Stirlingmotor - Selbstbau

[jiggo]

Hallo,

ich mache derzeit ein Praktikum bei einem Metallbetrieb und habe noch 12 Wochen vor mir. Ich habe im Internet diesen Stirlingmotor gesehen: http://www.youtube.com/watch?v=CXCkCU7shio und war begeistert von der einfachen Bauweise.

Deshalb habe ich überlegt, mir ebenfalls im Praktikum einen zu bauen. Allerdings haben wir dort keine Drehbank und Fräse. Säge, Bohrer, Handwerkzeuge, Schweißgeräte etc. sind aber alle vorhanden. Ich dachte mir, das Modell im Video in vereinfacherter Bauweise nachzubauen, und zwar in Handarbeit.

Zeit und Material(Bleche in verschiedenen Tiefen, Vierkantprofile...) habe ich mehr als genug. Das ganze wird dann natürlich einigermaßen improvisiert aussehen, aber hauptsache ich habe Spaß daran.

Meine Frage wäre, wie ich die Drehteile am besten herstelle. Ich könnte mich auch dumm und dämlich feilen, falls hier jemand erfahrungsgemäß mitteilen kann ob sowas funktioniert? Vielleicht hat jemand auch eine Anleitung, allerdings nicht diese Schulbastelanleitung mit Coladosen...

[Jeti]

Hallo,

Stirlingmotoren sind tolle Maschinen. Vor allem sind sie gut für Einsteiger da es mehr oder minder schwer ist einen Stirling zu bauen der nicht funktioniert so lange man keine grundlegenden Dinge falsch macht. Ich will hier aber auch nicht verschweigen das es ebenfalls sehr schwer ist einen Stirling zu bauen der sehr gut funktioniert.

Für dich denke ich das gerade das Fehlen einer Drehbank ein Problem ist. Eine Fräse brauchst du nicht unbedingt, das geht auch ohne. Ohne Drehbank wird es aber sehr schwer passende Kolben für deine Zylinder herzustellen. Diese müssen ja Gasdicht (oder zumindest näherungsweise Gasdicht) sein was mit einer engen Passung für Kolben sehr einfach und gut zu realisieren ist... aber mit Feilen wirst du da denke ich nicht weit kommen. Gerade an diesen Teilen entscheidet sich ja ob das ganze Funktioniert oder eben nicht. Die andere Möglichkeit ist wenn du Rundmaterial nimmst und den Zylinder durch ausbohren herstellst. Die Genauigkeiten die das Ganze dann erreicht sind aber nicht so hoch. Evtl. Kannst du den Zylinder noch mit einer Reibahle weiterbearbeiten...

Hoffe es hilft dir ein bisschen weiter.

Gruß
Jeti

[hans99]

Hallo,
kauf dir das hier: http://at.opitec.com/opitec-web/c/zz...archResult.jsf
(den Bausatz rechts)

Da hast Du genug zu tun.

Ich habe den Bausatz auch gekauft und zusammengebaut. Trotzdem hat er irgenwie nicht so funktioniert, wie er sollte.

Möglicherweise hatte ich nicht die Zeit oder Geduld dazu.

[jiggo]

Hallo,

danke für eure Antworten. An einem Bausatz bin ich nicht sehr interessiert, da der Reiz für mich darin besteht, etwas eigenes zu bauen.

Die Idee mit dem Rundmaterial klingt gut. Ich denke, ich müsste irgendwo noch was finden.

[Geistesblitz]

Ich seh es genauso wie Jeti, ohne Drehmaschine wirds wirklich schwer bis unmöglich. FÜr den Anfang ist es ja schon schwer genug, aus einem Rundstab einen Viekant zu feilen, der in den Maßen um weniger als 0,1mm abweicht und wo die Flächen überall sehr eben und winklig zueinander sind. Metallbaulehrlinge haben alle sowas durchmachen müssen, ich habs zumindest im Alleingang versucht. Bekomm lieber erstmal ein Gefühl für das Material und für Präzision, bevor du dich an sowas Schwieriges wagst. Nur mit Säge, Bohrmaschine und Schleifbock wirst du wohl nur verzweifeln.

[malthy]

Ich weiß nicht ob es praktisch eine Variante ist, aber vielleicht könntest du Glasspritzen als Zylinder zweckentfremden.

[Manf]

Wenn es um einen leichtgängigen und gut dichtenden Kolben im Arbeitszylinder geht dann ist der Einsatz von Ferrofluid sicher eine gute Idee.

[hbquax]

Ich bin da nicht so pessimistisch.

Es gibt Rundmaterial blank gezogen mit guter Oberfläche und genauem Durchmesser zu kaufen. Die Bohrung sollte natürlich gerieben werden, aber eine Reibahle wird sich ja wohl auftreiben lassen. Wenn der Kolben zu schwergängig ist kann man ihn auch vorsichtig mit 1000er Schleifpapier abziehen, bis er passt. Da das Arbeitsfluid Luft ist, muss er nicht so 100% dicht sein wie ein Hydraulikkolben. Der Verdrängerkolben hat sowieso Untermass, da muss nicht mal die Bohrung glatt sein, Kühlrippen kann man auch aus Blech schneiden und auflöten, oder man baut eine Wasserkühlung, dann gehts auch ohne Kühlrippen. Oder man baut den Kühlzylinder aus einem rechteckigen Alublock und schraubt einen Elektronik-Kühlkörper drauf. Man muss halt etwas kreativ sein und die Konstruktion den Fertigungsmöglichkeiten anpassen. Ein Schwungrad muss zum Beispiel gar nicht rund sein, ein Viereck, Sechseck oder Siebzehneck tuts auch, Kurbeln können einfach gerade Stücke sein usw, Presspassungen können durch einfache Bohrungen und Metallkleber ersetzt werden usw.
An den käuflichen Motoren sind viele Teile viel aufwendiger gefertig als nötig, weils ja hübsch aussehen soll, und auch viele Baupläne sind eher als Fingerübung für den Dreh-und-Fräs-Azubi konzipiert, es geht aber meistens auch viel einfacher! Eine Welle kann so konstruiert werden, daß sie nur einen Durchmesser hat, schon ist es wieder nur ein Stück Rundstahl. Für Lager kann man bei Conrad sog. Bundbuchsen kaufen, dann kann man die Bohrung einfach mit der Bohrmaschine machen, die Buchse wird eingepresst oder eingeklebt, und schon hat man eine astreine Lagerung. Es gibt auch noch die Methode "Schrott wird flott", also zugreifen wenn in der Schrottkiste ein alter Pneumatikzylinder, Rasenmähermotor etc. liegt.

Das Ganze soll ja schließlich ein Unikat werden, oder ? Also auf ans Werk, und wenn du nicht weiter kommst hast du ja dieses Forum.

[hbquax]

Noch ein Tip: Es ist evtl. sinnvoll, die geometrischen Eckdaten von einem bekannten Motor zu übernehmen, also Kolbendurchmesser, Hub, Länge der Pleuel usw., da diese Größen aufeinander abgestimmt sein müssen. Alle anderen Maße modifizierst du so, daß du es gut bauen kannst.

[jiggo]

Ich hab heute mal einen Testanlauf für den Zylinder/Kolben gestartet, hatte aber nicht viel Zeit. Ich hab Rundstahl-Vollmaterial für den Kolben genommen und die Bohrung im selben Durchmesser gemacht. Der Kolbenpasst einigermaßen, allerdings wenn man ihn mit dem Hammer reinschlägt. Danach habe ich etwas gefeilt, und nach und nach hat er besser reingepasst. Ich werde das aber demnächst alles sowieso noch mal gründlicher machen. Allerdings habe ich nicht die unendliche Auswahl an Material. Deshalb kann ich wohl vom Durchmesser her nicht so riesig variieren. Also müsste ich die Dimensionen des Zylinders/Kolben umrechnen.

So sah das ganze dann aus(Durchmesser vom Kolben: 12mm):

Ist das von der Passung her schon ausreichend? Ich vermute mal, mann muss den Kolben noch schmieren. Ein kleines Spiel wäre da wohl nötig, oder denke ich falsch?