Der kleine Verwandlungsmotor No. 401

[Norbert]

Hallo Märklin-Freunde,

kürzlich suchte ich nach Fotos von einem kleinen Verwandlungsmotor aus den frühen 1920er Jahren. Ich hatte bereits im Freundeskreis danach gefragt, als ich feststellte, daß ich selbst so einen Dampfmotor besitze. Ich hatte es total vergessen, weil ich den Kauf damals, ohne ihn weiter zu untersuchen, ins Regal stellte, um lästigen SWMBO-Nachfragen zu entgehen.

Nun also befaßte ich mich näher mit meinem kleinen Dampfmotor und erinnerte mich, daß ich mir schon damals eine Überarbeitung vorgenommen hatte, denn der Kessel sah nicht besonders schön aus:
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B01 #401 Kaufzustand 2019.jpg

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Es sind keine Kratzer im Kessel (was ich vor dem Kauf erfragte), er wurde offenbar nur mit ungeeigneten Mitteln „gereinigt” und zeigte danach diese üblen Streifenmuster. Die Nachfrage bei einem versierten Dampfmaschinen-Sammler half mir auch nicht weiter, denn er riet mir davon ab, den Kessel mit scharfen Mitteln blank zu machen, was ohnehin nicht mein Ziel war.

Also versuchte ich zunächst das bei Uhrmachern beliebte ELMA-Reinigungsmittel an den besonders schlimmen Stellen mit einem getränkten Lappen anzuwenden. Der Erfolg war, daß die hellen Partien noch heller wurden, während die dunklen Stellen kaum aufhellten, der Kontrast also höher und die Streifen noch deutlicher sichtbarer wurden.

Nun entschloß ich mich, entgegen meiner anfänglichen Absicht, den Kessel doch gründlich zu reinigen. Dazu aber mußte das Maschinchen zerlegt werden, daran führte nun kein Weg mehr vorbei.

Zunächst beschäftigte ich mich mit der Demontage des Schwungrades. Eine davor geschraubte Mutter war gleich gelöst, aber das Schwungrad oder das davor angebrachte kleine Schnurrad konnten nicht dazu bewegt werden, sich gegenüber der Welle auch nur 1/100 Millimeter zu verdrehen. Dazu habe ich, um das Schnurrad nicht zu beschädigen, ein Stück U-fömig gebogenen 4 qmm Kupferdraht in die Nut gelegt, mit einer Parallelbackenzange zugepackt und dabei das Schwungrad von Hand gehalten.

Ich kam zu der Erkenntnis, daß Schwungrad und Schnurrolle offenbar ein Bauteil sind und wandte mich der anderen Seite der Kurbelwelle zu:
Die Schraube, die den Pleuel mit dem Kurbelarm verbindet war dann gleich gelöst und der Kolben mit Pleuelstange konnte aus dem Zylinder gezogen und auf die Seite gelegt werden. Nun ließ sich der auf das Gewindeende der Kurbelwelle geschraubte Kurbelarm abdrehen und die nachfolgende Exzenterscheibe abnehmen. Diese hat am Umfang einen 90° Kragen an den die Pleuelstange anstößt und den Exzenter dadurch, je nach Drehrichtung in die optimale Position für die Schiebersteuerung bringt. Dieses intelligent ersonnene Bauteil erlaubt den Zusammenbau der Maschine ohne aufwendige Justierung, der deshalb von angelernten Arbeitskräften durchgeführt werden konnte.

Bevor der Schieber, der mit der exzenterbewegten Schieberschubstange aus dem Schieberkasten gezogen werden kann, muß die Kurbelwelle etwas herausgezogen werden. Dazu muß die innen auf die Kurbelwelle geschraubte runde Scheibe ein Stück weit herausgeschraubt werden. Diese Scheibe bildet die Kontermutter zum Kurbelarm und bestimmt durch ihren Sitz das Spiel der Kurbelwelle in axialer Richtung.

Nun waren die an den Kessel geschraubten schwarzen Teile – der obere Teil der Feuerbüchse und das Kurbelwellenlager mit Stütze für den Zylinder – zu entfernen. Dazu habe ich die der Feuerungshitze ausgesetzten Schraubenmuttern zwei Tage vorher mit einem Kriechöl besprüht, damit sie sich leichter lösen sollten. Das hat, bis auf eine, die trotz aller Vorsicht abgerissen ist, funktioniert. Natürlich ist eine Schraube abgerissen, deren Mutter an einer Kesselnaht eingelötet ist. Ich konnte sie ausbohren und in die Öffnung ein 1/10 mm größeres M3 Gewinde schneiden. Nach Abschrauben der Füllschraube und des Probenhahns für den Wasserstand lag der Kessel mit über die Dampfleitung angelötetem Schieberkasten und Zylinder vor mir.
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B02 #401 zerlegt #2028.jpg

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Nun begann ich den Kessel mit einem ELMA-getränkten Lappen abzureiben und stellte bald fest, daß diese Methode nicht zielführend ist. Deshalb legte ich ihn ganz in das Reinigungsmittel ein, nicht ohne zuvor an einem Probestück die Wirkung einer Patinierlösung für Messing ausprobiert zu haben. Nach zweistündigem Bad habe ich den Kessel aus der Reinigungslösung genommen, gründlich mit warmem Wasser abgespült und dann für eine halbe Stunde in ein Entfettungsbad gelegt. Es folgte ein zweiter Spülgang und danach das Eintauchen in die Patinierlösung für eine knappe Minute.

Die Färbung beginnt nach ca. 30 Sekunden und schreitet dann sehr schnell fort. Nach dem Herausnehmen wurde wieder abgespült. Der Kessel war nun in verschiedenen Graden dunkel gefäbt. Wo er mir zu hell erschien, legte ich ein Stückchen Küchenpapier auf, tränkte es mit der Färbelösung und wartete, bis der gewünschte Ton erreicht war. Für eine 100 Jahre alte Dampfmaschine sieht der Kessel meiner Meinung nach durchaus glaubhaft aus.

Die Schrauben zum Befestigen der schwarzen Teile habe ich mit Kupferpaste versehen, damit sie sich bei Bedarf leichter lösen lassen. Die Montage der gereinigten und neu eingefetteten Teile Kurbelwelle, Schieber, Kolben samt Kleinteilen war ein wenigen Minuten erledigt. Mit Einschrauben des neu eingedichteten Probenhahns und der Füllschraube war die Aktion beendet. Die Maschine ist weiter unten zu sehen.

Jetzt stelle ich zunächst den Kasten No. 401 vor:
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B03 #401 Kasten vo #2054.jpg

Das ist der von oben aufgenommene, 280 x 180 x 110 (L x B x H in mm) große Kasten des Verwandlungsmotors No. 401.
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B04 #401 Kasten innen #2058.jpg

So sieht der sehr gut erhaltene Kasten von innen aus. Zur Restaurierung mußte nur die gerissene Lasche zum Herausheben des kleinen Einsatzes repariert werden. Die blecherne Schraubendose gehört zwar nicht in diesen Kasten von 1920, ist aber sehr zweckmäßig zum Aufbewahren der 10 Schrauben und 8 Stellringe. Das Anleitungsheft No. 72 im Deckel hat auf der Innenseite des Deckblatts den Druckvermerk Ausgabe 20¹.
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B05 #401 Kastenfächer innen #2066.jpg

Hier sieht man in das Fach unter dem jetzt herausgenommenen Einsatz und in die geöffnete Schraubendose.
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B06 #401 Verwandlunsmotor #2071&73&79.jpg

Hier der Verwandlungsmotor in der Anordnung als fahrende, stehende und liegende Dampfmaschine, wie er auch in den Anleitungen präsentiert wird.

Gruß
Norbert
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Nachtrag:
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B07 #401 Verwandlungsmotor ab 1929.jpg

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Im Laufe der Zeit wurde diese Dampfmaschine mehrfach geändert:
- ca. 1924 bekam sie eine Dampfpfeife und eine zahnradgetriebene Vorgelegewelle mit einem Schnurrad auf der rechten Seite
- ca. 1928 erhielt der Kessel am rückseitigen Rand links und rechts je zwei große Löcher zur Verbesserung der Luftzufuhr
- ab 1929 gab es diese Maschine wahlweise mit farbigen Teilen: roter Sockel und grünes Maschinenbett auf dem Kessel
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[Fabian]

Hallo Norbert,

Dein Bericht über die Restaurierung ist sehr interessant und schön zu lesen, auch wegen der schönen Bilder. Ich hoffe daß ich auch mal irgendwann an so einen Verwandlungsmotor komme. Im Moment sind sie leider zu teuer. Als Trostpflaster habe ich mir vor einiger Zeit mal eine Lokomobile von Wilesco gebraucht gekauft. So habe ich zumindest etwas Dampfmaschine-feeling.

VG von Fabian

[wdh]

Hallo Norbert,
ebenfalls vielen Dank für deinen gutbebilderten Beitrag!
Ein Freund hatte mir diesen Motor vor Jahren mal in Betrieb vorgeführt. Ein seltenes, nettes Spielzeug!
Es gab auf Ebay hin und wieder Angebote. Einen gestandenem Dampf-Modellbauer überzeugt das billige Blechspielzeug allerdings nur aufgrund der guten Idee . So hatte ich schon mehrfach darüber nachgedacht, einen größeren, verbesserten Quasi-Nachbau herzustellen .
Selbst die größte Nachkriegs-Dampfmaschine 4098/7, die ich 2020 erwerben konnte, sieht zwar eindrucksvoll aus, zeigt sich aber bei genauer Betrachtung doch etwas enttäuschend primitiv . Auch machte der Kessel aus sehr dünnem(!) Messingblech bei der ersten Druckprobe "puff". Immerhin war eine solide Reparatur möglich. Nach Ersatz einiger Lager, dem Einbau von Kugellagern und Verstärkung des Stahlmagneten im Dynamo war dann ein zufriedenstellender Betrieb mit ca.2 Watt el. Leistung möglich .
Aber als brauchbare Antriebsmaschinen für einen Bagger o.ä. eignen sich diese Blech-Maschinen eher nicht, leider.
Und bitte Vorsicht, denn die alten Kessel aus verhärtetem, sehr dünnen Ms - Blech sind recht unsicher !
Dann schon lieber ein heißeres Gerät mit Flammrohrkessel, Speisepumpen, Vorwärmer, Überhitzer und Benzin-Verdampferbrenner im Selbstbau (Foto Ende 1980er) . Die im Hintergrund sichtbare Dampfmaschine wird wohl gerade mit Dampf versorgt.

Beste Grüße von WDH

[Norbert]

Hallo Wulf-Dieter,

so eine Dampfmaschine ist schon ein besonderer Motor, der auch optisch etwas hergibt.

Es wundert mich nicht, daß Deine Märklin Nachkriegsmaschine "puff" machte, denn zu dieser Zeit mußte am Material gespart werden wo es irgendwie vertretbar erschien. Diese Zeiten kommen gerade wieder, erkundige Dich mal nach den aktuellen Ms- und Cu-Preisen!

2014 habe ich mir erstmals eine solche Maschine gekauft, weil sie kein Industrieprodukt ist, sondern sie dem Vernehmen nach zu DDR-Zeiten in einer Lehrwerkstatt in Dresden hergestellt worden sein soll. Das konnte ich gut glauben, denn die Wahl der Materialien und Baugruppen schien mir sehr zufallsbestimmt gewesen zu sein. Es wurden z.B. beim Bau mehr als ein Dutzend verschiedene Schraubentypen verwendet, die ich dann gegen geeignete Messingschrauben austauschte.

Beheizt wird sie von einem Petroleum-Brenner mit Spritus Vorheizung, der wohl mal Bestandteil eines NVA-Kochgeschirrs war. Seine Leistung habe ich durch Wassertemperatur und Zeitmessungen zu etwa 600 Watt bestimmt. Mit den 3 W elektrische Leistung des damit betriebenen Glühlämpchens ergibt das einen sagenhaften Wirkungsgrad von 0,5%, um die Brennerwärme in Lampenwärme zu transformieren.

Ehrlicherweise muß ich aber zugeben, daß der Brenner mehr liefert, als der Maschine mit dem damit betriebenen Dynamo abgefordert werden kann, denn bei längerer Betriebsdauer muß die Pfeife den Kesseldruck reduzieren. Vielleicht komme ich mal dazu, eine Werkstatt mit MBK-Modellen damit zu betreiben.

Das angefügte Bild wurde von Georg beim Jahrestreffen 2015 in Hofheim aufgenommen.

Meine Märklin Verwandlungsmotoren habe ich mir erst danach zugelegt. Z. Zt. wartet ein kleiner Motor auf seine Renovierung, denn ein Banause hat in die Kessel-Stirnwand mit einem dicken Klumpen Lot ein Absperrventil, welches dort nicht hingehört, eingelötet. Aber solche Herausforderungen sind es, die mich reizen. Wenn es soweit ist, werde ich davon berichten.

Gruß
Norbert aus Markdorf, 3 km vom Bodensee
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20151009_GE#6534.jpg

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IMG_0480.JPG

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[holzpuppe]

Hallo Norbert,

da ich mittlerweile auch den kleinen Verwandlungsmotor (Gleiches Alter wie deine.) habe und den auch auseinandernehme, muss ich dich mal fragen: Ist die Schraube die relativ in der Mitte des Kessels (Oberhalb der seitlichen Befeuerung.) den Rahmen fixiert, mit einer losen Mutter innen befestigt? Oder ist ein Gewinde in der Hülle? An diese Stelle kommt man ja überhaupt nicht ran.

PS: Ich habe gerade nochmal deinen Beitrag gelesen, die Schnurlaufrolle ging bei mir ohne Probleme ab, an der Innenseite des Schwungrads ist auch noch eine Hülse, die ging ebenfalls bei mir ohne Kraftaufwand ab.

Ich muss den Verwandlungsmotor gezwungenermaßen auseinandernehmen: Überall uraltes klebriges Petroleum. :/

[Norbert]

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Guten Abend holzpuppe,

…Ist die Schraube die relativ in der Mitte des Kessels (Oberhalb der seitlichen Befeuerung.) den Rahmen fixiert, mit einer losen Mutter innen befestigt?

Mit 'Rahmen' meinst Du sicher das Formteil aus Blech, das die Aufnahme des abnehmbaren Brenners an zwei Positionen erlaubt?
Antwort: nein, eine lose Mutter müßte dann ja nach dem Zusammenlöten des Kessels im Inneren plaziert werden.

Oder ist ein Gewinde in der Hülle?

Ich denke, es ist eine vorher innen angelötete (Ms?-) Mutter. Man sollte sie deshalb schonungsvoll behandeln und nicht durch übermäßige Kraftanwendung vermurksen oder gar abreißen.

…die Schnurlaufrolle ging bei mir ohne Probleme ab, an der Innenseite des Schwungrads ist auch noch eine Hülse, die ging ebenfalls bei mir ohne Kraftaufwand ab.

Das hatte ich auch vermutet, wollte aber durch Anwendung höherer Kräfte keine irreversiblen Schäden verursachen.

Um wirklich Erfahrung mit diesen Maschinen zu sammeln bedarf es sicher mehrerer Exemplare, die mir leider nicht zur Verfügung stehen.

Gruß
Norbert
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[holzpuppe]

Sicherlich war das in der Nachbetrachtung eine dämliche Frage, aber nach einigen negativen Erfahrungen mit „modernen“ Elementen, die nach dem Auseinanderbau nicht mehr zusammensetzbar war, sei es mir bitte verziehen.
Ich habe es mir dann doch noch zugetraut die Schraube zu lösen. Das Gewinde ist, soweit meine Augen mich nicht trüben, direkt in der „Hülle“ reingeschnitten. (Foto folgt.) Also etwas dickwandiger an der Stelle.
bei mir lässt sich aktuell der Hahn für den (Test?) der Füllhöhe des Wassers nicht lösen. Wenn es sich nicht relativ leicht lösen lässt, lass ich es lieber.

Ich habe noch Fragen:
Die „Dichtungen“ an den exponierten Elementen, hast du die ausgetauscht? Egal, ob ja oder nein: Was wurde da eingesetzt (Materialart)? Am Überdruckventil fehlt bei mir eine Dichtung. Am Fettdingsbums, ...boa..., ich habe keine Ahnung wie ich das nennen soll, das Teil was am verdeckten Teil des Kolbens ist, ist der Gummiring etwas aus der Form geraten, ist das bei dir auch ein bräunliches „Gummiding“?
Hast du den Innenraum des Kessels gereinigt?
Der Raum, in dem die Hitze und Rauch aufsteigt, ist bei mir enorm verkohl und verrußt, soll ich das lieber so lassen, oder einmal kräftig durchblasen?
Ich denke ja, dass der Ruß der Hitzeentwicklung eher im Wege steht.

[Norbert]

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Hallo holzpuppe,

Die „Dichtungen“ an den exponierten Elementen, hast du die ausgetauscht?

Nein, mußte ich nicht. Das Dichtungsmaterial ist wohl auf Zellstoffbasis, also etwa wie Fiber.

Für zu ersetzende Dichtungen benutze ich neueres Dichtungsmaterial, das ich mir mal zu meinen Kfz-Schauberzeiten besorgt hatte. Die Dichtungen stelle ich mir daraus mit passenden Locheisen her.

Am Fettdingsbums …

Bei mir heißen die Öler, die Schweizer reden von Ölvasen.

… ist das bei dir auch ein bräunliches „Gummiding“?

Das, so denke ich, ist keine Originaldichtung. Gummi ist als Dichtungsmaterial ungeeignet, wenn er dem Druck seitlich ausweichen kann.

Hast du den Innenraum des Kessels gereinigt?

Nein, ich hatte keine Veranlassung anzunehmen, daß es nötig ist.

Der Raum, in dem die Hitze und Rauch aufsteigt, ist bei mir enorm verkohl und verrußt, …

Ruß gibt es nur bei unvollständiger Verbrennung, also bei Sauerstoffmangel oder zu wenig Temperatur. Möglicherweise wurde Deine Maschine mit Petroleum betrieben, das eine höhere Verdampfungstemperatur als Spiritus hat, die aber mit diesem Brenner nicht erreicht wird.

… soll ich das lieber so lassen, oder einmal kräftig durchblasen?

Ausblasen wird nur wenig helfen, denn der Ruß ist fettig und klebt nicht schlecht. Versuche ihn mit einem in Lösungsmittel getränkten Pinsel abzuwaschen. Vorsicht, das kann in eine große Sauerei durch abtropfende Schmutzbrühe ausarten!

Gruß
Norbert
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[holzpuppe]

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Oder ist ein Gewinde in der Hülle?

Ich denke, es ist eine vorher innen angelötete (Ms?-) Mutter. Man sollte sie deshalb schonungsvoll behandeln und nicht durch übermäßige Kraftanwendung vermurksen oder gar abreißen.
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DSC_1544.jpg

Leider ist es auf dem Foto doch nicht so gut erkennbar wie erhofft. Das Gewinde ist, und das zumindest kann man gut erkennen, eingesetzt und an der Außenhülle angelötet. Bei normaler Betrachtung sieht man eine Erhöhung und könnte vermuten, dass es von innen befestigt und etwas „eingeschlagen“ wurde. Auch scheint mir das Gewinde etwas länger als das einer typischen Märklinmutter.

*Bei seitlicher Betrachtung sehe ich einen durchgehenden schwarzen Strich, der sich nicht windet. (Ich schau mal, ob ich das am WE noch besser fotografieren kann.)

Anmerkung:
Das rote „Ding“ ist eine Minitaschenlampe mit Flaschenöffner. Das rote auf dem Messing ist die Spiegelung derselben.

* Ok, das beißt sich mit der Aussage, dass es in den Messingmantel eingesetzt und angelötet wurde. Daher: Ich schaue am WE das nochmal genauer an.

[holzpuppe]

... * abgekürzt, da ich alles in meinen Antworten einbeziehe* ...

Hallo Norbert,

vielen Dank für die Hinweise.
Bei den Dichtungen werde ich mich auf dem Baumarkt einmal umschauen. Da sollte ich doch fündig werden.
Der Vorbesitzer hatte zuletzt vor etwa 20 bis 30 Jahren die Dampfmaschine getestet. Die zwei kleinen Zinkkegelbehälter waren da schon als Brenner missbraucht worden. Der Originalbrenner war nicht mehr vorhanden und fehlt mir logischerweise auch. (In den Zinkbehältern waren Stumpen in Papierhülle eingepfropft. Die Korken in die Behälter gedrückt. Und alles mit braunem Zeugs, ich nehme an es war Petroleum, verklebt. Also wirklich alles! (Ich habe die Teile in ein Terpentinersatz eingeweicht. Das hatte geholfen. Ich konnte das klebrige braune Zeugs auch im, wie du es nennst, Öler finden. Also komplett als Schmiermittel reingestopft. Ballistol hatte nur bedingt geholfen, aber mit Injektionsnadelbearbeitung war die Bahn wieder frei.
Was mich jetzt auch zu dem Ruß bringt: Der Ruß ist so alt, dass er sich von den Stangen, die unterhalb des Kessels innen, abhebt.
Kurz mit den Fingern berührt, bröselte es auch schon.
Mit dem Durchblasen, meine ich auch mit Hilfe eines Kompressors. Die Nutzung eines Pinsels klingt sehr aufwendig und schwierig, bei den kleinen Öffnungen am 401er.
Aber mir kommt gerade die Idee: Vielleicht geht auch, dass ich die untere Öffnung verstopfe und oben etwas Waschbenzin, Terpentinersatz oder ähnliches reinfülle und dann ebenfalls verschließe. Dann stehe ich da wie ein Barkeeper und mache mir einen Cocktail.

Der Innenraum des Kessels vermute ich als leicht verkalkt. Am Hahn zur Füllstandprobe (?) ist etwas Kalk abgelagert. Wenn ich irgendwann mal zu meinem ersten Test gelange, werde ich Osmosewasser nehmen (Jederzeit vorhanden ) und dass, nach Beobachtung an einem Dampfreiniger, löst erst einmal den Kalk, der noch da ist. Dann hoffe ich, dass das als Reinigung ausreicht.

[wdh]

Hallo holzpuppe,
eben hatte ich einen etwas ausführlichen Beitrag beim Suchen und Laden eines Fotos versehentlich durch Abbruch gelöscht
Daher nun kürzer:
Spiritus eignet sich als Reinigungsmittel sehr gut, da er weder die Lackierung löst (ausprobieren!) noch das uralte Messingblech angreift.
Vor Inbetriebnahme rate ich unbedingt zu einer (Wasser-)Druckprobe mit doppeltem Betriebsdruck, als etwa 3 bar
Kürzlich erwarb ich einen Motor 402, der aber baulich etwas abweicht. Hähne usw. können mittels Teflon-Band aus dem Sanitärhandel als Ersatz für die harten und meist beschädigten Fiber-Dichtringe schonend abgedichtet werden.
Dein Kessel sieht äußerlich noch recht gut aus und sollte dicht halten.
Brennerdochte aus Baumwolle sind für die Spiritus-Brenner geeignet.
Viel Erfolg!
Wulf-Dieter