3.1 Konstruktion des Zylinderblocks
19.01.2013
Das komplexeste Bauteil der Maschine ist der Zylinderblock. In diesem Gussteil sind der Hochdruckzylinder, der Niederdruckzylinder, die beiden Rundschieber, der Receiver sowie alle zugehörigen Dampfkanäle vereint. Als weitere Komplikation für die Gussteilerstellung und die anschließende mechanische Bearbeitung sind alle vier unteren Deckel inklusive Stopfbuchsensitz in diesen Block integriert. Um 1900 war dies eine übliche Bauweise. So sparte man diverse Verrohrungen, Dichtungen und Einzelteile, die nicht einzeln angefertigt, zueinander angepasst und später gewartet werden mussten. Dies war sicherlich auch ein Argument für die Kaiserliche Marine, hing doch von der einwandfreien Funktion und Zuverlässigkeit der Dampfbeiboote das Gelingen vieler Missionen ab.
Der oben gezeigte Querschnitt verläuft durch den Niederdruckzylinder (ND) und den zugehörigen ND-Rundschieber. Da meine Dampfmaschinenkopie um den Faktor 2 verkleinert ist, musste ich einige Dimensionen fertigungsbedingt abändern. Aus gusstechnischen Gründen wählte ich für den Zylinderblock eine minimale Wandstärken von 8-9 mm. Maßstäblich gerechnet hätten dies teilweise nur 5-6 mm messen dürfen. Dadurch ist z.B. der Zylinderboden gerade ausgeführt und die Entwässerung über eine 6 mm Bohrung realisiert. Weiterhin habe ich den Dampfkolben zweiteilig ausgeführt, um den Kunststoffkolbenring mit hinterlegtem O-Ring leichter verbauen zu können.
Deckel und Schieber sind auf dieser Abbildung noch nicht endgültig ausgearbeitet. Am Zylindermodell fehlen auch z.B. alle Aushebeschrägen, Rundkehlen oder die Verrundungen der Streben. Dies macht das CAD Modell änderungsfreundlicher und weniger Komplex für die spätere Simulation.
Der Schnitt durch die Mitte des Zylinders (Bilder unten) gibt einen guten Einblick in die Dampfführung. Zur Orientierung: HD-Zylinder oben links (D im Modell = 58 mm), HD-Rundschieber oben rechts, Receiver in der Mitte links von der schrägen Wand, Abdampfkanal mit großem Flansch mittig rechts davon, ND-Zylinder (D im Modell = 98 mm) unten links, HD-Rundschieber unten rechts.
Aus der mir vorliegenden Originalzeichnung waren so gut wie alle Details des Zylinderblocks und seiner Gusskonstruktion ersichtlich. Was ich auf Anhieb nicht erkennen konnte, ergab sich in der 3D Rekonstruktion. Auf der Originalzeichnung sieht man z.B. diverse Stopfen mit Vierkant (Rechteck mit Kreuz). Diese dienen beim ersten Betrachten als Inspektionsöffnung, verschließen dabei aber wahrscheinlich auch die Löcher der Kernstützen, die beim Guss die Sandkerne der innenliegenden Dampfkanäle in Position hielten - siehe nächste Seiten.