschine mit ihrer konstruktionsbedingten Untersetzung 1:1,6 lässt erwarten, dass sich das Heckrad (>10 bis max. 100 U/min.) ruckfrei dreht und würde jedoch weniger Dampf = Wasser verbrauchen. Mit der Verwendung des Automatischen Gasregelventils bringt dessen Arbeitsweise eine zusätzliche Energieeinsparung (weniger Gasverbrauch) aufgrund weniger Drehzahlen und der damit verbundenen Dampfeinsparung wird der Dampfdruck im Kessel nicht über 3bar ansteigen. Es wird auch keines der beiden Sicherheitsventile am Dampfkessel ansprechen müssen.
      Der Heckraddampfer wird den Fahrbetrieb durch diese Untersetzungsreduzierung bestimmt wesentlich verlängern können.

      Änderungsvorgang:
      Dazu ändere ich die Riemenscheiben an der Maschine (antriebsseitig) und an der Transmission. Jede hat dann 20 Zähne. Die Zahnriemenlänge bleibt die gleiche.
    • Mississippi-Heckraddampfer

      Winterzeit = Bauzeit

      Neugierig auf die Eintauchtiefe des Rumpfs inkl. der kompl. Dampfanlage führte ich einen Schwimmtest durch. Optisch war ich mit der Schwimmlage zufrieden und die Heckradschaufeln hatten auch die richtige Eintauchtiefe um den nötigen Vortrieb zu ermöglichen. Im vorderen Bereich des Deckaufbaus muss gedanklich noch das Gewicht der Schornsteine mit 200gr. hinzugerechnet werden, damit die Schwimmlage stimmt. Der „alte Aufbau“ brachte 1,8Kg auf die Waage, wobei zu bemerken ist, dass sich bei dem „Neuen“ sicherlich eine Gewichtsreduzierung ergeben wird. Mit der Verwendung von leichteren Baumaterialien versuche ich den Schwerpunkt so niedrig wie möglich und die Lage des Schiffes akzeptabel hinzubekommen.
      Wenn die RC-Empfangsanlage mit dem Empfängerakku und den vier Servos in Bodennähe platziert ist, darf man die Schwimmlage als hervorragend bezeichnen.
      Aber erst einmal abwarten, ob sich das alles, so wie gedacht, auch realisieren lässt.

      Ich habe vorsorglich den Heckradausleger aus 3mm Alublech stabilisiert, indem ich auf der Innenseite der beiden Lagerböcke Alu-Abstützstreben angeschraubt und diese wiederum am Heckteil befestigt habe.
      Dadurch sollen vertikale Schwingungen verhindert werden wenn das Heckrad im Wasser unter Belastung läuft. Nachdem paralell an der Elektroversion des Heckraddampfers gebaut wird, wurde von mir für deren Heckradausleger ebenfalls eine solche Stabilisation gefertigt.

      Bei meinem letzten Treffen in Lauf fand unter Kollegen ein reger Gedankenaustausch statt und man redet schon mal über das neue Projekt und erhält sogar Unterstützung, z.B. fertigte mir mein hilfsbereiter Kollege Klaus aus Augsburg die Hitzeschutzverkleidungen für die Schornsteine.
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    • Fotos des Rumpfs mit 5Kg Ballast (Elektroversion)

      Rumpf meines Heckraddampfers für den Elektroantrieb.


      Der flache Rumpf erfordert Gewichtsreduzierungen bei allen Bauteilen und jeglichem Zubehör.

      Gerade deshalb wählte ich für den Antrieb einen 6 Volt Getriebemotor. Dadurch verringert sich schon mal das Akkugewicht gegenüber einem 12V Akkus um ca. 750gr. und sparte mir den Preis von 5 Akkuzellen.

      Auf den Fotos ist ersichtlich, wie weit der Rumpf mit einem Ballastgewicht von 5Kg eintaucht und dass auch die Eintauchtiefe des Heckrads stimmt. Wenn der Aufbau und der E-Antrieb nicht mehr als das Testgewicht auf die Waage bringt, müsste das Schiff eine stabile Lage haben und dürfte nicht kentern. Aber das hängt noch von der Lage des Schwerpunkts ab.
      Die Deckaufbauten werden ein großes Problem werden, weil sie auch für die Dampfversion benützt werden sollen und da sind die Schornsteine, Abdampfkamine auf dem Hurrikandeck nicht aus Pappe, sondern aus dünnwandigen Messingrohren, weil sie funktionsfähig sein d.h. auch dampfen müssen .
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    • Mississippi-Heckraddampfer

      Wieder sind einige Teile fertig geworden:

      Schornsteine mit Hitzeblenden, Abdampfkamine und eine Rauchfangglocke. An den Schornsteinen habe ich Abstandsstreben und Ösen als Befestigungsmöglichkeiten für die Abspanndrähte (Nirostalitze 0,45mm) angelötet. Die Lötstellen an den Schornsteinen werde ich noch sandstrahlen (Entfernung des Kolophoniums), bevor sie mit mattschwarzer Farbe lackiert werden.
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