Skip to main content

Vergleich und Ratgeber für Dampfmaschinen-Modelle

So geht’s! Eine Dampfmaschine zur Stromerzeugung nutzen

Ein Kindheitstraum wird für viele wahr, wenn sie sich eine kleine Dampfmaschine kaufen oder schenken lassen. Es ist faszinierend zu sehen, wie Wärmenergie in Bewegungsenergie umgewandelt wird. Viele Bausätze – besonders der Firma Wilesco – ermöglichen einen kostengünstigen Einstieg in dieses außerordentlich interessante und auch lehrreiche Hobby.

Doch was ist der nächste Schritt? Haben Sie sich schon einmal gefragt, ob es möglich wäre, mit einer kleinen Modelldampfmaschine Strom zu erzeugen? Denn vom mechanischen Prinzip her, gleicht so ein Modell den realen, in der Industrie des 19. Jahrhunderts eingesetzten Maschinen nahezu 1:1.

Was im Großen gelingt, gelingt auch im Kleinen, nämlich Strom aus Wärmeenergie zu gewinnen – etwas Geschick vorausgesetzt.

Bei einem solchen Projekt gibt es viel zu entdecken, zum Beispiel wie genau aus Wärmeenergie kinetische Energie und schließlich elektrischer Strom wird. Auch werden Sie erfahren, wie ein Gleichstrommotor zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Selbstverständlich könnten Sie auch selbst die dafür nötige Dampfmaschine konstruieren. Aus Sicherheitsgründen (gefährlicher Überdruck) und der Einfachheit halber, ist es ratsam ein Dampfmaschinenmodell zu verwenden.

Die Umsetzung von Wärmeenergie in Bewegungsenergie funktioniert nach dem oszillierenden Prinzip. In einem beweglichen Zylinder befinden sich zwei Löcher und ein Kolben. Durch die Löcher wird der Dampf ein-, bzw. abgelassen.

Steht der Zylinder leicht nach oben geneigt, so öffnet sich der Dampfeinlass und der Kolben wird nach vorne gedrückt – er bewegt dabei eine Schwungscheibe. Nun kippt der Zylinder aber gleichzeitig in die Waagrechte. Das System ist nun am sogenannten „vorderen Totpunkt“ und die Dampflöcher sind in der Waagrechten geschlossen.

Der Schwung des Schwungrades kippt den Zylinder nun schräg nach unten, der Dampfauslass öffnet sich. Gleichzeitig beweg sich der Kolben wieder zurück und das System erreicht den „unteren Totpunkt“ – auch hier sind beide Dampflöcher wieder geschlossen. Das Schwungrad bewegt den Zylinder wieder – und immer so fort, wiederholt sich dieser Vorgang.

Eine solche Maschine zu bauen ist äußerst aufwendig und benötigt eine äußerst präzise Arbeitsweise, die selbst von geübten Bastlern kaum zu erreichen ist – deshalb unsere vorige Empfehlung zu einem fertigen Modell.

Was wird benötigt?

Es folgt eine übersichtliche Checkliste:

  • der Dampfmaschinenbausatz
  • ein DC Motor
  • Moosgummi
  • Fimo
  • Alleskleber
  • Gummibänder
  • Subminiatur-Lampe (12 V/0, 72 W, verdrahtet)
  • Messstrippen mit Krokodilklemmen

Wir stellen Ihnen weiter unten auch noch eine Möglichkeit vor, den Dampf für diese Apparatur mittels Sonnenenergie zu erzeugen. Dafür benötigen Sie zusätzlich:

  • Glänzendes Blech (1 x 1 m)
  • 3/8“ Kupferrohr (etwa 1 m)
  • schwarze Farbe
  • Knetmetall
  • Schlauch (passend zum Schlauch der Dampfmaschine)
  • etwas Draht

Strom aus Dampfkraft

Wenn Sei alle Teile beisammen haben, geht es an die Montage. Die Dampfmaschine aus dem Dampfmaschinenbausatz setzt die Bewegung des Kolbens in eine gleichmäßige Drehbewegung einer Welle um – diese Welle wird Ihren Minigenerator antreiben.

  1. Suchen Sie sich im Modellbauhandel einen DC Motor (ca. 5 Euro), der bei 12 V mit etwa 3.500 U/min läuft. Die Dampfmaschine arbeitet meist mit ungefähr 200/U min. Das reicht allerdings bei diesen Motoren schon aus, um einen schwachen, elektrischen Strom zu erzeugen.
  2. Aus dem Fimo bauen Sie eine Unterlage für den Motor, damit dieser auf der Grundplatte der Dampfmaschine angebracht werden kann. Die Welle des Motors sollte sich in derselben Höhe, wie die der Dampfmaschine befinden. Die Fimounterlage muss im Backofen gebacken und somit gehärtet werden.
  3. Kleben Sie die Fimounterlage am DC Motor und beides dann an der Grundplatte des Dampfmaschinenmodells fest. Die beiden Wellen müssen parallel stehen, denn Sei werden über ein Gummiband miteinander verbunden.
  4. Prüfen Sie, ob es klappt, dass die Welle der Dampfmaschine die Welle des Generators drehen kann. Die Reibung können Sie verbessern, in dem Sie Moosgummistreifen um die Wellen kleben.
  5. Verbinden Sie mit Krokodilklemmen der Messstrippen je einen Anschluss des Motors mit einem Drahtende des Birnchens.
  6. Beheizen Sie nun die Dampmfaschine – das Lämpchen wird zumindest ein klein wenig leuchten.

Dampf aus Sonnenkraft

Wenn Sie den für die oszillierende Bewegung benötigten Dampf aus einer einfachen Vorrichtung durch Sonnenenergie gewinnen wollen, gehen Sie wie folgt vor:

  1. Wölben Sie das Blech in die Form einer Parabel und richten Sie es zur Sonne aus. Durch diese Vorrichtung werden die Sonnenstrahlen entlang einer Linie gebündelt. Die Linie finden Sie, in dem Sie ein Stück Papier in die Wölbung halten. An der richtigen Stelle, beginnt das Papier langsam zu kokeln.
  2. Montieren Sie mit dem Draht ein schwarz angestrichenes Rohr genau entlang dieser Linie und verbinden Sie es auf der einen Seite über einen Gartenschlauch mit der Wasserversorgung.
  3. Entfernen Sie die Verbindung zwischen der Dampfmaschine, dem Kessel und dem Motor. Verbinden Sie nun mit einem Schlauch im richtigen Durchmesser das Rohrende mit dem Motor der Dampfmaschine.
  4. Das andere Ende befestigen Sie mit dem Knetmetall an dem schwarzen Rohr. Wenn die Sonne ausreichend stark scheint, wird sich der Motor drehen und den Generator somit antreiben.

Auf diese Art können Sie Ihre kleine Dampfmaschine zum Mini-Stromgenerator umbauen. Das erlangte Wissen kann nun die Grundlage für größere, weitere Projekte sein. Bitte achten Sie auf alle Sicherheitshinweise und lassen Sie ihre Apparaturen nie unbeaufsichtigt laufen.