Leichtes Handy

Wenn wir das Prinzip des Baus eines Stirlingmotors kennen und mehrere Salbenschachteln, Drahtstücke und einen flexiblen Einweghandschuh oder -zylinder in unserem Hausbestand haben, können wir Besitzer eines funktionierenden Desktop-Modells werden.

1. Modell eines Motors, der durch die Hitze von heißem Tee angetrieben wird

Wir nutzen die Hitze von heißem Tee oder Kaffee in einem Glas, um diesen Motor zu starten. Oder ein spezieller Getränkewärmer, der über einen USB-Anschluss mit dem Computer verbunden ist, an dem wir gerade arbeiten. Auf jeden Fall wird uns der Zusammenbau des Mobils viel Freude bereiten, sobald es leise zu arbeiten beginnt und das silberne Schwungrad dreht. Ich denke, das klingt ermutigend genug, um sofort mit der Arbeit zu beginnen.

Motorenbau. Das Arbeitsgas, in unserem Fall Luft, wird unter dem Hauptmischkolben erhitzt. Die erwärmte Luft erfährt einen Druckanstieg, drückt den Arbeitskolben nach oben und überträgt dabei ihre Energie auf ihn. Es dreht sich gleichzeitig Kurbelwelle. Anschließend bewegt der Kolben das Arbeitsgas in eine Kühlzone über dem Kolben, wo das Gasvolumen reduziert wird, um den Arbeitskolben anzusaugen. Luft füllt den Arbeitsraum, der am Zylinder endet, und die Kurbelwelle dreht sich weiter, angetrieben durch den zweiten Kurbelarm des kleinen Kolbens. Die Kolben sind durch eine Kurbelwelle so verbunden, dass der Kolben im heißen Zylinder dem Kolben im kalten Zylinder um 1/4 Hub voraus ist. Es ist in Abb. dargestellt. 1.

Stirlingmotor erzeugt mechanische Energie unter Ausnutzung von Temperaturunterschieden. Das Werksmodell erzeugt weniger Lärm als Dampfmaschinen oder Verbrennungsmotoren. Es sind keine großen Schwungräder erforderlich, um die Laufruhe zu verbessern. Seine Vorteile überwogen jedoch nicht die Nachteile und es erlangte letztlich nicht die gleiche Verbreitung wie die Dampfmodelle. Früher wurden Stirlingmotoren zum Pumpen von Wasser und zum Antrieb kleiner Boote eingesetzt. Im Laufe der Zeit wurden sie durch Verbrennungsmotoren und zuverlässige Elektromotoren ersetzt, die zum Betrieb nur Strom benötigten.

Material: zwei Schachteln, zum Beispiel für Pferdesalbe, 80 mm hoch und 100 mm im Durchmesser (gleiche oder annähernd gleiche Abmessungen), eine Tube Multivitamintabletten, ein Gummi- oder Einweghandschuh aus Silikon, Styrodur oder Styropor, Tetric, d. h. flexibler Kunststoffbinder mit Zahnstangenmechanismus, drei Platten von einer alten Computerplatte, ein Draht mit einem Durchmesser von 1,5 oder 2 mm, Schrumpfisolierung mit einem dem Drahtdurchmesser entsprechenden Schrumpfwert, vier Muttern für Milchbeutel oder ähnlich (2).

2. Materialien zum Zusammenbau des Modells

3. Als Material für den Kolben wurde Styrodur gewählt.

Werkzeuge: Heißklebepistole, Zauberkleber, Zange, Präzisions-Drahtbiegezange, Messer, Dremel mit Blechtrennscheibe und Spitzen für Feinarbeiten, Sägen, Schleifen und Bohren. Nützlich sind auch eine Bohrmaschine auf einem Ständer, die für die erforderliche Rechtwinkligkeit der Löcher zur Oberfläche des Kolbens sorgt, sowie ein Schraubstock.

4. Das Loch für den Finger sollte senkrecht zur Oberfläche des zukünftigen Kolbens sein.

5. Der Stift wird um die Materialstärke gemessen und gekürzt, d.h. zur Kolbenhöhe

Motorgehäuse - und gleichzeitig der Zylinder, in dem der Mischkolben arbeitet - fertigen wir einen großen Kasten mit 80 mm Höhe und 100 mm Durchmesser. Bohren Sie mit einem Dremel mit Bohrer ein Loch mit einem Durchmesser von 1,5 mm oder dem gleichen Durchmesser wie Ihr Draht in der Mitte des Bodens der Schachtel. Es ist eine gute Idee, vor dem Bohren ein Loch zu machen, zum Beispiel mit einem Zirkelschaft, das erleichtert das präzise Bohren. Legen Sie die Tablettentube symmetrisch zwischen Rand und Mitte auf die Unterseite und zeichnen Sie mit einem Marker einen Kreis. Mit einem Dremel mit einer Trennscheibe ausschneiden und dann mit Schleifpapier auf einer Rolle glätten.

6. Führen Sie es in das Loch ein

7. Schneiden Sie den Kolbenkreis mit einem Messer oder einer Kugel aus

Der Kolben. Hergestellt aus Styrodur oder Polystyrol. Besser geeignet ist jedoch das erste, harte und fein geschäumte Material (3). Wir schneiden es mit einem Messer oder einer Bügelsäge in die Form eines Kreises, der etwas größer ist als der Durchmesser unserer Salbenschachtel. In die Mitte des Kreises bohren wir ein Loch mit einem Durchmesser von 8 mm, ähnlich einem Möbelbolzen. Das Loch muss genau senkrecht zur Plattenoberfläche gebohrt werden und wir müssen daher einen Bohrer auf einem Ständer (4) verwenden. Kleben Sie den Möbelstift (5, 6) mit Wicol- oder Zauberkleber in das Loch. Es muss zunächst auf eine Höhe gekürzt werden, die der Dicke des Kolbens entspricht. Wenn der Kleber getrocknet ist, platzieren Sie den Zirkelschenkel in der Mitte des Stifts und zeichnen Sie einen Kreis mit dem Durchmesser des Zylinders, d. h. unsere Salbendose (7). An der Stelle, an der wir bereits einen Mittelpunkt haben, bohren wir ein Loch mit einem Durchmesser von 1,5 mm. Auch hier sollten Sie eine Tischbohrmaschine auf einem Stativ (8) verwenden. Abschließend wird ein einfacher Nagel mit einem Durchmesser von 1,5 mm vorsichtig in das Loch eingeschlagen. Dies wird die Drehachse sein, da unser Kolben präzise rollen muss. Schneiden Sie den überschüssigen Kopf des eingeschlagenen Nagels mit einer Zange ab. Wir befestigen die Achse mit unserem Material für den Stößel am Bohrfutter oder Dremel. Die enthaltene Geschwindigkeit sollte nicht zu hoch sein. Das rotierende Styrodur wird zunächst sorgfältig mit grobem Schleifpapier bearbeitet. Wir müssen ihm eine runde Form geben (9). Erst dann erreichen wir mit dünnem Papier eine solche Kolbengröße, die in die Schachtel passt, also Motorzylinder (10).

8. Bohren Sie ein Loch in den Stift für die Kolbenstange

9. Der im Bohrer eingebaute Kolben wird mit Schleifpapier bearbeitet

Zweiter Arbeitszylinder. Dieser wird kleiner sein und die Membran eines Handschuhs oder eines Gummiballons wird die Rolle eines Zylinders übernehmen. Schneiden Sie aus einem Multivitaminröhrchen ein 35-mm-Fragment ab. Dieses Element wird mit Heißkleber über dem ausgeschnittenen Loch fest mit dem Motorgehäuse verklebt.

10. Der bearbeitete Kolben muss zum Zylinder passen

Kurbelwellenunterstützung. Wir werden es aus einer anderen Salbendose der gleichen Größe herstellen. Beginnen wir damit, eine Vorlage aus Papier auszuschneiden. Wir werden es verwenden, um die Position der Löcher anzugeben, in denen sich die Kurbelwelle drehen wird. Zeichnen Sie mit einem dünnen wasserfesten Marker eine Schablone auf die Salbenschachtel (11, 12). Die Position der Löcher ist wichtig und sie müssen einander genau gegenüberstehen. Schneiden Sie mit einem Dremel und einer Trennscheibe die Form der Stütze an der Seite des Kastens aus. Unten schneiden wir einen Kreis aus, dessen Durchmesser 10 mm kleiner ist als der Boden. Alles wird sorgfältig mit Schleifpapier bearbeitet. Kleben Sie die fertige Stütze oben auf den Zylinder (13, 14).

13. Achten Sie beim Verkleben des Ballons auf absolute Dichtheit

Kurbelwelle. Wir werden es aus einem 2 mm dicken Draht biegen. Die Form der Biegung ist in Abbildung 1 zu sehen. Beachten Sie, dass die kleinere Wellenkurbel einen rechten Winkel mit der größeren Kurbelwelle bildet (16-19). Das ist ein XNUMX/XNUMX-Turn-Vorsprung.

15. Befestigungselemente der elastischen Beschichtung

Schwungrad. Es wurde aus drei Silberscheiben einer alten zerlegten Scheibe (21) hergestellt. Wir legen die Scheiben auf den Deckel des Milchbeutels und wählen dabei den Durchmesser aus. In der Mitte bohren wir ein Loch mit einem Durchmesser von 1,5 mm, nachdem wir zuvor die Mitte mit dem Zirkelschenkel markiert haben. Das Zentrierbohren ist für den korrekten Betrieb des Modells sehr wichtig. Die zweite, gleiche, aber größere Kappe, ebenfalls mittig gebohrt, wird mit Heißkleber auf die Oberfläche der Schwungradscheibe geklebt. Ich schlage vor, ein Stück Draht durch beide Löcher in den Steckern zu stecken und darauf zu achten, dass diese Achse senkrecht zur Radoberfläche steht. Beim Kleben gibt uns der Heißkleber Zeit, die nötigen Anpassungen vorzunehmen.

16. Kurbelwelle und Kurbel

18. Kurbelwelle und Kurbeln bearbeiten

19. Montage der elastischen Schale mit Kurbel

Modellmontage und Inbetriebnahme (20). Kleben Sie ein 35-mm-Stück Multivitaminschlauch auf die Oberluft. Dies wird der Nehmerzylinder sein. Kleben Sie den Wellenträger auf das Gehäuse. Platzieren Sie die Zylinderkurbel- und Schrumpfabschnitte auf der Kurbelwelle. Den Kolben von unten einsetzen, die überstehende Stange kürzen und mit einem wärmeisolierenden Rohr mit der Kurbel verbinden. Die im Maschinenkörper wirkende Kolbenstange ist mit Fett abgedichtet. An der Kurbelwelle haben wir kurze Stücke wärmeschrumpfender Isolierung angebracht. Bei Erwärmung besteht ihre Aufgabe darin, die Kurbeln in der richtigen Position auf der Kurbelwelle zu halten. Während der Drehung verhindern sie, dass sie entlang der Welle rutschen. Setzen Sie die Abdeckung auf die Unterseite des Gehäuses. Befestigen Sie das Schwungrad mit Klebstoff an der Kurbelwelle. Der Arbeitszylinder ist lose durch eine Membran verschlossen, an der ein Drahtgriff befestigt ist. Befestigen Sie eine unbelastete Membran mit einer Stange oben (22). Die Kurbel des Arbeitszylinders, die die Kurbelwelle dreht, muss den Gummi am höchsten Drehpunkt der Welle frei anheben. Die Welle sollte sich reibungslos und möglichst leicht drehen lassen und die miteinander verbundenen Elemente des Modells sollten zusammenarbeiten, um das Schwungrad zu drehen. Auf das andere Ende des Schafts stecken wir – mit Heißkleber fixierend – die restlichen ein bis zwei Stopfen aus Milchbeuteln.

Nach den notwendigen Anpassungen (23) und der Beseitigung des überschüssigen Reibungswiderstands ist unser Motor fertig. Setzen Sie ein Glas heißen Tee auf. Seine Wärme sollte ausreichen, um die Luft in der unteren Kammer zu erwärmen und das Modell in Bewegung zu setzen. Nachdem Sie darauf gewartet haben, dass sich die Luft im Zylinder erwärmt, drehen Sie das Schwungrad. Das Auto sollte sich in Bewegung setzen. Wenn der Motor nicht anspringt, müssen wir Anpassungen vornehmen, bis wir Erfolg haben. Unser Modell des Stirlingmotors ist nicht sehr effizient, aber er funktioniert ausreichend, um uns viel Spaß zu bereiten.

22. Die Blende ist mit einer Stange an der Kamera befestigt.

23. Die entsprechenden Regeln warten darauf, dass das Modell fertig ist.

Siehe auch: