Funktionsmodell Dampfmaschine

Bearbeiter:	Dr.-Ing. Wolfgang Steger Dipl.-Ing. Erik Steindecker (ehem. Mitarbeiter) Dipl.-Ing. Dirk Petermann (ehem. Mitarbeiter) Christian Schulz (Student) u.a.
Partner/Förderer:	Verkehrsmuseum Dresden

Dampfmaschinen hatten bis ins erste Drittel des 20. Jahrhunderts eine große Bedeutung als Antriebsmaschine. In Museen und technischen Denkmalen üben sie als Ausstellungsstücke starke Anziehungskraft und Faszination aus. Obwohl grundlegende Funktionsweise und prinzipieller Aufbau von Dampfmaschinen für den technisch Interessierten Allgemeinwissen darstellen, sind funktionelle und konstruktive Details beispielsweise der Steuerung kaum in diesem Maße bekannt.

Für das Verkehrsmuseum Dresden wurde eine Schiffsdampfmaschine in ein interaktives Funktionsmodell überführt. Da ein Betreiben der Maschine aus technischen und wirtschaftlichen Gründen im Museum unmöglich ist, ist die Verdeutlichung der Funktion mit einer VR- Darstellung (Stereoprojektion mit interaktiven Animationen/Simulationen) sinnvoll. Für den Museumsbesucher entstehen Eindrücke, die das unbewegliche Modell nicht erzeugen kann. Gegenstand des Projektes ist eine Verbunddampfmaschine mit zwei Zylindern, die 1927 mit der Bau-nummer 1836 als Schiffsdampfmaschine von der „Dresdner Maschinenfabrik und Schiffswerft Übigau AG“ gebaut wurde. Die Maschine verfügt über eine Klugsche Steuerung zur Realisierung von Vorwärts-/Rückwärtsfahrt und erzeugte nach Werftangabe 35 PS Antriebsleistung. Bestimmt war sie für einen Dresdner Fährdampfer, der bis ca. 1965 in Betrieb war, allerdings auf Dieselmaschine umgerüstet. Die Maschine ist in gutem Zustand und fast vollständig erhalten. Es fehlen einige Teile der Schmieranlage und alle Bestandteile zur Dampfzu- und -ableitung. Das Gewicht beträgt etwa 750 kg.   Da technische Dokumentationen nicht mehr verfügbar sind, ist als Voraussetzung einer VR-Darstellung die Erstellung eines 3D-Geometriemodells mit den Mitteln des Reverse Engineering oder/und durch Neumodellierung mittels CAD-System möglich. Im vorliegenden Fall wurde die Dampfmaschine weitgehend zerlegt und vermessen. Anschließend erfolgte die Modellierung der 232 verschiedenen Teile und der Aufbau einer animationsgerechten Baugruppenstruktur. Im Fall der Dampfmaschine wurden die Bewegungsgleichungen aller bewegten Teile aus den Daten der Vermessung analytisch abgeleitet und als DLL in die Animation integriert. Interaktiv kann man:

• die Maschine per Dampfeinlassventil starten und die Geschwindigkeit regeln
• per Umsteuerhebel Vorwärts- und Rückwärtsfahrt und Zylinderfüllung regeln
• verschiedene Gehäuseteile aus-/einblenden bzw. die Maschine als Schnitt anzeigen
• die Dampfströmung durch Steuerung und Zylinder anschauen

Zusätzlich zu den zu den visualisierten Zuständen der Maschine untermalen typische Dampfmaschinengeräusche die Szenerie. Diese sind mit der Bewegung synchronisiert.