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Bauanleitung für einen Stirlingmotor

Stirlingmotoren sind faszinierend und es gibt einige Bauanleitungen für Stirlingmotoren, die recht einfach nachzubauen sind. Ein Stirlingmotor kann auch anzeigen, ob Ihr Kaffee noch warm ist.

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Testen Sie die Temperatur mit Stirlingmotoren.
Testen Sie die Temperatur mit Stirlingmotoren.

Was Sie benötigen:

  • 2 Metallscheiben
  • Acrylglasrohr
  • Silikon
  • Styropordeckenplatte
  • Plastiktrinkhalm
  • Tablettenröhrchen
  • Rundhölzer 20 cm
  • Leiste
  • 2 Holzscheiben
  • Holzstäbchen
  • CD
  • dünner Draht
  • Unterlegscheibe

Vorbemerkung zur Bauanleitung

Stirlingmotoren arbeiten mit zwei Kolben, einem Verdrängungs- und einem Arbeitskolben:

  • Verdrängungskolben befindet sich in einem Behältnis, das von außen erwärmt wird. Das kann eine Gasflamme, eine Kerze oder auch nur eine Tasse mit heißem Kaffee sein. Großtechnisch kann ein Stirlingmotor auch mit Sonnenwärme genutzt werden.
  • Wird das Behältnis erwärmt, hebt sich der Kolben im Inneren der Dose und kann über eine Kurbelwelle ein Schwungrad antreiben. Gleichzeit wird die Luft, die über dem Verdrängungskolben liegt, in einen Arbeitskolben gedrückt, der mit einer Membran oder einem Faktenbalg verschlossen ist.
  • Die Kurbelwelle drückt dabei den Balg oder die Membran wieder nach unten, wobei die Luft über dem Verdrängungskolben wieder zurück in das Behältnis entweicht und der Verdrängungskolben sich wieder senkt. 
  • Der Kolben bewegt sich aufgrund der Erwärmung wieder nach oben und der Vorgang beginnt von Neuem.

Diese Bauanleitung hilft Ihnen, sich einen Stirlingmotor zu bauen.

Bau des Verdrängungskolbens des Stirlingmotors

Wählen Sie für den Stirlingmotor einen Metalldeckel aus, der eine Tasse gut und dicht abdecken kann. Schneiden Sie von einem Acrylglasrohr eine ca 10 cm dicke Scheibe mit einer Feinsäge ab.

  1. Befestigen Sie den Zylinder mit Silikon auf die Metallscheibe. Er muss absolut dicht auf dem Metalldeckel kleben.
  2. Schneiden Sie aus einer Styropordeckenplatte einen Kreis aus, der so groß ist, dass er sich in dem Zylinder gut bewegen kann.
  3. Kleben Sie genau in die Mitte des Styroporkreises einen Plastiktrinkhalm und setzen den Kolben in den Zylinder. Testen Sie, ob er sich leicht bewegen lässt.
  4. Bohren Sie in den zweiten Deckel ein Loch, durch das Sie den Trinkhalm stecken können. Er soll sich leicht bewegen können, aber trotzdem dicht in dem Deckel sitzen.
  5. Schneiden Sie ein weiteres Loch in den Deckel, das ungefähr 2 cm im Durchmesser hat.

Bauanleitung des Rests vom Stirlingmotor

  1. Schneiden Sie von einem Röhrchen für Vitaminbrause ein ca. 5 cm langes Stück ab und verschließen eine Seite, indem Sie ein Stück von einem Luftballon mit Klebeband befestigen. Das muss absolut dicht sein. 
  2. Montieren Sie dieses Teil mit Silikon auf das größere Loch im Deckel. Jetzt haben Sie den Stirlingmotor fast fertig.
  3. Kleben Sie auf den Deckel 2 Rundhölzer und darauf eine Leiste mit einer Mulde, die zu der Achse passt, die Sie für die Schwungscheibe verwenden. Dieses Achslager muss im rechten Winkel zu der Achse zwischen Arbeitskolben und Verdrängungskolben sitzen. Und so nahe bei dem Trinkhalm, dass dieser senkrecht an die Achse der Schwungscheibe gelangt.
  4. Fertigen Sie nun aus einer Holzscheibe und einem Holzstäbchen eine Achse an, auf die Sie eine CD stecken. Die eine Seite der Achse muss bündig abschließen. Bohren Sie dort neben die Achse ein Loch und stecken dort ein Stück von einem Holzstäbchen hinein. Der andere Teil der Achse muss länger sein und mit einer aufgesteckten Unterlegscheibe, die über dem Arbeitskolben sitzt, beschwert werden. Legen Sie die Achse in das Achslager.
  5. Teilen Sie den Strohhalm und verbinden ihn über Drahtösen, die Sie aus dünnem Draht gebogen haben, und befestigen Sie den Halm mit einer weiten Öse an der Kurbel (Holzstäbchen neben der Achse).
  6. Kleben Sie eine zweite Kurbel auf die Unterlegscheibe, diese muss im Verhältnis zu Achse genau gegenüber der ersten Kurbel sitzen, sonst läuft der Stirlingmotor nicht.
  7. Befestigen Sie eine Holzscheibe, die in der Lage ist, die Membran herunterzudrücken an einen weiteren Trinkhalm und befestigen Sie diesen mit einer Drahtöse an der zweiten Kurbel.
  8. Ihr selbst gebauter Stirlingmotor müsste nach kurzem Anwerfen laufen, sobald er auf einer Tasse mit heißer Flüssigkeit sitzt.

Problembehebung und Variationen

  • Statt eines Acrylrohres können Sie den Zylinder auch aus Offsetfolie oder Laminierfolie, die einmal ohne Papier durch das Laminiergerät gelaufen ist, basteln.
  • Der Motor sieht schöner aus, wenn die Lager aus Acrylglas gefertigt werden und Gestänge und Achsen aus Metall gefertigt werden.
  • Wenn der Motor nicht läuft, müssen Sie die Dicke des Verdrängungskolbens ändern, indem Sie mehrere Scheiben aus dem Styropor schneiden, den Arbeitszylinder vergrößern oder verkleinern, indem Sie die Membran anders spannen oder locker durchhängen lassen.

Ein wenig werden Sie sicher experimentieren müssen, denn auch die beste Bauanleitung führt selten dazu, dass der Stirlingmotor auf Anhieb läuft.

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