Stirlingmotor
Der Stirlingmotor besteht in den meisten Fällen aus zwei Zylindern, dem Arbeitszylinder und dem Verdrängerzylinder, die wiederum miteinander luftdicht verbunden sind. Der im Verdrängerzylinder liegende Kolben liegt nicht eng an der Wandung an, so das hier noch die Luft an ihm vorbei strömen kann. Beheizt wird der Verdrängerzylinder am äußersten Ende. Zur Unterstützung der Kühlung sind am anderen Ende Kühlrippen angebracht. Bei einigen Motoren wird auch Wasser zur Kühlung verwendet. Der Arbeitskolben und Verdrängerkolben sind phasenversetzt mit der Kurbelwelle verbunden. An der ein Schwungrad befestigt wurde. Die Luft, die sich im Verdrängerzylinder befindet, wird durch die Befeuerung erhitzt. Die Wärme bewirkt eine Ausdehnung der Luft, dadurch wird der Arbeitskolben mit Hilfe des Schwungrades in Bewegung gesetzt. Zuerst wird der Arbeitskolben nach außen bewegt, während der Verdrängerkolben in den beheizten Zylinder geschoben wird. Dadurch wird die erhitzte Luft in den gekühlten Teil des Motors gedrückt, wo sie schnell abkühlt und ihr Volumen verringert sich. Das verringerte Luftvolumen in diesem Teil bewirkt, das der Arbeitskolben, mit Hilfe des Schwungrades, sich wieder in den Zylinder schiebt. Die Drehbewegung sorgt dafür, das der Verdrängerkolben wieder nach außen gezogen wird, wodurch die gekühlte Luft in den Raum über der Befeuerung (Verdrängerzylinder) strömt. Dort wird sie erneut erhitzt, dehnt sich aus, und der Prozess beginnt erneut.
Stirlingmotoren erfreuen sich im Modellbau größter beliebtheit.
Der Stirlingmotor "Die große Laura" ist vom Design ähnlich, wie ein liegender Plank-Heißluftmotor von 1910. Diese liegende, luftgekühlte Wärmekraftmaschine verfügt wie jeder Stirlingmotor über zwei Zylinder mit Kolben, dem Verdrängerzylinder und dem Arbeitszylinder. Der Arbeitszylinder ist aus Stahl, der Verdrängerzylinder ist aufgrund der besseren Wärmeleitfähigkeit aus Aluminium mit 60mm Durchmesser. Zusätzlich ist der Verdrängerzylinder noch mit Kühlrippen versehen um eine möglichst lange Laufzeit der Maschine zu gewährleisten. Der Heißluftmotor verfügt wie sein historisches Vorbild über einen Schwungrad und eine Riemenscheibe. Das Modell Der Stirlingmotor "Die große Laura" ist wie man schon am Namen erkennen kann, eine große Version unseres sehr erfolgreichen Materialbausatzes Stirlingmotor "Laura". Die Größe dieses Modells bringt einige Vorteile mit sich. Der Stirlingmotor kann aufgrund der großen Fläche die Wärme besser ableiten und dardurch länger laufen. Der Tank des Stirlingmotors "Die große Laura" ist extra groß dimensioniert. Eine Tankfüllung Brennspiritus reicht je nach Flammengröße 8-10 Stunden. Außerdem sind mit diesem großen Stirlingmotor deutlich geringere Drehzahlen möglich als mit kleinen Modellbau Stirlingmaschinen. Aber auch hohe Drehzahlen sind für das Modell kein Problem. Über ein Stellrad kann die Drehzahl bei diesem Heißluftmotor geregelt werden. Der Brenner ist fest mit dem Modell und der Grundplatte verbunden. Auf der Antriebswelle läuft ein 140mm Schwungrad und eine Riemenscheibe in unserer bekannten Stahlguss Qualität. Der Arbeitszylinder besteht aus einem Hydraulikzylinderrohr und muss innen nicht mehr bearbeitet werden. Die beiliegende Eichenholz Grundplatte ist ebenfalls vorgefräst. Der Bauplan und die Bauanleitung der dem Stirlingmotor beiliegt, sind sehr umfangreich, detailliert und leicht verständlich. Für den Modellbauer der schon immer einmal einen großen Stirlingmotor selber bauen wollte, ist der Stirlingmotor "Die große Laura" ein gut geeignetes Modell. Maße des Modellbau Stirlingmotors Grundplatte: 255mm x 120mm Schwungrad: 140mm Riemenscheibe: 56mm Gesammthöhe: 120mm Arbeitskolben: 30mm Verdrängerkolben: 35mm Länge über alles: 410mm Im Lieferumfang vom Materialbausatz Stirlingmotor "Die große Laura" sind enthalten Gefräste Holz-Grundplatte Fertig gefräste Frästeile Messing, Stahl, Edelstahl und Silberstahl Rohmaterial für die Drehteile Zylinderhülse aus Hydraulikzylinderrohr Schwungrad und Riemenscheibe aus Stahlguss Alle benötigten Schrauben, Muttern, Dichtungen, Madenschrauben und Docht Bauplan Modellstirling "Die große Laura" Zeichnungen (14 Blatt) und Bauanleitung (9 Blatt) Alle zum Bau des Stirlingmotors "Die große Laura" erforderlichen Materialien, Schrauben und Zubehörteile sind im Bausatz enthalten. Alle Frästeile sind so weit vorbereitet, dass diese nur noch entgratet und eventuell gebohrt werden müssen. Zum Bau des Stirlings werden eine mittelgroße Drehmaschine, eine Ständerbohrmaschine sowie ein Gasbrenner zum Hartlöten und zum Weichlöten benötigt. Des Weiteren ist noch Handwerkzeug, welches sich in jeder "Modellbau Maschinenwerkstatt" befinden sollte (Gewindebohrer M2, M3, M4, M8x0,75, M10x1 Schneideisen M3, M8x0,75, M10x1 Reibahle 3H7, 4H7, 5H7, 8H7, 10H7) Feilen und ein Bohrerset von Nöten. Einen ausführlichen Baubericht von diesem Modell finden Sie in unserem Bengs Modellbaumagazin. Im Baubericht vom Stirlingmotor “Die große Laura“ finden Sie sehr viele Bilder und Erklärungstexte. Somit können Sie sich im Voraus über die anfallenden Arbeiten informieren. Aber auch während des bauens kann Ihnen der Baubericht des Stirlingmotors weiterhelfen.
Der Stirlingmotor Laura 2 ist ein Materialbausatz für den technischen Modellbau. Er richtet sich an Modellbauer, die ein funktionierendes, mechanisch Modell selbst fertigen möchten und dabei Wert auf nachvollziehbare Konstruktion und Freude am Technischen Modellbau haben.Bei der Laura 2 handelt es sich um einen Gamma-Stirlingmotor mit getrenntem Arbeits- und Verdrängerkolben. Die Konstruktion ist übersichtlich aufgebaut und ermöglicht es, die Funktionsweise des Stirlingprinzips gut nachzuvollziehen. Der Motor ist für den Betrieb mit einem Spiritusbrenner ausgelegt und eignet sich sowohl als Vorführmodell als auch als Werkstattprojekt. Aufbau und Lieferumfang Der Bausatz besteht aus einer Kombination aus fertig gefrästen Bauteilen und Rohmaterial für Drehteile. Alle Teile sind so ausgelegt, dass sie mit eine kleinen Drehbank und üblichen Werkzeugen aus dem Modellbau gefertigt werden können. Vorgefertigte Frästeile aus Messing Rohmaterial für alle Drehteile Schwungrad aus Stahlguss Wellen, Lager, Schrauben und Verbindungselemente Glasrohr (Reagenzglas) für den Verdrängerkolben Bauzeichnungen und eine ausführliche Baubeschreibung Werkstattanforderungen Für den Bau der Laura 2 sind grundlegende Kenntnisse im Metallmodellbau eine gute Voraussetzung. Jedoch richtet sich dieses Modell auch speziell an Anfänger im technischen Modellbau. Benötigt werden unter anderem: Drehmaschine kleine Ständerbohrmaschine Lötmöglichkeit für Weichlot Übliches Handwerkzeug Der Bausatz ist nicht als Schnellbausatz konzipiert, sondern als klassisches Modellbauprojekt mit eigenen Fertigungsschritten. Technische Daten Grundplatte: ca. 140 × 100 mm Schwungrad: Ø ca. 80 mm Gesamthöhe: ca. 105 mm Arbeitskolben: Ø ca. 12 mm Verdrängerkolben: Ø ca. 14 mm Baubericht im Modellbau-Magazin Einen ausführlichen Baubericht mit vielen Fotos, Hinweisen zum Aufbau und Hintergrundinformationen zur Konstruktion finden Sie im Modellbau-Online-Magazin von Bengs Modellbau.
Durchschnittliche Bewertung von 5 von 5 Sternen
Das Original Großbritannien, Amerika und Frankreich hatten bis 1850 mehrere bemerkenswerte Heißluftmotoren vorgestellt. Überraschenderweise hatte Deutschland bis zu diesem Zeitpunkt keine bedeutenden Innovationen in diesem Bereich hervorgebracht, erst 1867 brachte der Deutsche Wilhelm Lehmann eine bedeutende Neuerung auf dem Gebiet der Heißluftmaschinen hervor. Eine späte Innovation, aber eine beeindruckende: der Lehmann-Luftexpansionsmotor!Das Modell Stirlingmotor RainerDas Modell von dem Lehmann Stirlingmotor hat eine Gesamtlänge von 285 Millimeter. Wir haben uns bei der Konstruktion unseres Stirlingmotors versucht so nah wie möglich am Original zu orientiert. Jedoch ist es keine 100% Kopie des Originals. Unser Modell wird mit einem Spiritus Brenner betrieben. Der Brenner ist fest mit der Grundplatte aus Eiche verschraubt. Der Kühlmantel der beim Original ein massives Gussteil war wird bei uns aus mehreren Messing Frästeilen zusammengesetzt und weichgelötet. Das Modell verfügt genauso wie der Original Lehmann Stirlingmotor über einen funktionsfähigen Fliehkraftregler der die Geschwindigkeit der Heißluftmaschine regeln kann. Wie beim Original öffnet der Fliehkraftregler ein Ventil das es der Luft im Arbeitsraum des Stirlings ermöglicht zu entweichen. Das Schwungrad mit 140 mm Durchmesser besteht aus einem sehr sauberen Stahlguss. Zusätzlich verfügt der Stirlingmotor noch über ein 48mm Riemenscheibe mit der man zum Beispiel kleine Antriebsmodelle antreiben könnte.Drehzahlregelung über FliehkraftreglerDieser Stirlingmotor verfügt über einen funktionierenden Fliehkraftregler. Bei ausreichender Geschwindigkeit heben sich die Kugeln des Regler. Dadurch wird ein Hebel bewegt der ein Ventil betätigt. Wird das Ventil geöffnet kann die Arbeitsluft aus dem Verdrängungszylinder entweichen. Durch den verringerten Druck funktioniert der Stirling Prozess nicht mehr optimal und der Motor verringert seine Geschwindigkeit. Zum einstellen der gewünschten Geschwindigkeit kann man wärend des Betriebs über ein Handrad die Federspannung des Ventils einstellen.Hier finden Sie einen umfangreichen Baubericht zu dem ModellAlle zum Bau des Stirlingmotors erforderlichen Materialien und Schrauben sind im Bausatz enthalten. Zum Bau werden eine Drehmaschine und eine Ständerbohrmaschine, sowie ein Gasbrenner zum Weich- und Hartlöten benötigt. Außerdem sollte folgendes vorhanden sein: Gewindebohrer M2, M3,M4, M6x0,75 und M10x1 Schneideisen M2, M3, M4, M6x0,75 und M10x1 Reibahlen 3H7, 4H7,6H7, Feilen und ein Bohrerset. Ansonsten sind noch Handwerkzeuge, welche sich in jeder „technischen Modellbau Werkstatt“ befinden sollten Maße des Modellbau Stirlingmotors Grundplatte: 255mm x 120mm Schwungrad: 140mm Riemenscheibe: 48mm Gesammthöhe: 210mm Arbeitskolben: 28mm Verdrängerkolben: 25mm Länge über alles: 285mm Im Lieferumfang vom Materialbausatz Stirlingmotor "Rainer " sind enthalten Holz-Grundplatte Fertig gefräste Frästeile Messing, Stahl, Edelstahl und Silberstahl Rohmaterial für die Drehteile Zylinderhülse aus Präzirohr Schwungrad Alle benötigten Schrauben, Muttern, Dichtungen, Madenschrauben und Docht Bauplan Modellstirling "Rainer" Zeichnungen (14 Blatt) und Bauanleitung (9 Blatt)
Unser Modell Rufus ist ein Modell eines thermoakustischen Stirlings (Lamina Flow Stirling). Der Aufbau des thermoakustischen Stirlingmotors ist sehr einfach. Bei Rufus wird der Arbeitskolben durch einen thermoakustischen Effekt bewegt. Ein thermoakustischer Effekt entsteht, wenn Luft in einer Röhre erhitzt und mithilfe einer Erregerquelle (z.B. Stahlwolle) in Schwingungen versetzt wird, so dass sich in der Röhre (Rijke-Röhre) eine stehende Welle bildet. Wie beim Stirlingmotor gibt es auch hier den Kreislauf von expandierender und kontrahierender Luft (Gas). Ein Vergleich mit dem Stirlingmotor ist auch insofern möglich, als dass es sich um ein geschlossenes System handelt, obwohl der thermoakustische Stirling keinen Verdrängerkolben verwendet. Dies macht den Aufbau des Motors so einfach. Der thermoakustische Stirlingmotor Rufus läuft nahezu geräuschlos. Er wird mit einem kleinen Brenner, der mit Spiritus gefüllt ist, erhitzt. Der Arbeitskolben besteht aus Graphit und muss nicht geschmiert werden. Der Stirlingmotor 'Rufus' Materialbausatz ist nach dem bekannten BENGS-Modellbauprinzip aufgebaut. Alle Frästeile sind soweit vorbereitet, dass sie nur noch entgratet und ggf. gebohrt werden müssen. Die Drehteile sind unbearbeitet. Das Schwungrad kann auch auf einer kleinen Drehbank hergestellt werden. Im Lieferumfang enthalten sind: Fertig gefräste Teile Rohmaterial für die Drehteile und Graphitkolben Rohmaterial Schwungrad (Aluminium) Gefräste Holzgrundplatte aus Eiche Material für den Brenner Alle benötigten Schrauben, Muttern, Glasröhrchen, Glasfaserdocht, Kugellager und O-Ringe Bauplan Stirlingmotor Rufus Zeichnungen (6 Blatt) und Bauanleitung (2 Blatt) Abmessungen Thermoakustischer Stirlingmotor Rufus Grundplatte: 170mm x 100mm Schwungrad: 60mm Gesamthöhe: 88mm Gesamtlänge: 255mm Arbeitskolben (Graphit): 18mm Zum Bau des thermoakustischen Stirlingmotors Rufus Materialsatzes benötigen Sie eine kleine Drehbank (mind. Opti D180 x 300), eine kleine Bohrmaschine und einen Gasbrenner zum Weichlöten. Ansonsten wird Handwerkzeug benötigt, welches in jeder „Dampfmaschinenwerkstatt“ vorhanden sein sollte (M2 Gewindebohrer, 3H7, 6H7 Reibahle, Feilen, Bohrersatz, Schraubensicherungsmittel).