Mijn Stoom Locomotieven Eah

De bouw van een Duitse stoomlocomotief BR23. 

Als kind al kwam ik in Leek op de jaarlijkse stoomdagen. Daar zal ik het stoomvirus wel hebben opgelopen, geholpen door vaders paplepel. Hij had besloten om bij het bereiken van de fut gerechtigde leeftijd, een model stoomlokomotief te willen gaan bouwen. Dit moest de BR23 worden op schaal 1:32, geschikt om de rijden op spoor 1. Ik besloot om samen met hem dezelfde lokomotief te gaan bouwen, echter in schaal 1:11,3 voor spoor 5”. Dat was 10 jaar geleden!

Na de aanschaf van de tekeningen en de zeer uitgebreide bouwbeschrijving van v. Rooyen (ooit gepubliceerd in De modelbouwer, en als gebundelde bouwbeschrijving te koop) werd vol goede moed begonnen. Aangezien de beschikbare tekeningen waren getekend tbv 3,5” spoor, moesten alle maten worden omgerekend. Het probleem is altijd om de benodigde vrije tijd te vinden om een dergelijk projekt te klaren. Mijn drukke baan, het gezin en een oude woning met grote tuin (niet perse in deze volgorde)  slokten daarvan al veel op. Waar was ik weer aan begonnen. 

Gestart werd met de aanschaf van de benodigde machines, te weten een hele goede draaibank (AI-Hembrug) en een hele oude maar degelijke kolom boor/frees-machine (kon ik bij een machine fabriek voor de oud ijzer prijs meenemen!). Eea moest uiteraard worden vervoerd, geplaatst en elektrisch op krachtstroom worden aangesloten. Nu kon ik alvast wat oefenen, wel nodig want ik had nog nooit achter een draaibank gestaan. Dit in tegenstelling tot mijn vader die zijn hele leven “draaier” was geweest.

Beginnende modelbouwers kan ik de AI volmondig aanbevelen. Werkelijk een ideale bank voor de hobbyist. Zeer stabiel, eenvoudig in gebruik en zeer uitgebreid. Met de meegeleverde tandwielsets zijn haast alle draden te snijden, en dmv twee handels en/of  V-snaar verschuiving op meerdere poulies kan het toerental worden gevarieerd tussen 60 en 4000 omw/min. In de praktijk zal het toerengebied tussen de 125 en 1000 omw/min meer dan genoeg blijken te zijn. Het ‘verzetten’ van de V-snaar is dan niet nodig. De bank is verder voorzien van automatische dwars- en langsvoeding.  

Aangezien de bouwbeschrijving van de heer v Rooyen reeds is gepubliceerd, wil ik niet in herhaling vallen. Ik zal me hier dan ook alleen richten op de punten waarbij ik de grootste moeilijkheden en/of tegenslagen heb ondervonden.

Zie voor meer info over de originele lok op de site van de VSM.   http://www.stoomtrein.org/materieel/mat_br23.html

Het onderstel,  

van de BR23 (een 2-6-2) bestaat uit oa, het dragende langsframe met daarop de verschillende dwarsframe’s, vacuum- en drukvaten, de 6 drijfwielen, de 2 bougies met hun loopwielen, de remmerij, de drijf en koppelstangen, de Walschaerts stoomverdeling en de stoomschuiven en –cylinders. In de praktijk blijkt het complete onderstel een zeer complex samenspel van onderdelen. Het venijn zit hem hierbij  niet in de stoomcylinders en -schuiven, maar veel meer in de aandrijfcomponenten (koppelstangen en de drijfwielen) en in de vereiste haaksheid en de onderlinge afstanden van de assen tov het frame en van elkaar. Daarnaast is de 90 graden hoekverdraaing van de drijfwielen tov elkaar van het grootste belang.

Aangezien niemand mij de benodigde gietwielen kon leveren, heb ik ook deze moeten maken uit massieve plakken staal. Uiteraard bij lange na niet zo gemakkelijk als het afdraaien van goede gietstukken, maar toch achteraf heel goed te doen. De moeilijkheid zit hem hierbij hoofdzakelijk in de zeer nauwe plaatstolerantie van gaten tbv de later aan te brengen krukpennen. En aangezien ik niet de beschikking had over een verdeeltafel, vroeg dit bij het maken van de wielen de benodigde denkwerk en inventiviteit. Echter met het nodige geduld en zelfgemaakte kartonnen sjablonen, ter aftekening van de spaken, kom je een heel eind.

De koppelstangen zijn uitgevoerd met bronzen bussen rond de krukpennen. Door de gaten hierin iets concentrisch aan te brengen kan iets worden gesmokkeld met de maattolerantie van de diverse onderdelen tov elkaar. Een eventueel zwaar punt kan doormiddel van het draaien van de bronzen bussen in de koppelstang-ogen worden opgelost. De bussen vervolgens, tegen verdraaing tijdens het werk, uiteraard wel goed borgen met locktite.

Op de beschikbare tekeningen was het onderstel uitgevoerd met schroefveren. De originele lokomotief had echter bladveren. Mijns inziens ter wille van de originaliteit een must voor een dergelijke groot model. Bij de VSM in Apeldoorn staan gelukkig twee originele loks, waarvan ik de bladveer constructie kon fotograferen. Dit is vervolgens op schaal nagebouwd in mijn model. Het grootste probleem hierbij is het bepalen van de juiste voorpanning van de bladveren, opdat bij een volledig beladen lok, de veren ca. 50% van hun veerweg gebruiken. Uiteindelijk komt dit neer op veel trial en zeker zoveel error.

Testen op perslucht.

Uiteindelijk brak hét grote moment aan: de aandrijving testen op perslucht. Dan pas blijkt dat de werking van een stoomlokomotief iets ingewikkelder was dan verwacht. Want uiteraard gaf de machine niet thuis, ook niet bij 10 bar! Na de bestudering van de Walschaerts stoom verdeling werd mij pas duidelijk hoe eea afgesteld moest worden, en hoe de werking in elkaar stak. Eigenlijk achteraf gezien maar goed dat het niet functioneerde, anders wist ik nu nog niet hoe het werkt. In mijn geval bleek zelfs na de afstelling van de contra krukken en de juiste instelling van de voorloop hefbomen en daarmee de stoomschuiven, de lok niet in beweging te krijgen. Uiteindelijk bleek de zuiger tbv de opening van de stoompoorten niet de juiste lengte te hebben. (verkeerde omrekening van de maten?) Hierdoor werden de poorten niet geopend. Tja, kom daar maar eens achter als eea in elkaar zit.

Kortom; pas na drie maanden was het zover. Al vanaf ca. 2 bar een mooi draaiend onderstel, en weer een beetje kennis rijker.

Ter completering van het onderstel is tevens de remmerij aangebracht. Hier werd het doorzettingsvermogen danig op de proef gesteld. Wat een onderdelen! Niet complex van vormgeving, of moeilijk om te maken, maar wel arbeidsintensief en er kwam geen eind aan. En dan moest het uiteraard ook nog goed passen en werken. Het zit er niet alleen voor de sier. Dan is het maken van een spoor 1 lokomotiefje toch wel wat eenvoudiger. Je maakt de remonderdelen er gewoon niet op! Scheelt een hele hoop werk. Ik kreeg gaandeweg wel steeds meer respect voor de mannen (of misschien ook vrouwen, maar ik ken ze niet) die in het verleden dit model al volledig werkend hebben gemaakt. Bv de BR23 van Kejo Genzel in Leek. Op zijn lokomotief (schaal 1:7) zijn zelfs de stoom gedreven lucht- en voedingspompen werkend uitgevoerd. Petje af!

De ketel en de ketelbekleding. 

In tegenstelling tot de gangbare koperen ketels die meestal worden toegepast ten behoeve dan de modelbouw locomotieven, zoals ook in mijn kolengestookte Aster en in de mijn freelance lok, heb ik die van de 23-er van staal gemaakt. Uiteraard is hiervoor het hitte bestendige staal H5 gebruikt alsmede gecertificeerde buis voor de buitenmantel. Voor de flambuizen heb ik gebruik gemaakt van naadloos buis. Het geheel is door een gecertificeerd lasser in ca. 5 avonden gelast. De moelijkste delen zijn de binnen- en de buiten vuurkist. Het gebruikte staal is 5 mm dik en was zeer moeilijk buigbaar. Een groot nadeel van het gebruik van staal ipv koper. De buigbankjes die ik kon gebruiken waren hiertoe zeker niet sterk genoeg. Onder een hydraulische pers en enkele hulpgereedschappen is het echter uiteindelijk goed gelukt. Een voordeel van staal is dat het gelast kan worden. Een koperen ketel moet met zilver worden gesoldeerd, hetgeen voor een dergelijk grote ketel de nodige warmte kost. Er zijn niet veel hobbyisten die de daarvoor benodigde branders in hun schuurtje hebben liggen.

Uiteindelijk zal het voor het totale hoeveelheid werk niet uitmaken voor welk materiaal er wordt gekozen. Koper bewerkt gemakkelijker, maar moet gezien het soldeer proces aan zeer nauwe maattoleranties voldoen. Staal daarentegen is moeilijker te bewerken maar tijdens het lassen kunnen grotere spleten tussen de delen gemakkelijk worden dichtgelast. Daarnaast is het veel sterker dan koper, waardoor er bij dezelfde wanddikte veel minder steunbouten nodig zijn.

De warmtegeleiding van koper is wel veel beter dan die van staal. In hoeverre me dit bij het stoken op gaat breken laat zich nu nog raden. Ik zelf ben daar niet zo bang voor, gezien de relatief dunne wanden. Ook de echte lokomotieven zijn in de loop ter tijd overgegaan van koperen naar stalen binnenvuurkisten, hetgeen in de praktijk zeer goed voldeed.

De ketelbekleding kan een lok maken of breken. Het moet goed passen rond de verschillende appendage- en leiding aansluitingen, en het moet mooi strak om de ketel zijn aangebracht. Ik heb daarom eerst twee dummie bekledingen gemaakt. Eerst een van karton en daarna nog een van dun aluminium plaat. Pas nadat deze goed paste is die als sjabloon gebruik voor de uiteindelijke bekleding, die ik van 0.5  mm dik messingplaat heb gemaakt. Tussen bekleding en ketelmantel is 5 mm dik isolatiemateriaal (aluminiumoxide) aangebracht.

De rookkast. 

Eigenlijk een redelijk eenvoudige klus, zeker in relatie tot het drijfwerk. Alleen de inbouw van de voorverwarmer vraagt de nodige tijd en aandacht. Zeker aangezien het zo’n blikvanger is, en het er dus mooi uit moet zien. Het aanbrengen van het ovale gat in de rookkastmantel en in de bevestigingsplaat vraagt de nodige nauwkeurigheid en veel handwerk. Daarnaast is de vorm van de rookgeleiders op de rookkast door hun blikvangende functie belangrijk voor het totale aanzien van de lokomotief. Persoonlijk vindt ik het vaak ontbreken hiervan een gemis bij veel Engelse lokomotieven. Het lijkt dan een beetje een kale boel. De Engelsen hebben zo wie zo vaker weinig extern pijpwerk, apendage’s en tirelateinen aan hun machines, waardoor ze er erg glad uitzien.

De venturi vorm van de schoorsteen is natuurlijk van het grootste belang om een goede trek op het vuur te houden tijdens het werk. Ook de grootte en plaats van de blazer en de uitlaatopening van het afgewerkte stoom onder de schoorsteen zijn hierin van het grootste belang. Als echter de tekeningen goed worden opgevolgd en de theorie van gatdiameter en hoogte, komt het met de trek wel goed.

Het machinistenhuis. 

Een van de eenvoudigste onderdelen van de lok is het machinistenhuis. Alle delen bestaan uit recht toe recht aan plaatwerk, die vrij eenvoudig zijn te maken, ook zonder lasersnij apparatuur. Het door mij gebruikte plaatwerk is met zijn 3 mm aan de dikke kant. 1,5 tot 2 mm is meer dan voldoende en is nog eenvoudiger te fabriceren. Voor het snijden gebruikte ik deels de decoupeerzaag en deels de haakse slijper met 1 mm dikke schijfjes. Deze gaan door het plaatwerk als door warme boter en geven weinig ‘vuur’. Ik heb het huis vervolgens in elkaar gelast, maar solderen geeft een mooier resultaat. Het is echter mooier om messing- in plaats van staalplaat te gebruiken. Zorg ervoor dat je de gesoldeerde delen (bij gebruik van staalplaat) na het solderen erg goed ontdoet van de flux resten, zodat er geen roestvorming optreedt. Daarna direkt met een kwastje in olieën of, beter en gemakkelijker, inspuiten met kruipolie. Bij gebruik van messing is dit van minder groot belang.

Appendages, pompen, kleppenhuizen, afsluiters, veiligheden, etc etc. 

De AI heb ik heel mooi leren kennen tijdens het draaien van de vele appendages, pomphuizen, afsluiters, busjes etc etc. De meeste van deze onderdelen zijn gedraaid uit brons en messing. Beide mooi verspanende materialen om iets uit te draaien. Maar ook de vele RVS glans-boutjes, asjes, spindeltjes en benodigde draadeindjes laten zich op de AI goed maken. Persoonlijk vindt ik dit de mooiste onderdelen om te maken, aangezien ze op de draaibank gedraaid kunnen worden. De meer complexe, niet rond symetrische onderdelen, kunnen veelal worden samengesteld dmv het zilversolderen van wel rond symetrische delen, zoals oa. De lucht- en voedingspompen alsmede de vele afsluiterhuizen.

Het op kleur brengen van de lokomotief. 

Echt mooi wordt het pas als de kleuren worden aangebracht. Bij een Duitse lokomotief altijd rood voor het onderstel en (mat) zwart voor de bovenbouw. De hele machine moet daarvoor wel weer uit elkaar. Speciale aandacht moet daarbij worden besteedt aan het op de juiste volgorde herkenbaar wegleggen van de onderdelen van het drijfwerk, dit gezien de onvermijdelijk aanwezige tolerantie verschillen. Voor de goede werking is het van het grootste belang dat de delen weer op dezelfde plaats worden ingebouwd. Maak vooral veel foto’s en breng niet verwijderbare (er zal immers nog worden ontvet en geschuurd) merktekens aan. Foto’s komen heel goed van pas als de lok weer wordt samengebouwd. Hoe gek het ook klinkt, het gaat toch voorkomen dat je je afvraagt; waar en hoe zat dit onderdeel ook al weer? Of het ligt natuurlijk aan mijn slechte korte termijn geheugen!!

Daarnaast is het heel belangrijk dat de juiste volgorde van samenbouw wordt aangehouden. Ik moest herhaalde malen negatief bouwen (deels weer slopen zeg maar) om bijvoorbeeld enkele leidingen te kunnen inbouwen. Ook hebben de veel kleinere handen van mijn twee zonen mij meerdere malen gered.

Meerdere onderdelen zijn, ondanks het veelvuldig en overvloedig in olieën, in de loop der tijd toch gaan roesten. Tja, wat wil je na 10 jaar! Vooral de stalen delen waaraan gelast of gesolderd is. Deze heb ik na het ontvetten gestraald. Na het stralen de delen direkt in de grondverf zetten om nieuwe roestvorming tegen te gaan. Wacht hiermee niet nog een dag, want dan zijn ze gegarandeerd weer bruin uitgeslagen! Een bijkomend voordeel van het stralen is de verruwing van het oppervlak, waardoor er een zeer goede hechting van de verflaag optreedt.

Voor het verven heb ik gebruik gemaakt van verf in spuitbussen. Het mooiste resultaat wordt verkregen wanneer zowel de te verven delen als de spuitbussen worden voorverwarmd op bv een radiator tot ca. 50°C. De verf vernevelt dan veel beter en trekt op de warme delen mooi strak en droogt snel. Spuitwerk kan heel goed in de (stofvrije) buitenlucht worden uitgevoerd. Je hebt dan geen last van de nevel die zich overal gaat hechten. Daarnaast heb je zelf ook veel minder last van de kwalijke verfdampen.

Doe dit dan bij voorkeur in het voorjaar op een mooie zonnige en windstille dag. April is hiervoor de ideale tijd, aangezien er dan nog haast geen stuifmeel in de lucht zit en er nog nagenoeg geen vliegende insekten rondvliegen. Die denken vaak in de nog niet opgedroogde verf een ideale landingsplek te vinden, hetgeen ons nou net niet zo goed uitkomt.

Ik heb moeders waslijn gebruikt om de onderdelen dmv stukjes elektrischtijds draad aan op te hangen voor het spuiten. LET OP: waslijn nadien goed schoon maken voorkomt veel huiselijke ellende nadien!

Kijk ook eens op de Engels talige site van een collega bouwer. Hij heeft gekozen voor poedercoating, maar verder is de procedure identiek. (http://www.nelsonslocomotive.com/Shay/Paint/PaintTruckFrame/PaintTruckFrame.pdf)

Het grote genieten begint 

bij het weer samenstellen van de machine. Uiteraard heb ik ook veel plezier beleefd tijdens de bouw ervan, maar nu wordt het pas echt mooi! Het leuke is dat je de lok ziet groeien. Prachtig! Kijk naar de foto’s en zeg nou zelf; bestaat er een leukere hobby?

En nu nog;

1. Ramen monteren in het machinistenhuis (klaar)
2. De stoomdom maken. (wordt aangewerkt)
3. Railing monteren. (klaar)
4. Typeplaten laten etsen en monteren
5. De diverse leidingen maken en monteren.
6. Smeertoestel en de leidingen aansluiten.
7. Generator en de electrische bedrading aansluiten.
8. Machinistenhuis ladders maken en installeren (klaar)
9. Tender maken. (de wielen liggen al klaar)   

Dit is de lijst van excuses die worden gebruikt als me wordt gevraagd om mee te gaan winkelen........

En zal ik er ooit mee rijden?