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Modell eines stationären Hit&Miss-Motors: Ohne Gussteile


Maschinen im Modellbau - epaper ⋅ Ausgabe 4/2019 vom 19.06.2019

Auf einem Trödelmarkt fiel mir ein Zeichnungssatz für den Bau eines stationären 4-Takt Verbrennungsmotors „Karl“ mit Aussetzerregelung der Fa. Bengs Modellbau in die Hände. Der dazugehörige vorgefräste Materialsatz für diesen Hit&Miss-Motor war nicht mehr vorhanden. Das weckte mein Interesse einen solchen Motor ohne diesen Bausatz und Gussteile ähnlicher Motoren nachzubauen. Ein paar Recherchen zur Historie dieser Motoren und ihrer Funktionsweise aus dem späten 19. Jahrhundert machten das Projekt noch interessanter.


Artikelbild für den Artikel "Modell eines stationären Hit&Miss-Motors: Ohne Gussteile" aus der Ausgabe 4/2019 von Maschinen im Modellbau. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: Maschinen im Modellbau, Ausgabe 4/2019

Herstellung des Zylinderkopfs


Im Zeichnungssatz war die Funktionsweise der ...

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... Aussetzerregelung, die über das Auslassventil gesteuert wird, dargestellt. Das gesteuerte Auslassventil wird drehzahlabhängig über einen Fliehkraftregler geöffnet bzw. geschlossen. Das Einlassventil ist über einen regelbaren Vergaser selbstansaugend.

Ist die erforderliche Drehzahl erreicht, bleibt das Auslassventil geöffnet und es kann kein Kraftstoff (Gas) angesaugt und gezündet (miss) werden. Erst wenn die Drehzahl der groß ausgebildeten Schwungräder abfällt, schließt das Auslassventil und das Kraftstoffgemisch kann durch den Unterdruck angesaugt und gezündet (hit) werden.

Originale dieser Antriebsmotoren, die vorwiegend in der Landwirtschaft, hauptsächlich in den USA, gebaut und eingesetzt wurden, dienten hier als Vorbild für einen Nachbau im Maßstab von ungefähr 1:8.

Gemeinsam mit meinem Modellbaufreund Klaus Weczerek habe ich mit der Planung begonnen. Hierfür hat Klaus die Werkstattzeichnungen und immer einen Schritt voraus die nächsten Bauteile konstruiert und angefertigt.

Zuerst wurden der Zylinderkopf mit vorgesehener Wasserkühlung aus drei Teilen hergestellt. Danach folgten die Seitenteile für die Aufnahme der Kurbelwelle, den Rahmen und der Grundplatte.

Für die Bearbeitung der Schrägen der Seitenteile habe ich eine Einspannlehre gebaut, um die Schrägen wiederholgenau in den nächsten Arbeitsschritten bei der Herstellung der oberen Lagerschalen einzuspannen

Rohling des Zylinderkopfs


Grundplatte mit Bohrungen


Anschlaglehre für die Seitenteile


Bearbeitung eines Seitenteils


Diese Teile wurden alle miteinander mit Endfest 300 Kleber verklebt, verschraubt und abschließend so weiter bearbeitet, dass der Grundkörper wie aus einem Guss erscheint. Im Original wurden diese Motoren aus Gussteilen angefertigt.

Die nächsten formgebenden Bauelemente wurden zur besseren Stabilität mit Nutsteinen versehen und verklebt. Die oberen Lagerschalen mit den Fettstopfbüchsen wurden aufgesetzt.

In weiterer Folge entstanden die benötigten großen und kleinen Dreh-und Frästeile. Bei der Anfertigung der Steuerteile habe ich mich an die Zeichnungen zum Bausatz „Karl“ der Firma Bengs gehalten, da sich diese ohne maßgebliche Veränderungen in diesem Modell verbauen lassen. Auch die benötigten Teile für die Zündung stammen von der Firma Bengs.

Die Herstellung einiger für das Modell eigener Bauelemente möchte ich näher beschreiben.

Das Zylinderrohr ist aus einem Stück Hydraulikzylinder mit einem Innendurchmesser von 25 mm und 35 mm Außendurchmesser gefertigt. Zwischen den Passflächen ist das Zylinderrohr um 0,3 mm im Durchmesser ausgedreht, damit es sich beim späteren Einbau und der Verklebung mit Loctite 648 besser einsetzen lässt. Dieser Klebstoff ist ein Fügeprodukt als Buchse-Lagerkleber mit einer Temperaturfestigkeit bis ca. 160°C. Das genügt für die entstehende Kühlwassertemperatur.

Für einen sicheren Sitz im Zylinder/Kühlwasserkopf und einen besseren Sitz des Zylinderkopfes, habe ich einen Ring mit einem Untermaß von 0,25 mm aufgeschrumpft und abschließen mit einem Absatz von 0,5 mm für die Zylinderkopfdichtung und Führung plangedreht.

Der nächste Schritt waren der Zylinderkopf und die Herstellung der Ventile. Der Zylinderkopf wurde entsprechend der Zeichnung angefertigt. Besonderen Wert habe ich auf die Anfertigung der Ventile und den Ventilsitz im Zylinderkopf gelegt, denn daran scheitert oftmals die andauernde Funktion des Motors. Die Ventile habe ich aus zwei Teilen gefertigt und miteinander hart verlötet.

Zusammenbau von Zylinderkopf und Seitenteilen


Ring und Laufbuchse zum Schrumpfen


Ring aufgeschrumpft


Zylinderrohr im Zylinder


Für den Ventilsitz habe ich mir einen Ventilsitzfräser aus Werkzeugstahl angefertigt und mit einer Hilfsvorrichtung den Ventilsitzwinkel von 90° angeschliffen. Mit der gleichen Winkeleinstellung habe ich dann auch die Ventile geschliffen. Abschließend habe ich dann mit Polierpaste die Ventile eingeschliffen und montiert.

Für die Zündkerze wurde ein Gewinde M10×1 eingebracht und die Teile zusammengebaut.

Bei den Ventilfeder (Druckfedern) habe ich verschiedene Varianten ausprobiert. Die Einlassfeder habe ich geringfügig stärker gewählt als die der Auslassfeder. Hier muss man bei der Inbetriebnahme experimentieren.

In einer weiteren Folge möchte ich vom Bau des Vergasers, der Hit & Miss-Steuerung und weiterer Baugruppen berichten.

Teile der Steuerung


Ventile zweiteilig und Ventilführung


Fräsen des Ventilsitzes


Schleifen der Ventile


Die fertigen Ventile


Ventile eingeschliffen


Ventile eingebaut