Nederlandse Centraal Spoorwegmaatschappij klasse 41

[willemvdm]

Omdat je nooit teveel stoomlocomotieven kunt hebben is mijn verzameling dus uitgebreid met een nieuw exemplaar, de NCS 41, een serie locs die vanaf 1899 t/m 1954 op het Nederlandse spoorwegnet reden, en sommige daarna nog op industrieterreinen.
Dit is een model in schaal 1/7,8 voor spoorbreedte 7,25", en daar zie je niet veel modellen (te weinig vind ik zelf) naar Nederland's voorbeeld.

Eerst even kort het grote voorbeeld.
In de 19e eeuw waren er in Nederland diverse kleine spoorwegmaatschappijen, in de omgeving van Utrecht reed dus de NCS.
Deze maatschappij had dus in 1899 behoefte aan een kompakte tenderlocomotief voor personenvervoer.
Op de foto's in die tijd zie je deze klasse loks meestal met 3 tot 5 wagons rijden, lokaal spoorvervoer zou je dus zeggen.

Er kwamen in totaal 10 locs van deze klasse, genummerd NCS41 t/m NCS50, maar de klasse werd dus NCS41 genoemd.
Als voorbeeld koos men voor een Frans model, maar liet dit bouwen in Duitsland.

Ik moet zeggen, de verhoudingen van de loc kloppen mooi, hij had achterop dus 2 kolenbunkers met 1000 kg kolen en 2 watertanks met totaal 4.000 liter water.
Niet zoveel dus in feite, het waren echt locs voor kortere afstanden met een maximale snelheid van 75 km/uur.
In deze tijd niet zo indrukwekkend, maar in die tijd wel veel sneller als een trekschuit of paard!
Deze klasse heeft dus heel lang in Nederland gereden, maar als modelbouwer moet je ook beslissen wanneer je het voorbeeld neemt!
Zowel de eigenaar, uitvoering als kleur is in de loop der jaren flink aangepast:

Hier dus de eerste nieuw geleverde lok in de groene NCS kleur in 1899

De eigenaars:
1) de eerste eigenaar was dus de NCS, maar in snel ging in Nederland de SS de landelijke dienstregeling bepalen, (ik bedoel natuurlijk de Staats Spoorwegen en niet die Nazi schurken!)
2) nadat in 1919 de SS de volledige exploitatie had overgenomen werd de NCS in 1934 opgeheven, en was de SS dus de eigenaar.
De locs werden in 1919 al hernummerd naar SS151 t/m SS160
3) In 1938 ging de SS op in de huidige NS en kregen de locs weer nieuwe nummers NS7001 t/m NS7010

De uitvoering:
De stoomtechniek stond in die tijd niet stil, en de locs werden regelmatig aangepast.
De meest opvallende vroege aanpassing de toevoeging van een oververhitter, hiervoor werd de rookkast verlengt en de schoorsteen meer naar voren geplaatst.
De stoomschuiven werden ook aangepast, maar daar zag je aan de buitenkant weinig van.
Opvallend was wel dat de koperen bel plaats moest maken voor een zanddom.
En de opvallende amerikaanse duplex luchtpomp (voor de remmen) werd vervangen door een enkele (Duitse?) luchtpomp.
Kijk maar naar de verschillen:

De 42 in de NCS kleuren, Groen???

Dezelfde 42 in de groene NS kleuren nu met nummer 7002
Zoek de verschillen!

En dan natuurlijk die kleuren, omdat alle foto's uit die tijd zwart-wit zijn blijft dat gokken, maar dit heb ik kunnen vinden in diverse boeken en het internet:
In 1899 waren de NCS loc groen, 41 en 42 zijn zeker groen geleverd.
In 1901 ging men over op een opvallend okergeel met veel gekleurde biezen, dit naar een Engels voorbeeld.
In 1916 werd de huiskleur van de NCS donkerbruin, maar dat heeft maar kort geduurd, want daarna werden de loks weer groen, wat we later NS groen gingen noemen.

Hier een statiefoto van de 48, nieuw in het opvallende okergeel, het naambordje was van hout en heeft er alleen voor de foto opgezeten!


Geen enkele van deze locs is van de schroothoop gered helaas, maar in het spoor museum in Utrecht staat wel een 1/10 schaalmodel van de 41 in het okergeel

In de volgende post zal ik het 7,25"model bespreken

Groeten Willem

 

[willemvdm]

Zo ik heb de NCS 41 alweer 6 weken in bezit.
Maar zo druk bezig geweest met van alles en nog wat dat hier een bericht posten erbij ingeschoten is.

Dus nu een korte beschrijving van het model.
De tekeningen (en het eerste model) zijn gemaakt door Alexander Heijnsdijk en de bouw is beschreven in het blad Onder Stoom.
En dat is zeldzaam want daarin staan wel meer loks beschreven, maar dan in een kleinere schaal.
Deze lok is 1.145 mm lang en 120 kilo zwaar dus echt een flinke lok (al is hij voor 7,25" nog een bescheiden lokje)
De bouw is dus beschreven in de OS 196 van oktober 2003 t/m OS 224 van juni 2008.
De tekeningen zijn vrij uitgebreid, Alexander heeft weinig onderdelen gekocht en veel uit ruw materiaal gefabriceerd.
Zo heeft hij ook veel appendages zoals de stoomkranen en het peilglas zelf gemaakt, en zelfs een werkende stoombel!
Voor zover ik kan zien staan de 2 injecteurs en de fluit niet op tekening, en neem ik aan dat hij die ingekocht heeft:

Wat mij opviel is dat de roodkoperen ketel voor spoor 7 wat aan de kleine kant is (6,5 liter) maar dat de vuurkist best ruim is, het rooster is 120 x 110 mm en je zou een laag kolen van bijna 100 mm dik op het rooster kunnen leggen.
Ik verwacht dus dat het niet erg moeilijk is om het vuur te onderhouden, maar dat het waterpeil veel aandacht nodig zal hebben.
(ik kom hier later nog op terug)

Voor zover ik weet zijn er destijds een zestal van deze lok in Nederland gebouwd, en mijn exemplaar is gebouwd door een man uit Limburg, met goed vakmanschap, maar zoals velen heeft hij op een aantal punten de lok aangepast:
En verder zijn er wat puntjes die hersteld moeten worden (of intussen al gedaan zijn)
1- De lok heeft een tender, dat had het origineel natuurlijk niet maar is wel praktisch als je ermee wil gaan rijden, extra water, extra kolen en een zitplaats voor de machinist zijn wel handig!
Ook heeft de tender een werkende handrem van het type bandrem, en dat is ook extra veilig als je gaat rijden.
In de bouwbeschrijving wordt niet over een tender gesproken, maar wel over een handpomp, die staat niet op de lok getekend en zal dus wel in de tender bedoeld zijn.
2- Op de tekening staan dus aansluitingen voor 2 injecteurs (en een handpomp in de tender?), maar deze lok heeft een aspomp en een handpomp, deze handpomp zit helaas niet in de tender maar in de linker waterkast en je moet dus afstappen om deze te gebruiken.
3- De ketel heeft 2 klepkasten om de ketel te vullen met elk 1 terugslagklep, terwijl op de tekening 2 klepkasten met in totaal 3 terugslagkleppen staan, 2 voor de injecteur en 1 voor de handpomp (in de tender?)
4- De stoomkranen zijn niet rechtstreeks op de ketel geschroefd maar op een verdeelblok. (makkelijk als je uitbreidingen wilt maken).
5- Het peilglas is een ander ontwerp, en de aflezing is zeer onbetrouwbaar.
6- De stoombel is niet functioneel.
7- De fluit is zelfgemaakt maar zit binnen in het machinisten huis, trek je aan de kraan dan wordt je hand gelijk gestoomd! Ook heeft deze een condens-tank???
8- de exhaust (de uitlaat met de stoom uit de cilinders) zit niet in de rookkast maar in de schoorsteen, ook is deze 9 mm tegen 8 mm op de tekening.
9- de blazer (aanjager van de trek van het vuur) staat niet op de tekening, maar deze zit ook in de schoorsteen i.p.v. de gebruikelijke plaats in de rookkast.
10- de waterkasten zijn snel demontabel gemaakt en er zit een speciale uitsparing in om bij de klepkasten te komen. (handig voor onderhoud!)
11- de cilinders worden niet gesmeerd door de getekende mechanische oliepomp maar door een verdringer tankje, van het "dead leg" model, tot mijn verbazing is de verbindingsleiding tussen de olietank en de stoomleiding echt extreem lang, maar liefs 2 maal 35 cm! Bij mijn andere loks is dit leidinkje echt heel veel korter (hooguit enkele cm)
12- de condenskraantjes van de cilinders gaan niet alle 4 gelijk open en dicht, zodat er altijd wel 1 is die open blijft staan.
13- de regelateur hendel ( de lat) heeft een zeer zwaar punt halverwege, is bijna niet te regelen.
14- De ganghendel (beter gezegd de gang schroef) is ook niet goed afgesteld, staat de schaar van de rechter cilinder op neutraal dan staat de linker schaar op langzaam voorruit.
En ook zitten er zware punten in de schaarbeweging (merk je pas als je de schroef loskoppeld)
15- Er is een 8 mm waterpijp tussen de tendertank en de waterkasten, maar toch loopt het water heel langzaam door.
16 De stoelzitting van de tender is een versie met 3 pianoscharnieren, er moeten 2 man op kunnen zitten, maar toen ik ging zitten trok ik de schroefjes van de pianoscharnieren uit het hout!
17- De veiligheden zijn wel erg effectief, ze gaan netjes bij 6 bar open maar dan staat de hele omgeving gelijk in een dikke stoomwolk tot ze pas bij 3 bar weer sluiten
18- De kleur wijkt af van wat beschreven is in OS (al heeft de NCS ook korte tijd met bruine loks gereden).
19- De lok heeft een Engelse belettering, maar dit is een Nederlands model wat afgeleid is van een Frans type.
20- De linker waterbak lekt aan de ketel kant.
21- de rem op de lok heeft een handslinger en een perslucht(of stoom?)cilinder, op de tekeningen is de laatste een dummy, je gebruikt alleen de handslinger, maar op deze lok lopen er wel leidingen naartoe, maar hoe deze werkt??
De rem komt ook niet goed los en blijft slepen, paar terugtrek veertjes monteren?
22- Ik wil met de lok dus gaan rijden bij de MSB in Barendrecht, maar daar is een hele krappe railboog in het depot, bij testen bleek dat de 2e loopas in die boog het spatbord raakt.
Voorlopig ga ik die spatborden gewoon even demonteren.

De lok heeft nog nooit een echte rit gemaakt onder stoom.
Wel een paar honderd meter gereden en op lucht op de rollenbank gedraaid

Ik ben met sommige aanpassingen dus erg blij, maar met anderen minder, die wil ik dus volgens de tekeningen maken, en tot slot zijn er punten die gewoon gedaan moeten worden voordat je normaal kunt rijden.
Mijn eerste plan was een seizoen rijden en dan wat aanpassingen doen, maar een na slechte ervaring tijdens een proefrit met de paasdagen heb ik wat onderdelen besteld en ga ik alles nakijken en wat aanpassingen doen.
Ik ben nu dus bezig met een hele waslijst aan herstellingen.
Het machinistenhuis en de watertanks zijn gedemonteerd, zodat ik overal nu bij kan, en dan is het logisch om in een keer alle punten te doen

Groeten Willem

 

[willemvdm]

Ik ben nu dus al 2 maanden bezig met het rijklaar maken van de NCS41, maar het gaat niet echt vlot, tekens als ik een puntje kan afvinken van de aktie lijst komen er weer 2 punten bij!
Door tijdgebrek dus ook geen updates op dit draadje kunnen maken, maar dart ga ik nu inhalen, reken dus op regelmatige updates vanaf nu!

Terwijl ik zat te wachten op onderdelen uit Engeland had ik de zitplaats al aangepast, gelukkig had ik nog schuimrubber en bekledingsstof restanten van autorestauraties liggen.
Dus ik heb het maken van de zitting niet uitbesteed maar zelf gedaan, is snel gedaan en kost weinig (de kosten van onderdelen loopt wel aardig uit de hand!)

Ik heb 2 lagen schuim gebruikt, eerst 4 cm hard schuim en daarop 2 cm zacht schuim, en de randen ook afgewerkt met 1 cm zacht schuim.
Deze combinatie zorgt dat de bekleding mooi strak staat, terwijl de 4 cm hard schuim voor comfort zorgt.
De enige investering was een verse spuitbus lijm van de Action!

Hier zien jullie het verschil tussen oud bovenop nieuw.
Deze zitting moet wel 2 personen of totaal 200 kilo kunnen dragen!

Zo zit hij dus op de tender, om bij de watertank en het gereedschap te komen kan ik de hele zitting afnemen en op de grond leggen.
Dan is het tevens een goed kniekussen tijdens het opstoken en doorsmeren van de lok!
En terwijl ik toch bezig was van een reststuk multiplex ook even een degelijk kistje voor de kolen gelijmd en zwart geschilderd (zelfde hout als de bodem van de zitting)

Groeten Willem

 

[Stoompomp]

Zie volgend bericht.

 

[Stoompomp]

Misschien iets voor jou, veel werkend spoor : http://stoomgroepkerkwerve.nl/blog/event/grote-rijdag-2022/

 

[willemvdm]

Dank je wel Henk.
Ik ben nog nooit op die club geweest, zet het in de agenda!

Zoals gezegd gaat het werk aan de NCS door.
Toen ik de lok kocht rekende ik op 10 uur werk om hem rijklaar te maken, maar dat gaat dus inmiddels richting de 200 uur!
Een klein klusje wat ik dus al eerder gedaan had waren de exhaust en de blazer.

Voor diegenen die geen kennis van kolenstook hebben even wat uitleg.
Steenkolen geven dus veel hitte af bij verbranding maar hebben wel een nadeel, om steenkolen te laten verbranden moet je geforceerd de verbrandingslucht toevoeren.
Bij een kolenkachel doe je dat dus met een metershoge schoorsteen, de opstijgende warme lucht maakt trek in de schoorsteen, en zuigt dus aan de onderkant van de kachel verse lucht naar de kolen
De pionier loks hadden dan ook een metershoge schoorsteen, maar toen George Stephenson zijn Rocket bouwde paste hij een slimmigheid toe, de afgewerkte stoom van de machine werd in de schoorsteen geblazen en verbeterde de trek in de schoorsteen.
Hoe harder de Rocket moest werken, hoe meer stoom er in de schoorsteen geblazen werd en hoe harder het vuur dus ging branden!
Vanaf toen werd de "exhaust" een standaard onderdeel van iedere stoomlok en konden de schoorstenen korter worden.
Maar als de lok stilstaat werkt de exhaust dus niet, en daarvoor heb je dus de "blower" of blazer.
Staat de lok stil of rijd hij zonder wagons dan blaast de machinist stoom via de rookkast in de schoorsteen en maakt zo trek in de korte schoorsteen.
Hierbij is de snelheid van de stoomstraal belangrijker dan de hoeveelheid stoom, de blazer heeft dus een kleine doorlaat of "nozzle" sproeier.
Model stoomtreinen hebben natuurlijk geen meterslange schoorsteen en dus in een goede exhaust en een goede blazer een noodzaak.
Deze staan op de tekeningen van de NCS41 getekend bovenin de rookkast, de stoomstraal van de exhaust wordt vanuit de rookkast in de schoorsteen gericht , de blazer staat niet op de tekening.

Deze blazer en exhaust zaten in mijn NCS, een vreemde constructie
De blazer (links op de foto) is een simpele 4 mm koperen leiding die bovenin de schoorsteen uitkwam,
en ook nog eens aan de zijkant van de schoorsteen.
Deze blazer heeft een gat van 3,2 mm rond en gebruikt dus zeer veel stoom.
en omdat hij bovenin de schoorsteen zit in plaats van in de rookkast is het effect gering.
De exhaust rechts op de foto zat dus ook niet in de rookkast maar boven in de schoorsteen.
Deze blokkeerde dus zelfs de schoorsteen en heeft bovendien een grote doorlaat (10mm tegen 8mm op tekening)
Ook deze is dus weinig effectief,
Ik heb dit dus gelijk maar aangepast.

De exhaust is flink ingekort en heeft een veel kleinere doorlaat, op de foto is hij nog niet met zilver gesoldeerd.

Hier het bovenaanzicht met ook de nieuwe blazer, eigen ontwerp.
De enkele dikke buis aan de zijkant is vervangen door 4 buisjes rondom van 2 mm roodkoper , mer 4 keer 1,2 mm doorlaat.
De stoom doorlaat van de blazer gaat dus van ruim 8mm2 naar 4,5mm2
ik schat dus dat het stoomverbruik gehalveerd is terwijl de werking verbeterd is, de stoomstalen maken dit dus een soort simpele ringblazer.
testen zal moeten uitwijzen of ik de buisjes nog iets moet dicht knijpen.

De blazer moet wel goed geregeld worden door de machinist.
Bij het opstoken van de lok (met houtvuur) kan de blazer vanaf 2 bar keteldruk de elektrische fan vervangen, blazer dan flink open.
Bij stijgende keteldruk kan de blazer iets dicht.
Staat de lok stil dan zal de blazer ook circa half open moeten om het vuur aan de gang te houden.
En rij je zonder zware wagons dan zal de blazer ook iets open moeten om het vuur aan de gang te houden.
In feite regel je de keteldruk dus met de blazer, zakt de druk dan moet de blazer verder open, wordt de druk te hoog en gaat de veiligheid blazen dan kan de blazer dicht.

En om nog even terug te komen op de veiligheden.
Bij het proefstoken gingen de eerste veiligheid dus netjes bij 6 bar open.
Maar dan ook echt open! Enorme stoomwolk waardoor de druk razendsnel daalde tot de veiligheid pas bij 3 bar weer sloot.
Dat wil je natuurlijk niet hebben, dan sta je dus gelijk stil op de baan.
Ik heb de veiligheden gedemonteerd en alles opgemeten en vergeleken met de tekening. doorlaat precies 10 mm rond.
Wat bleek nu, het klopte wel maar in plaats van 9,5 mm RVS kogels zaten erdus 8 mm RVS kogels in de veiligheden.
Dit heeft 2 effecten
1) De doorlaat per veiligheid is geen 8mm2 maar 28mm2 waardoor hij dus veel meer stoom afblaast
2) De kogel kan opzij gedrukt worden in de veiligheid, de veer die om een stangetje zit gaat dan klemmen waardoor de kogel te laat weer sluit (dat vermoed ik tenminste)
De RVS kogels zijn nu vervangen door de juiste maat volgens tekening.
Nieuw proefstoken zal moeten uitwijzen of het nu beter gaat.
Ik ga trouwens 1 veiligheid op 6 bar zetten en de tweede op circa 6,3 bar.
Bij het proefstoken dus kijken of de druk bij maximaal stoken onder de 6,6 bar blijft (ontwerpeis volgens het ketel regelement)

Groeten Willem

 

[Stoompomp]

Om te beginnen, mijn vader zei vroeger tegen mij, "Bij jouw wordt een fluitje van een cent altijd een saxofoon van een knaak(fl 2,50).
Hiermede dus bekend.
Zelf heb ik een stoomsleepboot met Yarrow ketel en een dubbele staafbrander op gas.
Naast de luchtregel opening bij de sproeier van de gasbrander heb ik in de bodem van het ketelhuis gaten voor het toevoeren van secundaire lucht.
Hierdoor krijg ik een goede opwaartse luchtstroom door de schoorsteen en ook voldoende lucht om het gas bijna roetvrij te kunnen verbranden.
Dit over de trek

Evenals bij spoor wordt de afgewerkte stoom via de schoorsteen afgeblazen.
In je bericht had je het over een stoomafvoer, die bijna boven in de schoorsteen zit.
De achtergrond is, dat het condensaat niet terugvalt in de vuurhaard en daarom gebruik ik deze opstelling ook.
Bij mijn sleepboot is de druk van de afgewerkte stoom heel laag, daar ik de latente warmte van de afgewerkte stoom over een condensor gebruik om het voedingswater te verwarmen.
Ik bouw geen stoomlocs, maar heb wel bedenkingen, waarom, zie onderstaand en de plaats van de aanjager.

Kijk op de linker afbeelding.
De aanjager spuit nu in de venturi van de schoorsteen en heeft een maximaal resultaat op de trek, meegesleurde lucht.
Misschien zie ik het verkeerd, maar je blazer geeft een verdeelde stoomuitlaat, maar geen krachtige stoomstraal naar de venturi.
Sterker nog, door de vele openingen zal de stoom nog verder expanderen en aan kracht verliezen.

Nu over de veiligheidsklep.
De afmeting van de kogel heeft niets te maken met het openen van de veiligheid.
De boring onder de kogel en de veer op de kogel bepaalt het ogenblik van openen.
De boring in oppervlak geeft door de procesdruk een opwaartse kracht, die door de veer moet worden tegen gehouden.
Bij een gelijke doorstroom opening moet de klep/kogen gelift worden: 1/4πD² l= lifthoogte: h= h x πD.
Wegstrepen van de gelijkvormige eenheden geeft, dat een lifthoogte van 1/4 van de doorlaat de volledige doorlaat geeft.
Nu terug naar de veer en het weer sluiten.
De veerspanning voor sluiten is bekend, u nog de begrenzing van de hoogte slag van de kogel.
Indien deze te ver omhoog gaat, dan wilt deze niet correct op de zitting vallen.
Voor informatie over kogel terugslagkleppen zie bijgaand "Kogel kleppen".
Dit is een bestand voor stalen kogelkleppen.
Advies, ga geen kunststof kogels gebruiken in veiligheidskleppen, daar de kunststof kogels door de constante veerdruk kunnen vervormen.
Succes met je project.

 

[willemvdm]

Hallo Henk

De exhaust staat duidelijk op de tekening, maar de bouwer heeft om voor mij onbegrijpelijke reden een eigen versie gemaakt, die ik nog nooit eerder gezien heb.
Nu heb ik geen enkel vertrouwen meer in de kolenstook kennis van de bouwer.
Ik heb veel meer vertrouwen in de kennis van de tekenaar, dus ik maak het meer zoals de tekening.
Vergeet niet dat een gasbrander in feite altijd wel brand, maar een kolenvuur alleen met een goede exhaust en blazer, even 2 plaatjes van het internet gehaald hoe dit normaal er uitziet bij een kolengestookte exhaust van een model lok.

in het midden dus de exhaust en daarom heen 4 kleine blazers (ik denk dat de doorlaat nog kleiner is dan bij mij)
En een plaatje van hoe het in de rookkast zit.

Zoals je ziet is mijn eigen ontwerp veel meer een gangbaar soort als de echt niet werkende blazer die op de lok zat.
De temperatuur in de rookkast van een kolengestookte model lok is zo hoog dat daar echt geen condensaat in blijft staan.
Kolenvuur is echt veel heter.

En wat betreft de veiligheid, die heb ik nu dus ook gemaakt conform de tekening uit het blad onder stoom.
Jouw artikel over kogels gaat over klepkasten, en dat is heel iets anders dan een veiligheid.
In de OS148 uit oktober 1995 staat wel een goed stuk over veiligheden.
De veiligheid die nu op de lok zit staat getekend in de OS 206 juni 2006.
Maar er zit nog een fout in mijn lok, in de OS staat dat de dummy hefboom de geleidepennen niet mag raken, maar dat is bij mijn NCS wel het geval.
Mogelijk moet ik dus de veiligheden nog verder aanpassen volgens de tekening.
Het is vreemd dat op meerdere plaatsen de bouwer dus precies dat gedaan heeft wat de ontwerper zegt wat je niet moet doen.
Maar ik denk dus dat de tekeningen wel kloppen en ik ben op meerdere onderdelen dus bezig de lok te "herbouwen" volgens de tekeningen.

En kunststof of rubber kogels, die leven geen 10 minuten bij een kolenstoker, dat heeft een clubgenoot al gemerkt.
Een klein beetje stoomlekkage is bij dit formaat loks ook geen enkel probleem.

Groeten Willem

 

[willemvdm]

Zoals beloofd zal ik nu dus wat sneller updates maken van de werkzaamheden aan de NCS41

Eerst een korte uitleg over de smering.
Alle draaipunten en assen van de lok worden een paar keer per rijdag gesmeerd met een dikke smeerolie.
Maar voor de stoomschuif en stoomcilinder heeft je een smeertoestel met speciale stoom olie nodig, dit is olie die goed mengt met stoom.
Er zijn 2 hoofdgroepen smeertoestellen te vinden op stoom machines:
1) verdringer toestellen (werken op condensatie van de stoom.)
2) mechanische oliepompen (een pomphendel gaat heen en weer en pomp de olie direct in de schuifkast waar de stoomschuif zit)

Het verdringer toestel:
Dit werkt vrij eenvoudig, een luchtdicht tankje is gedeeltelijk gevuld met stoomolie, en aan de bovenkant verbonden met de stoomtoevoer naar de cilinders.
Zodra je stoom naar de cilinders stuurt zal er stoom in het tankje komen en de ruimte boven de olie vullen.
Omdat het tankje kouder is dan de ketel zal de stoom gaan condenseren tot water en door de olie heen naar de bodem van het tankje zakken.
Hierdoor stijgt het oliepeil in het tankje zal er olie naar de stoomleiding geduwd worden.
a) de inline versie
De meest simpele en betrouwbare model is wat Roundhouse gebruikt, de stoomleiding loopt direct door de tank heen, en er zit een klein gaatje van ongeveer 1 mm in de stoomleiding in het tankje waardoor dus de olie naar de machine gaat.
Zeer betrouwbaar, maar er zijn ook nadelen.
- hoe kouder de buitentemperatuur, hoe sneller de stoom condenseert dus hoe vetter je smeert.
- bij Roundhouse zal het tankje bij de eerste rit na 15 minuten al leeg zijn, maar is de lok eenmaal op temperatuur (olietankje wordt echt heel warm, kan ik garanderen) dan gaat een tankje zeker een uur mee.
En voor een 1/19 schaal lok is 2cc olie per uur echt voldoende.
b) de "dead leg" versie met naaldafsluiter naar de stoomleiding
Deze zie je veel op Regner loks (meestal schaal 1/22), de olietank zit niet in de stoomleiding maar is via een T-stuk met een heel kort stukje leiding verbonden met de stoomleiding.
Ik deze verbinding zit dus een kraantje in de vorm van een precies regelbare naaldafsluiter.
Werk precies zoals de versie a maar je hebt nu dus een kraantje on de olietoevoer te regelen dus de machinist moet wel ervaring hebben hoe het kraantje moet staan!
Als je geen ervaring hebt is het het veiligste om de kraan altijd 1 slag open te laten staan.
c) de "dead leg" versie zonder afsluiter maar met een lange leiding naar het T-stuk in de stoomleiding.
Die zie ik bij veer Aster locomotieven (meestal schaal 1/32), hierbij dus geen afsluiter of klein gaatje om de olietoevoer te regelen, maar een dunne leiding van enkele centimeters lang beperkt de olietoevoer.
Volgens veel stomers is dit zwarte magie, want hoe kan door 1 leiding nu tegelijkertijd stoom naar de olietank en olie naar de stoomleiding gaan??
Toch werkt dit goed en het wordt zelfs op 7.25" loks van schaal 1/8 toegepast.
Gelukkig ben ik in het bezit van het modelstoomboek van LBSC de oud redacteur van "Model engineer magazine" met een schat van informatie. (zie foto hieronder)
Hij legt het in het kort als volgt uit.
Ga je rijden dan komt er boven in de olietank een stoombel.
Zoals gezegd zal die condenseren waardoor het oliepeil tot boven de leiding opening stijgt, maar de olie zal niet makkelijk de tank verlaten door de lange leiding.
Maar stop je de lok en trek je de lat dus dicht dan trekt de machine een vacuum in de stoomleiding!
Op dat moment zal de stoombel in de olietank de olie door de "dead leg" in de stoomleiding drukken.
Hij waarschuwt ook, bij een slecht ontwerp kan bij het wegrijden in een keer een plons olie naar de machine gaan en dan door de schoorsteen omhoog spuiten.
Een gevoelig ontwerp dus, het kan werken, maar de smering is dus afhankelijk van de buiten temperatuur en ook van hoe vaak je de lat dicht en weer open trekt.

Voor zover de uitleg over verdringer smeertoestellen.
Op de tekeningen van de NCS41 staat een mechanisch smeertoestel, best een lastig ding om te maken.
De bouwer heeft er dus voor gekozen om een verdringer te monteren, maar de olie leidingen lopen een beetje vreemd.
Vanaf de tank lopen namelijk 2 leidingen naar de rookkast maar de stoomleidingen.
Ik begrijp dat echt niet, de leidingen lopen zo'n 25 cm omhoog en zijn elk ruim 35 cm lang.
De olie moet dus echt een lange weg omhoog geduwd worden om bij de stoom te komen.
Het was veel eenvoudiger geweest om 2 korte leidingen naar de schuifkasten te maken.
Maar dan weet je nog niet of elke cilinder wel olie krijgt.
In feite moet je 2 verdringer toestellen (tankjes) maken, elk met zijn eigen leiding naar een cilinder.
De bouwer waarschuwde mij bij de verkoop al dat de smering onvoldoende is, hij smeerde regelmatig met de hand bij via vulnippels op de schuifkasten.
Maar ik ga het anders doen, net als het grootbedrijf via mechanische pompen.

 

[willemvdm]

Vervolg.
Dus we gaan dus voor mechanische pompen.
Ook hier zijn weer 2 belangrijke versies te onderscheiden.
1) pompjes die elke as omwenteling een druppetje olie geven.
2) pompjes die een vertraging hebben, dus zeg elke 10 as omwentelingen maakt de pomp 1 slag met een druppel olie
en daarin zijn natuurlijk ook nog verschillende ontwerpen in.

Links zie je dus een pomp met een excentriek die een oliezuiger indrukt, een veertje drukt de zuiger weer terug.
De hevel is dus verbonden met een kruk op de drijfas.
Rechts een ander ontwerp, van Polly engineering, hierbij drukt een excentriek de zuiger neer en trekt hem ook weer omhoog.
Tevens zorgt het tandwiel met 2 pallen ervoor dat elke as omwenteling de pomp maar een stukje draait.
Het tandwiel heeft 30 tandjes, gaat de pal dus elke omwenteling 3 klikjes dan is de vertraging 1 op 10, doet hij 2 klikjes dan is de vertraging 1 op 15.
Ertussen in kan dus niet, je moet een vertragingsfactor kiezen.

Op de tekening van de NCS41 staat een toestel zonder vertraging maar met 2 pompjes, 1 voor elke cilinder.
Dat is mooi, dan krijgen beide cilinders evenveel olie (bij 1 pomp met een T-stuk in de leiding is dat maar de vraag)
Maar je moet rekenen dat de wielen ongeveer 300 omw per minuut maken.
En dat kan zo'n pompje slecht bijhouden, maar goed ook, want als het pompje echt effectief was zou het tankje na 10 minuten al leeg zijn.
Toch zal een dergelijke pomp bij lage snelheid beter werken en dan veel te vet smeren.
Ik heb dus gekozen om geen pomp te maken maar er 2 bij Polly te kopen.
Met 2 pompjes in 2 tankjes kun je ook goed controleren of beide pompjes hun werk goed doen.

Ik heb de toestellen chemisch gezwart.
De linker is nog niet gedaan, de rechter wel.
Er zijn veel verkopers van deze middelen, de meeste adviseren het messing onderdeel langdurig in een badje verdunt middel te leggen.
Dat ging hier dus niet!
Ik heb de tankjes eerst heel goed ontvet (en dat is echt lastig, aceton werkte niet, siliconen verwijderaar wel) en toen het middel onverdund met een penseel aangebracht.
Na 1 minuut inwerken weer afspoelen met veel water en dan licht in oliën.
Meestal zet je de tankjes op de voetplaat, met de handel aan de buitenkant van de lok.
Maar daar is weinig plaats vanwege de watertanks.
In het machinisten huis is wel ruimte, maar dan zou ik gaten in het huis moeten maken als ik de pompjes ook met de hand wil bedienen.
De oplossing is om de pompjes in het machinistenhuis andersom te monteren , dus hendels aan de binnenkant.
Maar dan moet de de hendels wel verlengen (en dus ook de slag van de contrakruk verlengen)
Ook loopt dan de bedieningsstang wat scheef, maar als ik de stangen aansluit op de eerste drijfas en niet op de tweede worden de stangen langer en staan minder schuin.
Ook kan ik dan de contrakruk van de machine zelf gebruiken, die heeft een slag van 28 mm wat overeen komt met ruim 2 klikjes van de smeerpomp.

Lang verhaal en het uitpuzzelen heeft dan ook meer tijd gekost dan het monteren.
linksboven staat dus het smeertoestel.
Een 4 mm messing buis verbind de hendel dus met de contrakruk op de voorste drijfas.
Aan het eind van de messing buis is een bronzen busje gesoldeerd met een messing smeerpotje (reststukje 4 mm buis)
De contakrukstang naar het Walschaerts mechanisme zit trouwens los en ligt vooraan op de grond.
Ook zie je op deze foto boven de achterste drijfas de nieuwe fluit, ook van Polly engineering.
En ja ik had aan deze kant ook de contrakruk van de aspomp op de achterste as kunnen gebruiken voor het smeer toestel.
Maar an de andere kant zit op de drijfas geen kontrakruk.
En zoals gezegd dan zou de stang ook erg scheef gaan lopen.
De nuttige olie inhoud van de tankjes is circa 25 cc per kant, voldoende voor een middagje rijden.

Groeten Willem

 

[Stoompomp]

Maar stop je de lok en trek je de lat dus dicht dan trekt de machine een vacuum in de stoomleiding!

Dit fenomeen heeft mij in het verleden parten gespeeld.
Dit treedt ook op, als je aan het einde van de dag de ketel laat afkoelen.
Door het ontstane vacuüm in de ketel wordt het restant stoomolie in de ketel getrokken, resultaat: met olie vervuilde ketel.
Bij afkoelen zet ik nu de stoomfluit open om het vacuüm te breken.
Hiermede voorkom ik, dat de eventuele olie in de stoomleidingen naar de ketel getrokken wordt.
Groet. Henk

 

[verfbrander]

In de stoomtoevoer naar de cylinders...bevindt zich normaliter een, of op elke cylinder een snifter.
Een snifter zorgt ervoor, dat er nooit onderdruk in de stoomleiding kan komen.
Bijvoorbeeld, indien tijdens het rijden of draaien van de machine, de stoom toevoer ineens wordt afgesloten.
De zuigers zullen dan niet "tegenwerken" en de machine zal rustig uitdraaien/rijden.

Zonder snifter, wil dus de toevoerleiding...derhalve ook de oliepot..vacuum trekken.
De snifter (klep), wordt door de stoomdruk gesloten gehouden ...zonder stoomdruk, valt deze klep open.
Dus ook als je de stoom regulator sluit of de keteldruk, om welke reden dan ook, niet meer aanwezig is.
Voorkomt dus ook, dat de ketel vacuum trekt en overdreven gezegd, je oliepot leegslurpt.
Kortom..de toepassing van een snifter is elementair bij een redelijke machine.

 

[willemvdm]

Ik weet wat een sniffer is, deze is vooral nuttig als je op een langer stuk heuvelaf in een soort vrijloop wil rijden zonder stoomtoevoer.
Maar ik heb ze weinig op een modelstoom lokomotief gezien.
De meeste loks van dit formaat hebben buitenladende bakschuiven (net als de originele NCS41)
Er dan kan er ook niet veel vacuum in de schuifkast komen, de schuiven zullen snel lekken als de druk in de schuifkast lager is dan de druk in de exhaust want ze worden op hun plek gehouden door de overdruk in de schuifkast.

Het effect wat LBSC beschrijft is dus dat de druk in de olietank hoger is dan in de schuifkast, en daarvoor is geen hoog vacuum nodig in de schuifkast.

Bij mijn Aster loks moet ik ook bij het wegzetten zowel de lat als de blazer iets open laten.
De lat heeft een naald ventiel met een naald van ruim 20 cm in de ketel ziiten.
Als de ketel afkoelt wordt hij korter. staat de naald dan dicht dan gaat die zeker klemgedrukt worden omdat die niet korter wordt.
En de blazer idem en ook vanwege vacuum trekken ja.

Groeten Willem

 

[verfbrander]

Vreemd, ik ken veel stoomlocs en werkelijk allen hebben deze voorziening.
Zeker als ze ook op de baan komen.
Ook die van Alexander H.
Vaak zijn ze weggewerkt.
Ook op de Locs die ik zelf gebouwd heb zijn ze aanwezig..2 per loc.
Dan wel met extra functionaliteit om de bakschuiven een extra shotje olie te kunnen geven...zeker bij winteropslag.
We hebben daarbij ook hekel aan klapperende bakschuiven.
Eigenlijk heb ik geen ervaring zonder snifter.
Maar mogelijk heb ik daarom ook geen issues zoals die jij aangeeft.
Maar goed...doe wat je er mee wil..

 

[willemvdm]

Dank je voor het advies Verfbrander, ik hoop Alexander zijn lok eens van dichtbij te zien hoe hij alles gemaakt heeft.
Ik zal de sniffers in gedachten houden.
Er is nog veel werk te doen, het meeste is gewoon de lok volgens de tekeningen te maken, dan zal hij best wel rijden!

Hier even een update over het voedingswater.
Bij een stoomlok is het waterpeil in de ketel zeer belangrijk.
Er moet altijd water op de hemelplaat (bovenkant vuurkist) staan, ook als je heuvelaf rijd.
Maar de ketel mag ook nooit helemaal vol water, dan is er geen ruimte voor de stoomvorming!
Bij de NCS is de afstand hemelplaat - bovenkant ketel ongeveer 5 cm
Normaal gesproken (dus op de tekening) is dat gelijk aan het peilglas.
Dan wil je dus 15 tot 35 mm water in je peilglas zien.
We hebben het bij deze ketel van 6,5 liter over een marge van denk ik 500cc
Rijd je dus 5 minuten met de lok dat moet je stoppen om met de handpomp de ketel weer bij te vullen!

Reden dus om het hele watersysteem na te kijken en te updaten.
De lok heeft dus 12 jaar vooral stilgestaan, maar wel met Limburg leidingwater (erg zacht volgens de bouwer).
Dan zien de watertanks er dus als volgt uit:

Niet erg fraai, en er waren ook 2 lekken in de tank!
Eerst maar met wat azijn schoonmaken.

Dat ziet er al beter uit, maar nu had ik dus 6 lekken!!!
De lekken aan de achterzijde met soldeer gedicht, maar omdat ik de verf aan de buitenzijde niet wilde de naden aan de binnenkant met Loctite vloeibare pakking gedicht.
Ook een paar waterzeefjes genaakt van messing gaas en die ook vastgemaakt met de Loctite (kan makkelijk weer los)
Toch moet dit nog netter, en dan gelijk opnieuw spuiten met echte 2K lak?

De bouwer had ook vloeibare pakking gebruikt, maar een beetje te veel, zo zag de waterleiding naar de tender er van binnen uit.

Dat was een makkelijke fix om het water weer te laten stromen.
En na wat werk zitten er nu dus 4 waterpompen op de lok!!

De handpomp moest ook even schoongemaakt worden, en gelijk nieuwe RVS kogels in gedaan.

De aspomp ook van nieuwe kogels en O-ringen voorzien.
Deze deed het dus niet, maar dat kwam door de verleng-as van de bypass kraan.
Draaide je de kraan dicht dan kwam het moertje (bij punt kraspen) tegen de stopbus, de kraan kon dus niet helemaal dicht!!!
Dat was dus ook een makkelijke reparatie.

Verder zit er nu dus ook een injecteur op de lok, met een keuze toevoer.
Stoom ik de lok op zonder tender dan krijgt de injecteur water uit de zijkasten.
Maar zit de tender achter de lok dan krijgt hij water uit de tank in de tender.
Die tank blijft kouder dan de zijtanks (worden warm door de zon en de uitstraling van de ketel) en een injecteur werkt beter met koud water.
Links van injecteur zit een extra terugslagklep, deze is nodig omdat de injecteur samen met de handpomp op dezelfde voedingsklep zit!

En dan natuurlijk nog het leuke speeltje, de stoom-voedingspomp.
Montage is bijna klaar, nog een paar afvoerleidingen maken, maar mijn koperen leiding was op!
Dit is een leuk speeltje, wel kostbaar, ook omdat er zoveel extra onderdelen bijkomen!
Stoomkraan op het verdeelstuk (niet op deze foto)
Stoomfilter op de stoomleiding (niet op deze foto)
Smeertoestel links boven. met vuldop en 2 kraantjes
Regelkraan voor watertoevoer, links onder (advies H. Link werkt beter dan regelen via de stoomtoevoer)
Ontluchtings kraan (rechts onder)
Dus totaal 4 extra kraantjes om mee te spelen, en een hoop zakgeld armer.

Maar als alles werkt kan ik het water dus precies op peil houden.
De stoompomp zorgt ervoor dat het verbruik van de blazer aangevuld wordt.
De aspomp zorgt dat het verbruik van de machine aangevuld wordt.
De injecteur is voor de back-up.
De handpomp voor het eerste opstoken wanneer er nog geen stoomdruk is.

Groeten Willem

 

[willemvdm]

De grootste klus aan de NCS41 is dus de machine, vooral de stoomverdeling is op veel punten slecht gebouwd en niet volgens de tekeningen.
Bij het begin van de proefrit reed de lok slecht, en toen ik de vullingsgraad toen verhoogde ging het Walschaerts mechanisme dus kapot.
Maar voordat ik de herstelwerkzaamheden ga beschrijven wil ik eerst een paar punten toelichten:
1) het verschil tussen draaien op lucht of op stoom
2) het verschil tussen rijden op voldruk en rijden op expansie.
Ik ga dit proberen eenvoudig uit te leggen en ga alles afronden, zo is stoom van 6 bar dus bij mij 160 graden celcius en geen 158,8 graden, het gaat niet om de details maar om het principe.

Als we perslucht vergelijken met stoom bevat de laatste veel meer energie, hoe zit dat nu eigenlijk?
Stel we nemen een vaatje met 3 bar perslucht op kamertemperatuur, en daarnaast een zelfde vaatje met 6 bar dan bevat dat 2e vaatje precies de dubbele hoeveelheid energie.
Maar nemen we een vaatje stoom van 3 bar (temperatuur 130 graden) naast eenzelfde vaatje stoom van 6 bar (dus 160 graden), dan bevat dat tweede vaatje veel meer dan de dubbele hoeveelheid energie.
Simpel gezegd je hebt druk-energie en temperatuur-energie.
Zet je een vaatje perslucht van 6 bar naast een vaatje stoom van 6 bar dan is dat verschil nog veel groter!
Dit is de reden dat een stoommachine meer energie levert op stoom en ook waarom een stoomfluit meer geluid produceert op stoom dan op lucht

Nu gaan we het even hebben over voldruk en vullingsgraad.
Veel speelgoed stoom machientjes werken dus op voldruk.
Dat betekend dus dat gedurende (bijna) de hele arbeidsslag stoom in de cilinder gaat, en aan het einde van deze arbeids slag alle stoom weer uit de cilinder gelaten wordt.
In theorie verlaat de stoom de machine dus met dezelfde druk en temperatuur als waarmee het in de machine is binnengegaan.
Natuurlijk is dat theorie want in de praktijk zijn er weerstanden en temperatuur uitstraling, maar toch zit er nog aardig wat energie in de afgewerkte stoom.
Niet zo erg bij een speelgoed machientje op 0,5 bar maar wel zonde van de stoom bij een grote lok op 6 bar!

Wat zou de NCS nu presteren op 6 bar voldruk (dus 100% vullingsgraad).
De formule is P(kw) = Q (l/min) x P (bar) / 540
De NCS heeft een totaal slagvolume van 300 cc en heeft een kruistoerental van 300 tpm.
P is dus 0,3 x 300 x 6 /540 = 1 kW
Het stoomverbruik is dan dus 90 liter per minuut , dat is ongeveer 0,3 kilo per minuut dus 0,3 liter water per minuut wat eruit de ketel verdampt.
Dit is allemaal theorie natuurlijk, in de praktijk krijg je nooit 100% vullingsgraad stoom in de cilinder en ook heb je al veel eerder wielspin. de drijfwielen hebben onvoldoende grip op de rails om dit vermogen kwijt te raken.

In de praktijk zal je dus met minder vermogen rijden, dit kan op 2 manieren.

1) zet de "lat" dus de stoomkraan half dicht.
De ganghendel (en dus stoomschuif) staat nog steeds op maximaal en de vullingsgraad is dus 100%
De stoomdruk gaat dus na de stoomkraan van 6 bar naar 3 bar en zal dus afkoelen (voel maar eens aan het reduceerventiel op een persluchtfles, bij scuba duikers kan die bevriezen!)
De helft van de druk gaat naar de cilinders, dus het vermogen is de helft, maar het stoomverbruik in kilo's per minuut zal ook halveren, dus naar 0,15 liter water per minuut.
Simpel gezegd dus half vermogen en half energieverbruik.

2) verlaag de vullingsgraad, houd de druk in de schuifkast op 6 bar, maar laat de schuif na 1/4 (volume) van de slag dichtgaan.
Dus laat alleen de eerste kwart deel van de van de arbeidsslag verse stoom toe, en hierna gaat de stoom expanderen.
Stoom expandeerd dus anders dan lucht, bij lucht zou expansie van 1/4 naar 1 betekenen dat de druk ook naar 1/4 gaan, dus zeg van 6 bar naar 1,5 bar.
Maar de expansie van stoom is heel anders, de stoom zal tijdens de expansie ook afkoelen en die energie komt ook vrij.
Er zijn stoomtabellen om dit uit te rekenen. dat vind ik even lastig , maar laten we zeggen dat aan het eind van de slag de stoom nog steeds 2 bar is.
Wat voor vermogen levert de machine nu?
Het eerste kwart deel van de slag levert de zuiger nog volle kracht, daarna neemt dit af tot die 2 bar, gemiddeld dus 4 bar over die 3/4 slag
Vermogen is dus 1/4 deel volle kracht en 3/4 deel 4/6 , dan kom ik op 0,75 % van het vermogen!!!!!
(dit is wel heel ruw berekend, maar zoals gezegd gaat het om het principe)
Dus circa 75% van het vermogen tegen 25% van het stoomverbruik!!!!

Is dit in de praktijk dan ook zo magisch?
Nee helaas niet
Ten eerste vergelijk ik met 100% vullingsgraad, en geen enkele voldruk machine haalt die 100%
En ten tweede, een simpele stoomschuif krijg je niet zo dat die aan het begin van de slag helemaal open gaat en na 25% van de slag weer helemaal dicht is.
Maar in de praktijk levert de snelheid regelen via de vullingsgraad wel een enorm energiebesparing op.
Dus probeerde men dit in de 19e eeuw wel zo goed mogelijk te regelen en werd de Stephensons schaar vervangen door het Walschaerts drijfwerk mechaniek.
Hoewel nog niet ideaal was het Walschaerts mechanisme dus al een hele verbetering om de vullingsgraad te regelen.
(en als je de geschiedenis bestudeerd zie je dat nog veel meer ontwerpers bezig waren om betere mechanismes te maken)

Mijn volgende posting zal dan ook gaan over de werking van het Walschaerts mechanisme!

Groeten Willem