Der Grundstein für einen funktionierenden Heißluftmotor ist ein sauber hergestellter Zylinder. Das bezieht sich auf die zylindrische Form wie auch auf die Oberfläche des Werkstückes. Die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Zylindern werden oft überbewertet.

Viele Modellbauer verwenden Glaszylinder, eingeschliffene Glaskolben oder Graphitkolben. Der Kauf von Rohmaterial kommt bei mir nur in Ausnahmefällen in Frage. Meine Erfahrung zeigt, dass lauffähige Motoren auch mit herkömmlichen Materialien zufriedenstellend hergestellt werden können. Die Materialpaarung spielt dabei eine wesentliche Rolle. Materialpaarungen mit unterschiedlichen Themperaturkoeffizienten führen zu klemmenden Kolben. Ich trachte auch danach, ohne Schmierung mit Öl oder Graphitpulver auszukommen.

Folgende Materialpaarungen konnte ich erfolgreich bei Stirling- und Vakuummotoren einsetzen.

Zylinder:  Stahl

Kolben: Messing, Lagerbronze

Ich gehe grundsätzlich so vor, dass ich zuerst den Zylinder fertigstelle, und anschließend den Kolben einpasse. Die Kolbenbearbeitung gestaltet sich etwas einfacher als die der Zylinderinnenseite.

Der Kolben wird auf ca. 0,05mm Übermaß gedreht, und danach mit einer Feile, über die wiederum Schmirgelleinen gelegt wird bei mäßiger Drehzahl auf der Drehmaschine bearbeitet. Mit Körnung 800 wird soweit vorgearbeitet, ständig mit dem fertigen Zylinder probiert, bis der Kolben Tendenzen zeigt im Zylinder zu verschwinden. Danach nur mehr sachte mit Körnung 1000 nachbearbeitet und fertig ist das Herzstück des neuen Motors.

Dass bei dieser Arbeit (generell beim Umgang an der Drehmaschine) entsprechende Vorsicht geboten ist, ist selbstverständlich.

Die korrekte Passung lässt sich leicht überprüfen. Der Kolben wird in den Zylinder eingefügt (ohne Öl!) und der Zylinder mit dem Finger verschlossen. Bei senkrecht nach unten zeigender Öffnung darf der Kolben nun nicht herausfallen, auch nicht langsam herausgleiten!

Bleibt der Kolben wo er ist, kommt nun der zweite Test. Gibt der Finger die Zylinderöffnung frei, so muss der Kolben nun herausgleiten.

Für Verbrennungsmotoren ist die oben genannte Methode nicht so gut geeignet. DAMPFI09 läuft zwar auch mit einem so gefertigten Zylinder, aber die großen Probleme den Motor überhaupt zum Laufen zu bringen, handelte ich mir mit der ungenauen Zylinderherstellung ein. Daher sollte bei der Herstellung des Zylinders die nachfolgende Methode zur Anwendung kommen. Der größere Aufwand bei der Fertigung steht die wesentlich bessere Genauigkeit gegenüber. Das Modell dankt es später mit einer größeren Lauffreudigkeit.

Burkhard Habke beschreibt hier wie es gemacht wird. Ein Aluminium oder Kupferstab wird soweit gedreht, dass er gleitend in den feingedrehten Zylinder gleitet. Der Dorn erhält an der Stirnseite eine Kernlochbohrung in der Tiefe von ca. 20mm. Das Gewinde wird jedoch nur mit dem ersten Gewindebohrer des Satzes geschnitten. Danach wird der Dorn geschlitzt und am hinteren Ende ein Griff montiert. Der Dorn wird mit der Schraube soweit gespreizt, dass er streng in den Zylinder passt. Mit Polierpaste und Öl wird nun der Dorn in den Zylinder geschoben und danach die Drehmaschine eingeschaltet. Mit einer Drehzahl von ca. 350 u/min wird der Dorn im Sekundentakt hin und her bewegt. Wenn der Dorn sich ganz leicht bewegen lässt, wird die Schraube nachgezogen, und das Spiel beginnt von vorn. Man spührt sehr deutlich an welcher Stelle der Dorn strenger passt.

Mit dieser Methode erhält man zylindrische und runde Zylinderbohrungen.