Ein Schrägscheibenmotor - DAMPFI11
Nach dem doch sehr zeitintensiven Verbrennungsmotorprojekts will ich nun ein schnelles Erfolgserlebnis sicherstellen. Ganz alltäglich sollte das Modell nun doch auch wieder nicht sein. Von einem
Beitrag im Netz inspiriert, will ich mich an die Umsetzung einer eher seltenen Maschine wagen.
Das Prinzip
Im Bereich der Hydraulik findet sich dieses Funktionsprinzip häufig als Motor und auch als Pumpe. Dabei kann entweder der Zylinder, oder die schräge Fläche rotierend ausgeführt werden. In einem
drehbar gelagerten Zylinderträger laufen mehrere Kolben, welche sich auf eine schräge Fläche abstützen. Dabei werden sie ,über Einlassschlitze gesteuert, abwechselnd mit Druck beaufschlagt. Die
schräge Fläche führt dazu, dass der Zylinderträger in Drehung versetzt wird. Mit Änderung des Anstellwinkels verändert sich auch der Hub der Kolben. Wird der Anstellwinkel negativ,
so ändert sich die Drehrichtung des Motors. Die grüne Scheibe stellt die Steuerschlitze dar.
Auslegung des Modells
Folgende Merkmale soll das Modell aufweisen:
- Möglichst offene Bauweise um die Funktion zu erkennen
- Schauobjekt ==> nicht leistungsoptimiert
- Schmierungsfrei
- Betrieb mit Druckluft. KEIN Echtdampf
- Zeichnen-Fertigen-Zusammenbau Prinzip (persönliche Herausforderung)
Aus diesen Forderungen bzw. Vorgaben lassen sich einige Folgerungen ziehen.
- Die auftretenden Kräfte und Drücke können niedrig gehalten werden
- Eine eigene Vorrichtung zur Schmierung ist nicht notwendig.
- Stahl kann verwendet werden (kaum Korrosion)
- Keine geforderten Maße ==> Freiheit in der Konstruktion
Die Schrägscheibe besteht aus einem Kugellager, der eigentlichen Stützscheibe vorne, und der Lagerscheibe hinten. Über ein Zahnrad mit Schneckenantrieb wird der Neigungsinkel eingestellt. Der Zylinderkörper ist drehbar gelagert auf einer Achse und stützt sich hinten an der Steuerscheibe ab. Entsprechende Anschlüsse für Druckluft und Abluft komplettieren das Modell.
Die Herstellung
Bei der Herstellung möchte ich wieder einmal das Prizip Konstruktion - Einzelteilherstellung - Zusammenbau anwenden. Die Herausforderung dabei ist, die Einzelteile nach Plan möglichst genau zu
fertigen, um bei der Montage keine Anpassung mehr vornehmen zu müssen.
Die Herstellung der Grundplatte bereitet keine großen Probleme. Ob die Lage der Bohrungen wirklich stimmt, wird sich erst beim Zusammenbau zeigen.
Das Funktionsmodell
Die Ausrichtung der vielen Teile bereitete ziemliche Schwierigkeiten. Nicht nur die Achse muss mit beiden Lagern fluchten, auch die Rechtwinkligkeit des Zylinderkörpers mit der Ventilscheibe ist entscheidend, da sonst das Modell nicht dicht läuft, verkantet und schließlich nicht funktioniert.
Entgegen dem Baublan musste ich die Zylinder mit Messinglaufbuchsen aussatten, da ich keine hochwertige Oberfläche in den Stahlzylindern herstellen konnte.
Die Fertigung der Kugelfläche an den Kolben bereitete dagegen keine Schwierigkeiten (siehe Kugelherstellung).
Zusammenfassung
- Der Aufbau mit vielen einzelnen Teilen erschwert die Einstellarbeiten.
- Der Druck wirkt axial gegen den abzudichtenden Zylinderträger. Um einen guten Lauf zu erreichen, anfangs ein ständiges Nachstellen der Anpressschraube notwendig.
- Die Maschine läuft mit ca. 1.5bar bei voll angeschrägter Scheibe.