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Versuch eines Eigenbau- Stirlingmotor
 
 
Hier ein Tipp von mir, an alle Schüler die unter Zeitdruck stehen
und unbedingt einen Stirling für den Unterricht bauen wollen.
Ich will hier keine Werbung machen, aber schaut Euch bitte den Stirlingmotor
auf der anderen Seite von mir an! Dieser wird Euch komplett geliefert
und beinhaltet bis auf den Papp- und Zweikomponentenkleber alle Teile
die ihr zu diesem Papp- Stirlingmotor braucht. Und er funktioniert !!!
Der hier vorgestellte Motor ist ein Modell, welcher noch nicht
getestet wurde und er läuft auch noch nicht!
Ich kann also bis zur Fertigstellung keine Funktionsgarantie geben!
Bitte beachtet das bei Euren Überlegungen.
 
Jetzt zu allen anderen Interessenten:
Zuerst habe ich mir das Material besorgt, welches ich für den Motorbau
benötige. Das waren zwei leere Blechbüchsen, eine Aluminiumscheibe als
Deckplatte und für den Aufbau.
 

 
Kupferrohr ca. 14 mm für die Arbeitskolbenführung und als Durchführung für den
Verdrängerkolben. Weiterhin Zweikomponentenknete für den Kolben und die
Durchführung zum Verdrängerkolben.
 
 
 
 
Man sollte aber darauf achten, dass die Knete völlig ausgehärtet ist
und zwischen Kleber und Kupferrohr ausreichend Trennmittel
vorhanden war. Sonst kann es wie im unteren Bild in die Hose gehen.
 
Achtung ! Beim Absägen des des Kupferröhrchens bitte darauf achten,
 damit es nicht zu sehr in den Schraubstock gespannt wird, sonst kann
 es passieren, dass das Röhrchen unrund wird und der Kolben an
bestimmten Stellen klemmt. Bei kleinen Unebenheiten kann man
das Drahtstück mit dem Kolben in einen Akkuschrauber spannen. dann
wird der Kolben mit Schleifpaste oder ähnlichem wie Scheuermittel
benetzt und in dem Kupferröhrchen behutsam eingeschliffen.
 
 
Dann benötigt man noch Draht als "Pleuel" für die Kolben. Dazu habe ich mir
Edelstahldraht 1,6 mm schicken lassen, welche eigentlich zur Perlenherstellung
verwendet werden. www.hausundwerkstatt24.de
 
 
Das Röhrchen zur Durchführung des Verdrängerkolben habe ich ebenfalls
mit dieser Knete ausgefüllt, da man selten einen passenden Draht und
den dazugehörigen Bohrer findet. Aber den Draht vorher bitte einfetten !
 
 
Wir benötigen Blumensteckschaum für den Verdrängerkolben. Dieser wird
mit dem Büchsenboden unter leichten Druck auf dem Schaum markiert,
der etwas kleiner ist als die Büchse selbst. Mit dem Messer wird der
Verdrängerkolben ausgeschnitten und mit Sandpapier in Form gebracht.
 
Achtung ! Wenn ihr den Blumensteckschaum kauft, versucht den
mit der braun- grauen Farbe zu bekommen. Dieser ist etwas fester als
der grüne Schaum, den ich genommen habe und geht nicht so schnell kaputt.
 
 
Als nächstes habe ich die Aluplatte für den Aufbau gefertigt und
die Bohrungen für den Verdränger- und Arbeitskolben gebohrt.
 
 
Dann werden die Röhrchen für die Durchführung des
Verdrängerkolben und Arbeitskolben mit Zweikomponenten-
kleber aufgeklebt. Dabei ist darauf zu achten, dass kein Kleber
die Löcher verstopft und die Durchführung  mittig aufgesetzt wird.
 
 
Für die Optik kann man noch durchbohrte Blindstopfen
auf beide Röhrchen aufsetzten.
 
 
Dann habe ich den Verdrängerkolben und den Draht mittels
Zweikomponentenkleber verklebt. Dazu habe ich den Verdrängerkolben
mittig von unten auf die Aluplatte gelegt und von oben den Draht
vollständig durchgeschoben bis er unten am Verdrängerkolben
zu sehen ist. Mit einer Kugelschreiberspitze kann man von unten
und oben eine kleine Mulde für den Kleber in den Schaum drücken.
 
Wichtig ist, dass der Verdränger mittig eingeklebt wird, damit
er später nicht in der Büchse schleift.
 
 
Das ganze sollte dann so aussehen. Die Höhe des Verdrängerkolben
ist bei mir ca. 25 mm kleiner, als die Büchse hoch ist.
Auf der rechten Seite ist schon die vorbereite Büchse zu
sehen, die später das Teelicht aufnehmen soll.
 
 
Die weißen Streifen sind aus Plexiglas und sollen später
die Kugellager für die Kurbelwelle aufnehmen. Dazu
müssen sie aber noch bearbeitet und gebohrt werden.
 
 
Da es zu dem Motor doch mehr Anfragen gab als ich erwartet hatte,
habe ich mich entschlossen auf handelsübliche Materialien umzusteigen
 um einen problemlosen Nachbau zu ermöglichen. So habe ich für
die Kurbelwellenhalterung 4mm starke Acrylglas aus dem Baumarkt geholt.
Davon wurden zwei 20 mm breite und 12,5 cm lange Streifen abgeschnitten
und im oberen Bereich 5mm Löcher für die Kugellager gebohrt und
 diese eingesetzt. Die Kugellager stammen aus dem Modellbau und
haben einen Innendurchmesser von 2 mm und einen
Außendurchmesser von 5 mm.
 
 
 
Achtung! Solltet ihr nicht die Möglichkeit haben, solche Kugellager zu
besorgen, empfehle ich die Löcher ungefähr 0,5 mm größer
zu bohren wie der Draht ist, den ihr später für die Kurbelwelle
verwendet. Anschließend wird das Acrylglas von beiden Seiten
mit einem Bohrer oder Senker so angebohrt, dass in der Mitte
des Acrylglases nur ein bisschen Material stehen bleibt.
 
 
Dadurch wird die Reibung zwischen Acrylglas und Kurbelwelle deutlich
verringert. Aber aufpassen, Acrylglas platzt sehr schnell ein.
 
Anschließend habe ich die beiden Halterungen mit Zweikomponenten-
kleber auf den Aludeckel geklebt und fixiert.
 
 
 
Jetzt muss der Hub des Verdrängerkolben ermittelt werden, um
die Maße für die Kurbelwelle zu bekommen. Dazu habe ich die Aluplatte
mit dem Verdrängerkolben in die Büchse gesetzt und mit einem Eddingstift
den oberen und unteren Anschlag gekennzeichnet.
 
 
Von diesem Maß sollten wir 2 mm abziehen, damit der Verdränger im
oberen und unteren Zustand nicht anschlägt. Außerdem muss noch die
 Drahtstärke der Kurbelwelle abgerechnet werden. Das daraus errechnete
 Maß wird halbiert und ergibt dann die Biegung für die Kurbelwelle.
 
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Oh Backe, nun wollte ich mich heute wieder etwas mit dem Motor
beschäftigen und was sehe ich da....
 
 
... die Acrylglashalterung für die Kurbelwelle ist gesprungen und das
Kugellager heraus gefallen. Das ist ein herber Rückschlag mit dem
ich überhaupt nicht gerechnet hatte und wird die Fertigstellung verzögern.
 
Aus zeitlichen Gründen habe ich es geklebt. Es sieht
zwar nicht mehr so schön aus aber es hält. ;-)
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Na gut, beschäftigen wir uns erst einmal mit der Kurbelwelle
Zuerst habe ich den Abstand der beiden Zylinder ausgemessen um den
Abstand der Gestänge zueinander zu ermitteln.
 
 
Aus diesen Maßen habe ich mir eine Skizze für die Kurbelwelle gefertigt.
 
 
Achtung! Der Kolbenhub für den Arbeitskolben muss in der
Kurbelwelle deutlich kleiner ausfallen als für den Verdrängerkolben,
sonst kann nicht genügend Druck aufgebaut werden.
 
 
Danach habe ich dann die Kurbelwelle mit einer kleinen Zange gebogen.
 
 
Dabei sollte man aber immer wieder kontrollieren, dass das linke und
rechte Endstück gerade zueinander stehen, so das die Kurbelwelle später
nicht schlägt oder in der Acrylhalterung  klemmt.
 
Als Schwungscheibe habe ich eine alte CD rausgekramt, die eigentlich bei
jedem Bastler zu finden sein sollte. Zu meiner großen Freude passte sogar
der Durchmesser des Kupferröhrchens in die innere Öffnung.
 
 
Dieses Kupferröhrchen wird wieder, wie sollte es sein, mit der Zwei-
komponentenknete ausgefüllt  und in die Mitte ein Metallstäbchen mit dem
Durchmesser der Kurbelwelle eingesteckt. Dieses muss aber vorher wieder
Fett oder Silikonöl benetzt werden, da ja die Schwungscheibe erst ganz
zum Schluss auf der Kurbelwelle befestigt wird.
 
 
Die CD wird erst nach Fertigstellung des Motors mit dem Kupferröhrchen
verklebt um sie bei ersten Lauf noch etwas ausrichten zu können.
 
Für die Anbindung von der Kurbelwelle zu den einzelnen Schubstangen
habe ich zwei Verbindungsteilen einer Lüsterklemme benutzt. Die eine
 Seite wurde mit einem 2mm Bohrer durchbohrt. Die andere Seite bleibt mit
der Schraube bestückt um sie an die Schubstange schrauben zu können.
 
 
Dann habe ich aus ein paar stabilen  Stücken Kupferkabel (ca.0.75mm)
auf einer Seite mit einer Rundzange die Ösen für die Kurbelwelle
gebogen und diese zur Probe auf die Kurbelwelle geschoben.
 
 
Dabei sollten die Ösen nicht viel größer als der Drahtdurchmesser
der Kurbelwelle sein, um nicht zuviel Spiel zwischen Kolben und
der Kurbelwelle zuzulassen. Die andere Seite des Kupferkabels
wurde abgewinkelt.
 
 
Dann werden die Enden durch die Lüsterklemmen geschoben und mit
kleinen Gummistückchen, die vorher gelocht wurden, gesichert.
 
 
Wenn alles leichtgängig funktioniert, wird die Aluplatte mit
Zweikomponentenkleber mit der Büchse luftdicht verklebt.
Die Schwungscheibe muss ebenfalls noch mit Klebstoff fixiert werden.
Das ganze sollte dann ungefähr so aussehen wenn es fertig ist.
 
 
Leider schleift bei meinem Modell die Schubstange zum Verdrängerkolben
noch so stark, so dass ein leichter Lauf bisher noch nicht möglich war.
Aber ich arbeite dran....
 
Vielleicht könnt mir ja einmal ein paar Bilder von Euren
gebastelten Modelle zusenden. Ich würde mich freuen
und würde sie hier mit Eurem Namen veröffentlichen.
 
PS: Falls Euch Tipps oder Anregungen zu diesem Motor einfallen und Ihr mir
diese zukommen lassen wollt, schreibt mir eine Mail oder tragt Euch einfach
in das Gästebuch ein. Danke
 
30.10.2011
Euer Tommy
 
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