Dampfi13 ein etwas anderer Vakuummotor

Das Vorgängerprojekt gestaltete sich mal wieder als ziemlich arbeitsintensiv, aber der Viertaktmotor lief wirklich sehr zufriedenstellend. Trotzdem reifte der Wunsch nach einem kleinerem Projekt. Dieses Mal sollte es wieder ein Vakuumotor werden. Dabei reizt vor allem die Tatsache, dass für die Vorführung kein großer Aufwand nötig ist, und der Klang dafür sorgt, dass alle Augen auf dem Modell liegen. Nach einigen Recherchen im Netz entschloss ich mich einen stehenden Motor zu bauen. Aber eine Konstruktive Herausforderung sollte schon auch noch sein - das innenliegende Ventil.

Das Prinzip

Das Grundprinzip eines Vakuummotors ist bei DAMPFI06 bereits als Animation zu sehen. Die Besonderheit hier ist, dass der Motor kein Ventilplättchen besitzt, welches vor die Öffnung geschoben wird, sondern dass eine Ventilkolben die Öffnung innen verschließt. 

Hier sind die wichtigsten Teile des Motors dargestellt. Zur besseren Erklärung fehlt auch der Zylinder. 

Der Ventilkolben (schwarz) wird durch einen Steuerhebel in der oberen Position (offen) gehalten. Der Arbeitskolben bewegt sich nach unten und saugt heiße Luft ein. Kurz vor dem unteren Totpunkt entriegelt eine Steuerscheibe (rechts) über eine Nocke den Hebel und der Ventilkolben kann nach unten gleiten und die EInlassöffnung verschließen. Der nun entstehende Unterdruck saugt den Arbeitskolben nach oben. Ein eventuell sich aufbauender Überdrück gegen Ende der Bewegung wird durch ein im Ventilkolben eingearbeitetes Kugelventil abgeleitet. kurz vor dem oberen Totpunkt schiebt der Arbeitskolben den Ventilkolben wieder in die geöffnete Position und der Hebel rastet ein. 

Hier noch ein paar Details der Konstruktion, sowie die Gesamtansicht. 

Zu den Konstruktionsgrößen:

Hub:        20mm

KolbenØ: 20mm

SchwungradØ 60mm

Kurbelwelle zweifach kugelgelagert

 

Die Umsetzung

Wie bei den meisten Projekten werden aus der 3D-Zeichnung Werkstattzeichnungen der Einzelteile hergestellt und anschließend die Teile selbst gefertigt. Die nachfolgenden Bilder sollen die Bearbeitungsschritte zeigen. 

Abänderungen

Das zu schwere Ventil aus Rotguss wurde durch ein Ventil aus Stahl ersetzt, und dabei auf das Auslassventil verzichtet. Auch die ursprünglich geplante Steuerstange für das Schließen des Ventils war nicht notwendig. Am oberen Ende des Ventils dient ein Gummiring als Dämpfer und federndes Element. Ohne diese Modifikation war ein Lauf nicht möglich.