Heißluftmotoren

Stirlingmotor Typ Gamma und Ringbom (09.2005)
Stirlingmotor Typ Beta (01.2012)

Die Wiederherstellung des Rebi-Heißluftmotors war der Anlass, einen Stirling-Motor zu bauen.
Im Gegensatz zum Vakuummotor ist der Stirlingmotor ein geschlossenes System.
Das Grundprinzip des Stirlingmotors kann anhand des Murmelmotors sehr anschaulich nachvollzogen werden.

Nach vielen Recherchen im Internet bin ich auf einen Materialbausatz von René Schaffer (http://www.modellschaffer.ch) gestoßen, der sich wohltuend von den üblichen Konstruktionen abhebt. Der Materialsatz ist für Leute interessant, die eine Drehmaschine und vielleicht sogar noch eine Fräsmaschine (muss aber nicht) besitzen und zu faul sind, sich die "Brocken" für einen Heißluftmotor einzeln zu besorgen. Für mich war wichtig, dass die Verdrängerkolbenstange mit der Führungsbuchse im Kühler passgenau vorgefertigt war (ich hatte zu diesem Zeitpunkt noch keine Reibahlen). Ist dieses Teil nicht leichtgängig und trotzdem luftdicht, dann ist der Traum vom Stirling ausgeträumt.
 
Stirling-Motor Typ GammaStirling-Motor Typ GammaStiling-Motor Typ Gamma
Ein Video des Motors, erst normal laufend und dann im Turbo-Mode

Zunächst war ich beim ersten Probelauf des Motors über die geringe Leistung des Stirling enttäuscht. Der Motor wollte einfach nicht richtig anlaufen. Erst nachdem ich die Gestänge exakt und reibungsfrei ausgerichtet, sowie den Verdrängerzylinder absolut dicht in den Kühler bzw. Regenerator eingepasst hatte, kam Schwung in die Angelegenheit.

Hier noch ein paar Tipps zum Bau des Motors:

1.) Wer den Arbeitszylinder nicht so ausdrehen kann, dass er dicht genug ist, sollte sich ein Alurohr besorgen (aussen 14 mm innen 12 mm) und dies in  den Zylinder einkleben. Der Innendurchmesser des Alurohres ist so beschaffen, dass der Kolben noch nicht reinpasst. Durch Aufreiben (vor dem Einkleben in den Zylinder!) mit z.B. einem guten 8 mm-HSS-Drehstahl als Reibahlenersatz lässt sich ein brauchbares Ergebnis erzielen.
Das beste Ergebnis ist allerdings mit alten Glasspritzen mit geschliffenem Glaskolben zu erzielen, so wie ich es später praktiziert habe.
Für diesen Stirlingmotor ist eine 5 ml-Spritze hervorragend geeignet, da die Abmessungen von Zylinder und Kolben passen. Die Glasteile müssen nur passgerecht mit einer Diamantscheibe (Proxxon) abgelängt werden. 

2.) Die Bohrungen auf der Hubscheibe bzw. die 3 mm - Achse und Achse zum Schwungrad müssen absolut parallel sein, sonst "schlackern" die Pleuelstangen die zur Hubscheibe führen. Ich habe hier kurzerhand die kleine Achse in die Hubscheibe nach sorgfältigem Ausrichten zur Schwungradachse eingeklebt, nachdem die Bohrung nicht so war wie sie sein sollte.

3.) Die Schubstange des Verdrängerkolbens muss absolut leichtgängig und trotzdem dicht in der Buchse laufen
(meiner Meinung nach das größte Problem). Ich habe wegen der Leichtgängigkeit weder die Schubstange noch den Arbeitskolben geschmiert. 
Weiterhin muss die Schubstangenverlängerung sehr zentrisch auf Schubstange drücken.
Kleine Winkelfehler führen dazu, dass die Schubstange klemmen kann. Die Art wie die Schubstange über den Kipphebelhalter geführt wird lässt eine optimale Führung sehr gut zu. Winkelfehler können schon dadurch entstehen, dass z.B. die Distanz-Stücke nicht beidseitig sauber parallel gedreht sind.
Geräusche die der Motor von sich gibt weisen darauf hin, dass zuviel Reibung oder im umgekehrten Fall zuviel Spiel vorhanden ist.

4.) Der folgende Test beim fertigen Motor zeigt, ob überhaupt eine Chance für die Lauffähigkeit besteht:
Arbeitskolben in obere Totlage bringen, dann Schwungrad leicht nach rechts drehen. Jetzt muss das Schwungrad mehr oder weniger stark zurückfedern. Ist dies nicht der Fall, dann ist das System undicht (vielleicht auch zu wenig Kolbenkompression) oder die Reibung ist zu hoch.

Da mir die Kompression des Arbeitszylinders zu gering war, habe ich den Kolben und Zylinder aus einer geschliffenen 5 ml-Glasspritze angefertigt und in den vorhandenen Aluzylinder eingepasst, bzw. dieses Teil neu gedreht.  Diese Glasspritze ist ideal, da der Kolbendurchmesser fast identisch ist. Außerdem ist die Kombination von geschliffenem Kolben und Zylinder sehr reibungsarm, braucht nicht geschmiert zu werden und bringt hervorragende Kompression. Der Motor lässt sich unmittelbar nach Wärmezufuhr andrehen und "rennt" los!! 
So ist der Motor eine wahre Freude, vor allem in der Kombination wie unten beschrieben.
Wenn der Motor gut ausgeführt wird, d.h. , wenig Reibung , gute Kompression kann er nach kurzer Anlaufzeit eine Drehzahl von ca. 1600 U/Min erreichen (abhängig von Flammenhöhe und Luftbewegung). Ein weiteres Kriterium für eine gute Bauweise ist die Tatsache, dass der Regenerator auch nach langer Laufzeit (mit einer Füllung "läuft" der Motor jetzt mehr als 120 min.) relativ kühl bleibt, d.h. die zugeführte Wärme wird sehr gut in Bewegungsenergie umgewandelt.
Die für diesen Motor ungewöhnlich hohe Drehzahl führe ich darauf zurück, dass ich die beweglichen Teile gewichtsmäßig abgespeckt, sowie Kugellager eingebaut habe (siehe unten)  und keine Schmierung durchführe. Ganz wichtig ist, dass die Führungbuchse für den Verdrängerkolben nicht geölt wird und der Verdrängerkolben so leicht wie möglich gebaut wird (dünne Aluhülse), damit auf die Führungsbuchse möglichst wenig Druck ausgeübt wird

-----------------------------------------------------

Nachtrag zum Stirlingmotor

Nach Recherchen im Internet über Stirlingmotoren ist es auch möglich, den Verdrängerkolben ohne Steuerung über einen um 90° versetzten Kurbeltrieb zu betreiben. Also habe ich  mal ganz einfach die Verbindung zum Verdrängerkolben weggelassen, Ringbom-Stirling und ich hätte es nicht geglaubt ..... der Motor läuft auch in diesem Modus!.
Der Verdrängerkolben steuert sich selbst über den Über- bzw. Unterdruck des Arbeitskolbens. Ich habe mir sagen lassen, dass dies nun ein Ringbom-Stirling wäre. Damit der Verdrängerkolben nicht an den Glaszylinder "knallt", habe ich provisorisch eine Gummibremse an der Schubstange angebracht, in die andere Richtung wird der Verdrängerkolben durch Anschlagen an die Pleuelstange des Arbeitskolbens gebremst. Im Video ist das deutlich zu hören. Die Drehzahl des Motor hat sich drastisch verringert und beträgt vielleicht nur noch ewa 300-800 U/Min, je nachdem, wie sich der Motor "verschluckt". Was auffällt, ist der rechteckförmige Verlauf des Verdrängerkolbens gegenüber dem sinusförmigen Verlauf des Arbeitskolbens und der nunmehr grössere Hub des Verdrängerkolbens. Auch habe ich den Eindruck, dass der  Motor in diesem Modus mehr Leistung hat.
Als Ziel schwebte mir vor, den Motor mit einem Handgriff  vom Gamma- zum Ringbom-Typ umzustellen. 
Ich habe dazu die Verbindung zwischen Kipphebel und Schubstange aus Kohlefaser (Gewichtsgründe!) hergestellt und sonst Gamma-Typ und Ringbom-Typnoch Teile abgespeckt, bzw. weggelassen (siehe Bild). Die zwei Gleitlager auf der Hubachse habe ich durch Kugellager 3x6x2,5 ersetzt. In den Kipphebel habe ich ein Kugellager 3x6x2,5 eingepresst. Die Gummibremse an der Schubstange habe ich durch einen Alu-Ring mit Teflonscheibe ersetzt. Es ist nun ganz einfach möglich, den Motor sowohl als Gamma-Stirling als auch Ringbom-Stirling laufen zu lassen Das Video  zeigt dies sehr schön.. Die Verlängerung braucht nicht zusätzlich gesichert zu werden, solange der Kohlestift einigermaßen stramm in das in das Kugellager am Kipphebel reingeht.
Der Motor läuft im Ringbom-Modus in beiden Richtungen, allerdings rechts herum schlechter, da die Pleuelstange aufgrund der Bauart des Motors den Verdrängerkolben im falschen Moment abbremst.

Nach meinen Recherchen ist dies der erste Heißluftmotor der auf einfache Weise sowohl als Gamma-Stirling als auch als Ringbom-Stirling funktioniert. Ebenso scheint es der erste Ringbom-Stirling mit waagerecht angeordnetem Verdrängerzylinder zu sein!

Niedertemperaturstirling/Handwärmestirling-Ringbom(03.2011)

Einen Stirlingmotor der mit Handwärme funktioniert, den wollte ich auch noch bauen.
Der Handwärmestirling unterscheidet sich vom klassischen Stirling dadurch, dass er im Verhältnis zum Arbeitskolben einen viel größeren Verdrängerkolben hat und dadurch erheblich mehr Luftvolumen umschaufeln kann. Dies ist typisch für alle Niedertemperaturstirlingmotoren. Dies kann man bis zum Extremen betreiben und Motoren bauen, die noch bei einer Temperaturdifferenz von ca 0,8° Kelvin funktionieren. Herr Schager ist so ein Spezialist für absolute Niedertemperatur-Stirlingmotoren. Dies ist aber ein Gebiet, bei dem der normale Modellbauer schnell an seine Grenzen stößt.
Nun zum Bau des Handwärmestirling: ich bin nicht der Modellbauer der ständig bauen muss und will, sondern der auch mal gerne auf  Fertigteile zurückgreift.
Da kam mir gerade recht, dass ich bei ebay einen Motor gesehen habe, der von foosoo-trading für ca. 30-32 Euro incl. Versand angeboten wird.Handwärmemotor/Handwärmestirling Originalzustand Ich weiß, dass jetzt viele Modellbauer aufschreien werden:  wie kann man nur so etwas fertig kaufen. Trotzdem hat mir der Motor sofort von der Art her gefallen --> scheinbar schickes Schwungrad und ganz wichtig Arbeitskolben und Arbeitszylinder aus Glas.
Ich wußte, dass ich für 30 Euro nicht allzuviel erwarten durfte, doch verglichen mit dem Karton-Stirling für 25-50 Euro ist dies wahrlich ein Schnäppchen. Das Schwungrad ist zwar nicht in Kugellager geführt, sondern ganz einfach in Spitzenlager, aber das reicht, wie ich feststellen konnte, vollkommen aus. Gut gelöst ist auch die Befestigung von Arbeitskolben und Verdrängerzylinder. Die Pleuel für Kolben und Verdränger werden in die Kurbelwelle eingeklippst, der Kolben wird mit einer Spreizfeder am Pleuel geklemmt. Der Verdränger wird ebenfalls über die 2mm- Achse auch nur geklemmt.
Das Schwungrad meiner Lieferung war leider etwas eingedrückt, es ist zwar aus Messing, aber nicht massiv, sondern irgendwie gepresst.
Ich habe kurzerhand das Schwungrad auf der Drehmaschine "glattgebügelt" und auf "Nichteiern" ausgerichtet. Ebenso mußte ich den Arbeitszylinder neu ausrichten, er war etwas schief eingeklebt.
Nach dem Zusammenbau und Justage des Motors konnte ich erfreut feststellen, dass der Betrieb mit Handwärme mit viel Geduld möglich ist (Betonung liegt auf viel Geduld).
Im Video steht der Motor auf einem auf ca. 38 °C aufgeheiztem Eisenklotz
An Verbesserungen habe ich die Durchführung zum Verdränger aus einer 1ml Glasspritze angefertigt, super dicht und trotzdem reibungsarm.
Den Boden und Deckel  des Motors (beide aus verchromten Blech) habe ich neu aus 2mm Aluminium angefertigt.. 
Die Bilder zeigen den Vergleich Original und "Fälschung".
Alles in Allem kann ich jedem Modellbauer, der wie ich, nicht alles selbst machen will, diesen Motor empfehlen. Man kann den Motor durchaus durch Eigenleistung noch mehr aufpäppeln. Die Grundzutaten hierfür sind vorhanden.
Meine Hoffnung war, dass ich durch die Änderungen am Original den Motor mit einer kleineren Temperaturdifferenz betreiben könnte.
Doch da wurde ich enttäuscht. Konstruktionsbedingt braucht der Motor eine Temperaturdifferenz von wenigstens 15°- 20° Kelvin.
Um hier eine Verbesserung zu erreichen, müßte der Motor nach dem Ringbom-Prinzip umgebaut werden.
Nachdem der Motor nur mit "Hängen und Würgen" als Handwärmemotor zu gebrauchen war, habe ich mich schneller als geplant dazu aufgerafft, den Motor auf Ringbom-Steuerung umzubauen. Diese Änderungen sind nun gegenüber den ersten Änderungen nicht mehr als einfach zu bezeichnen.
Handwärmestirling Ringbom-SteuerungDas Schwungrad ist doppelt kugelgelagert und auch im Pleuel kam ein winziges Kugellager (1,5x4x1,2mm) zum Einsatz.  Der Verdränger hat  keine Verbindung mehr zum Schwungrad! Durch eine Feder wird der Verdränger in Neutrallage gehalten. Der Arbeitskolben steuert nun durch Unter-bzw. Überdruck den Verdränger aus der Neutrallage heraus, um so die Luft vom warmen in den kalten Bereich und umgekehrt zu schaufeln.
Es bleibt festzuhalten, dass der Aufwand für den Umbau groß war, doch er hat sich auf alle Fälle gelohnt, denn der Motor dreht nun sicher ab einer Temperaturdifferenz von ca. 6° Kelvin, d.h. wenn die untere Aluplatte einigermaßen Handtemperatur hat, dreht der Motor mit ca. 60-80 U/min (Video).
Anmerkung:
Auch wenn der Umbau mit dem ursprünglichen Motor fast nichts mehr gemeinsames hat, war der große Vorteil des Kaufmotors darin zu sehen, dass die Abmessungen und Bohrungen sowie der Arbeitzylinder mit Pleuel und das Schwungrad direkt übernommen werden konnten.
Man kann diesen Handwärmemotor auch so bauen, dass mittig der Arbeitskolben angeordnet ist und am unteren Ende des Kolbens ist ein Magnet angebracht, der den Verdrängerkolben (ebenfalls mit Magnet)  im UT anhebt und wenn der Kolben in Richtung OT geht, fällt der Kolben aufgrund der nachlassenden Magnetkraft wieder runter. Dies ist auch eine Art Ringbom-Stirling, mit dem Unterschied, dass der Verdrängerkolben nicht durch Über- bzw.Unterdruck in der Lage verändert wird, sondern durch magnetische Kräfte. Die Magnete müssen natürlich sauber aufeinander abgestimmt sein und auch der Hub muss stimmen, damit das Ganze zufriedenstellend funktioniert. Foosoo-Trading scheint so einen Motor bei ebay anzubieten.

Niedertemperaturstirling mit Ringbom-Magnetsteuerung

Niedertemperaturstirling mit Ringbom-Magnetsteuerung
 

Stirlingmotor Typ Beta (01.2012)

Es gibt noch einen Stirlingmotor neben dem Typ Alpha  der in meiner Sammlung fehlt, und das ist der Beta-Stirling
Und da noch ein Graphitkolben und Schwungrad so rumlagen, habe ich mir gesagt, wie seinerzeit Herr Röhrich im Werner-Film "Tut das Not, dass das hier so rumoxydiert". Also ran an die Arbeit.
Beim Beta-Stirling sind Verdränger und Kolben hintereinander angeordnet, ähnlich wie beim Manson-Motor, nur nicht starr, sondern durch den Kolben führt luftdicht gleitend die Stange zum Verdrängerkolben. Der Clou bei diesem Motor ist folgender: Die Luft wird ohne Umwege direkt vom Heizbereich in den Arbeitsbereich und zurück geschaufelt und soll somit besser als der Gamma-Typ hinsichtlich Leistung und Wirkungsgrad sein, und das will ich mit dem Bau auch mal überprüfen.
Mit der Durchführung der Verdrängerkolbenstange durch den Arbeitskolben, da fangen auch schon die Schwierigkeiten an, nämlich luftdicht und reibungsarm soll die Anordnung sein.
Als Kolben nehme ich wieder das bewährte Graphit (Ø 19 mm). Im Kolben werde ich die Durchführung zum Verdrängerkolben aus einer 1 ml Glasspritze anfertigen. Damit ist Reibungsarmut und Dichtigkeit bestens gewährleistet. Das Einkleben des Glaszylinders in das Graphit macht insofern keine Schwierigkeiten, da die Ausdehnungskoeffizienten von Graphit und Borosilikat ähnlich sind ( 2 Graphit  und ca 3 Borosilikat).
Mit was wird nun der Glaszylinder der 1ml-Spritze in das Graphit geklebt? Ganz einfach mit Cyanacrylat. Dieser Kleber fließt kapillar sauber in die Zwischenräume und verklebt das Glas luftdicht, nur ist darauf peinlich zu achten, dass von dem Schnellkleber nichts in das Röhrchen gelangt.
Der Verdrängerkolben wird mit einem in den hohlen Teil des Glaskolbens geklebten Kohlefaserstab fixiert und auf der anderen Seite des Kohlefaserstabes wird das Pleuelgelenk angebracht.
Der Graphitkolben läuft in einem Messingrohr, dieses wird in einen Zylinder aus Aluminium eingeschrumpft.
Da das Graphit beim Abdrehen eine Riesensauerei macht, stelle ich die kleinste Drehzahl ein, bzw. drehe das Futter von Hand mit automatischen Vorschub. Bei diesem Verfahren rieselt das Graphit schön langsam herunter und ich kann es mit einem kleinen Behälter auffangen.
Beim Einschrumpfen des Messingzylinders in den Aluzylinder gehe ich folgendermaßen vor: der Aluzylinder wird ca. 10µm auf Übermaß ausgedreht und dann so heiß gemacht, dass der Messingzylinder "reinfällt". Wenn dann später das Ganze heiß wird, bleibt der Messingzylinder trotz kleinerem Ausehnungskoeffizeinten fest eingeklemmt, denn mehr als 100° C wird das Gesamtgebilde ohnehin nicht warm.
Als Verdränger nehme ich eine Zigarrenhülse mit 20 mm Durchmesser und als Heizzylinder ein Reagenzglas mit 21.5 mm Innendurchmesser (außen 24 mm).

Teile Beta-StirlingBeta-Stirling Graphitkolben mit Durchführungskolben

Auf dem linken Bild sind die Rohteile zu sehen. Mittleres Bild der Alu/Messing-Zylinder mit Graphitkolben und eingeklebtem Glaszylinder und  Glaskolben der 1ml-Spritze. Rechtes Bild die fertigen Einzelteile.

Beta-Stirling als Ringbom-TypBeta-Stirling

 Der fertige Motor als Beta-Ringbom-Stirling  und als konventioneller Beta-Stirling

In einem ersten Test zeigte es sich, dass die Durchführung und der Arbeitskolben so reibungsarm und luftdicht arbeiten, dass der Beta-Stirling auch als Beta-Ringbom-Stirling betrieben werden kann (siehe Video). 
In bin mir nur nicht sicher, ob ich den Motor tatsächlich so betreiben soll, denn trotz Gummidämpfer sind die Anschlaggeräusche des Verdrängerkolbens sehr laut und dann habe ich Bedenken, dass bei höheren Drehzahlen der Verdrängerkolben in Mitleidenschaft gezogen werden könnte. Das Ringbom-Prinzip ist insofern bestechend, weil der Verdränger, wie gewünscht, diskontinuierlich arbeitet.
Wenn ich dies nun mit starrer Kopplung von Arbeitskolben und Verdrängerkolben haben möchte, dann habe ich einen gewaltigen mechanischen Aufwand.
Andere Ansteuerungen wie z.B. ein rhombisches Getriebe haben auch zuviel Mechanik und das ist nicht meine Ambition, das mag zwar hübsch aussehen, aber die daraus resultierenden Vorteile werden durch Verluste hinsichtlich Leistung und Wirkungsgrad wieder geschmälert.
Das rhombische Getriebe hätte meiner Meinung nur den großen Vorteil, dass der Arbeitkolben und Verdrängerkolben zentrisch geführt werden könnten. Ein Ausgleich der schwingenden Massen, wie er beim Rhombengetriebe möglich ist, ist bei meiner Leichbauweise nicht erforderlich. Die zentrische Ansteuerung wäre auch mit einer schönen Kurbelwelle möglich, aber da ist der Aufwand auch schon wieder größer.
Meine Devise lautet, so einfach wie möglich, und so habe ich mich entschlossen, den Verdränger ganz primitiv starr anzukoppeln.
Bewogen dazu haben mich obendrein die harten Geräusche der Ringbom-Steuerung und wie ich befürchtet habe, das Losrütteln des Verdrängers nach längerer Laufzeit (auch durch die Hitze bedingt). Die Verklebung hält dem nicht stand und auch die Verdrängerstange "fluscht" nach längerer Laufzeit auch nicht mehr so richtig. Die horizontale Anordnung des Verdrängerkolbens ist beim Ringbom-Prinzip nicht optimal, weil durch das Gewicht des Verdrängers große punktuelle Kräfte jeweils an den Endpunkten der Führung auftreten, wie die nachfolgende Skizze zeigt:

Diese Kräfte spielen bei zwangsgeführtem Verdränger keine so große Rolle. Deshalb wird die Ringbom-Steuerung fast immer vertikal ausgeführt!

Ich habe also den Motor in einfacher Kinematik aufgebaut und er läuft ausgesprochen gut.
Das Video zeigt die extremen Drehzahlunterschiede in denen der Motor betrieben werden kann, abhängig von der Temperatur.
Nach 3 Min. Betrieb wird locker die 1200 U/Min erreicht und läßt sich bis auf  2000 U/Min (gemessen) steigern! Das ist nur deshalb möglich,  weil u.a. die beweglichen Teile (Verdränger, Gestänge) sehr leicht sind und die Bauausführung wohl optimal ausgelegt ist.
So schön auch der Beta-Ringbom-Stirling wegen der diskontinuierlichen Verdrängersteuerung gewesen wäre, aber größere  Drehzahlen und damit die größere Leistung ist mit dem Ringbom-Prinzip nicht möglich, dazu ist die Trägheit und Reibung des Verdrängerkolbens einfach zu groß.
Was die Leistung betrifft, scheint der Beta-Stirling tatsächlich besser zu sein als der Gamma-Stirling, obwohl der Vergleich mit meinem Gamma-Stirling nicht gerade fair ist, da der Beta-Stirling einen größeren Hubraum hat.
Der Beta-Stirling stellt für den Modellbauer eine größere Herausforderung dar, da eine luftdichte und reibungsarme Verdrängerstange durch den Arbeitskolben nicht so einfach zu fertigen ist, da kam mir die 1ml-Glasspritze gerade recht und auch die Antriebsgestänge habe ich bewußt einfach gehalten, von den Kugellagern mal abgesehen. Des weiteren müssen die Bohrungen durch die Pleuel absolut parallel fluchten und auch die horizontale Ausrichtung der Gestänge muss stimmen, sonst fängt das Gestänge sofort an zu klemmen und die Drehzahlen werden nicht erreicht!!
Es empfiehlt sich die Pleuel so lang wie möglich zu machen, so dass die Gelenkpunkte nahe am Arbeitskolben bzw. der Verdrängerstange liegen. Das vermindert die Querkräfte auf Verdrängerstange und Arbeitskolben. Werde ich bei meinem Arbeitskolben wohl noch machen. 
Das schöne auch an diesem Motor ist die absolute Wartungsfreiheit, ja es ist sogar tödlich, wenn auch nur ein Hauch von Öl auf den Kolben oder die Durchführung gelangt, falls man auf die Idee kommen sollte, vielleicht doch die Pleuelscharniere leicht zu ölen,das bremst den Motor sofort aus!

Hier nochmal kurz die technischen Daten des Motors für eventuelle Nachbauer:

Verdrängerzylinder: Reagenzglas Borosilikat  24 mm Ø aussen, 21,5 mm innen, 60 mm lang.
Verdrängerkolben:  Zigarrenhülse Alu 20 mm Ø, 40 mm lang.
Zylinder:                 Alu  38 mm Ø, 58 mm lang mit eingeschrumpfem Messingrohr 21 mm Ø aussen,
                              19 mm innen, 40 mm lang. Einstich für Glaszylinder ca 15 mm.
Kolben:                  Graphit 19 mm Durchmesser, 20 mm lang. Kolben ist im UT ca. 3 mm im Zylinder
Hub Kolben:           10 mm.
Hub Verdränger:     15 mm.
Pleuellänge:             min. jeweils 50 mm
Kugellager:              4 Stück, 2x Schwungrad, jeweils 1x im Pleuel.
Schwungrad:            Messing 70 mm Ø, 8 mm breit, 4mm Achse

Die Kugellager auf der Hubscheibe wurden jeweils mit passenden Distanzstücken bzw. mit Loctite fixiert.
Das ist notwendig, damit die Pleuel im Betrieb parallel ausgerichtet bleiben. Nur so ist die hohe Drehzahl möglich.

Nachtrag zum Beta-Ringbom-Stirling:
Es gibt vielleicht doch eine Möglichkeit den Motor als Ringbom-Beta-Stirling ohne die harten Anschlaggeräusche zu betreiben, indem der Verdrängerkolben bzw. das Ende der Kolbenstange über ein kleines Gelenk mit Federstahl geführt wird. Die Federkraft könnte dann progressiv so gestaltet werden, dass sich automatisch eine Anschlagbegrenzung ergibt.
 

Startseite