Der Stirling-MotorBauanleitung

Schwungrad

Hauptzylinder

Hauptzylinder-Wandverbindung

Kolbenstange

Hauptzylinderwand

Hauptzylinderboden

Verdrängerkolben

Hauptzylinderdeckel

StänderArbeitszylinder

Arbeitskolben

Kurbelwelle

Achslager-Fassung

Achslager

Bügelgriff

Ständer

AstroMedia✵Bastelspaß der Wissen schafft

3. Auflage, ISBN 3-935364-36-9 - Best.-Nr. 228.STM - © Klaus Hünig - SunWatch Verlag - Grafik Nils Rhode

Klaus Hünig

Fonctionnement d’un moteur Stirling

Le principe est aussi génial que simple et peut s’expliquer en quatre phrases :

■ Dans un cylindre étanche, chauffé d’un côté et refroidi de l’autre (« cylindre principal »),un piston («piston déplaceur ») pousse l’air enfermé du côté chaud au côté froid et visversa, dans un mouvement de va et vient permanent.

■ Ainsi, l’air est alternativement réchauffé et refroidi, ce qui engendre une dilatation etcontraction alternante de l’air et donc aussi une pression alternativement croissante etdécroissante de celui-ci.

■ Les pulsations engendrées par ce changement de pression d’air sont transformées enun mouvement de vilebrequin équipé d’un volant d’inertie, par le biais d’un piston (« pis-ton moteur ») relié au cylindre principal.

■ Une petite partie de l’énergie ainsi produite fait bouger le piston déplaceur ; de cettefaçon, le système se maintient lui-même en mouvement.

Le moteur Stirling d’AstroMedia fait partie de la famille des moteurs Stirling à fond plat. Ilsont un cylindre principal extrêmement plat et de très petites différences de températuressuffisent déjà pour les faire tourner, certains d’entre eux fonctionnent même rien qu’en lesposant sur la paume de la main. Le principe fut décrit pour la première fois en 1983 par leprofesseur Ivo Kolin de l’Université de Zagreb. Les moteurs Stirling modernes sont em-ployés par ex. dans des installations à énergie solaire, dans lesquelles le côté chaud ducylindre principal se trouve dans le foyer d’un miroir parabolique, dans des centrales ther-miques en montage-bloc pour maisons individuelles et, ce qui peut surprendre, dans ledomaine spatial : des moteurs Stirling produisent du courant dans des sondes spatiales àpartir des sources d’énergie radioactive se trouvant à bord. Le moteur Stirling peut égale-ment être utilisé comme thermopompe ou même groupe frigorifique : en le mettant enmouvement mécaniquement de l’extérieur, il pousse la chaleur d’un côté du cylindre prin-cipal à l’autre, causant ainsi un refroidissement ou un réchauffement.Les moteurs Stirling utilisés industriellement disposent d’un soi-disant régénérateur quiaugmente énormément leur puissance : un treillis de fils métalliques placé dans le déplaceurqui réduit en partie la chaleur de l’air qui passe et la lui rend quand il repasse refroidi.

Robert Stirling

Robert Stirling (1790 – 1878) était pasteurde l’Eglise Presbytérienne en Ecosse et unbricoleur passionné. Il vécut à l’époque dela première apogée de l’industrialisation dontles besoins en énergie furent satisfaits pardes milliers de machines à vapeur inven-tées par James Watt en 1776. La pitié qu’iléprouvait pour les victimes des chaudièresà vapeur qui explosaient régulièrement, fitmûrir en lui la vision d’une machine pouvantégalement travailler sans haute pression devapeur.Le 27 septembre 1816, il fit breveter unmoteur à air chaud qu’il put mettre en ser-vice en 1818 dans une mine à Ayrshirecomme pompe à eau. Avec son frère, il con-tinua à développer sa machine avec laquelleil obtint finalement un degré d’efficacité en-core jamais atteint de 18%. Il mourut le 6juin 1878 à l’âge de 87 ans.Au début du 20ème siècle, il existait, dans lemonde entier, env. 250.000 moteurs Stirlingqui servaient de ventilateur de tables, depompes à eau ou de moteurs pour petitsappareils et alimentaient les ménages et lespetites entreprises artisanales en énergiemécanique. L’apparition des moteurs à allu-mage commandé, des moteurs diesel et desmoteurs électriques fit que les moteurs Stir-ling disparurent peu à peu du marché.Ce n’est que maintenant, avec notre prisede conscience grandissante pour l’écologieet les prix du pétrole continuellement enhausse, que nous retrouvons de l’intérêtpour le moteur Stirling simple et silencieux.Entre-temps, de nombreux modèles ont étéinventés, de plus en plus économiques etsilencieux, avec de moins en moins de vi-brations, et qui peuvent être chauffés avecn’importe quelle source de chaleur, dontégalement l’énergie solaire, ce qui est trèsfavorable à notre environnement.

Phase 1: Le piston déplaceur monte. L’airest repoussé de la zone froide dans la zonechaude. La pression d’air est provisoirementla même à l’intérieur et à l’extérieur. Le pis-ton moteur est arrivé en position basse(« point mort »).

Phase 2: Le piston déplaceur est arrivé aupoint mort supérieur. Tout l’air se trouve dansla zone chaude, se réchauffe et développesa pression. La pression d’air est plusgrande à l’intérieur qu’à l’extérieur. Le pis-ton moteur doit lui céder et monte.

Phase 3: Le piston déplaceur redescend.L’air est repoussé de la zone chaude dansla zone froide. La pression d’air est provi-soirement la même à l’intérieur et l’extérieur.Le piston moteur est arrivé au point mortsupérieur.

Phase 4: Le piston déplaceur est arrivé aupoint mort inférieur. Tout l’air se trouve dansla zone froide, refroidit et perd sa pression.La pression d’air est plus grande à l’exté-rieur qu’à l’intérieur. Le piston moteur doitlui céder et redescend.

Das benötigen Sie für den Zusammenbau:■ Une colle à deux composants. Cette colle sera utilisée pour le collage de la paroi

transparente du cylindre en PVC sur les tôles en aluminium.■ Une bonne colle universelle, si possible avec busette pointue pour bien doser et bien

répartir même les petites gouttes de colle. L’avantage d’une colle universelle à dissol-vant par rapport à une colle sans dissolvant à base d’eau, est que la colle à dissolvantne fait pas onduler le carton et sèche beaucoup plus vite.

■ Un peu de papier de verre fin pour rendre un peu rugueuses les surfaces à coller etpour lisser, si nécessaire, les bords de carton.

■ De l’alcool à brûler ou autre pour dégraisser les parties de métal à coller.■ Un peu d’huile de silicone ou d’huile pour machines, liquide et ne résinant pas (huile

à machine à coudre, pas d’huile alimentaire !). Une seringue à canule pour appliqueravec précision les gouttelettes d’huile serait très pratique.

■ Une petite tige en bois, p.ex. un cure-dent, pour appliquer avec précision les goutte-lettes d’huile et de colle.

■ Une grande tasse ou autre récipient d’env. 10 cm de diamètre sur lequel on pourradéposer le cylindre principal pendant le montage.

■ Une petite paire de ciseaux et un couteau de bricolage coupant (cutter, p.ex. le cou-teau de bricolage d’AstroMedia) ou un scalpel à pointe fine pour couper les pointsd’attache par lesquels les pièces sont maintenues dans les plaques de carton et pourdécouper les lignes qui ne sont qu’estampées.

■ Une pointe de pliage ou autre objet à pointe non coupante pour tracer les sillons surles lignes de pliage. Un couteau non coupant ou une mine de stylo vide feront éga-lement l’affaire.

■ Un plan de travail pour les coupes p.ex. en carton épais (pas de carton ondulé) ouen matière synthétique ou en bois.

■ Une équerre pour vérifier les angles droits. Ceci peut se faire aussi avec les coinsrectangulaires d’une feuille de papier.

■ Un gros stylo-feutre (Ø env. 17 mm), une baguette ronde ou autre objet similaireavec une extrémité plate et non arrondie. Elle servira au cintrage de quelques petitespièces en carton et à l’assemblage du piston moteur en latex.

■ Une petite pince universelle pointue ou une pince à épiler solide pour l’ajustage deprécision final.

■ Quelques pinces à linge ou trombones, un crayon, de la bande adhésive (scotch),un élastique et un peu de fil à coudre fin.

Ce modèle réduit se compose de :■ 4 plaques de carton de 0,5 mm d’épaisseur, imprimées et prédécoupées■ 1 plaque ronde Ø 126 mm en aluminium (fond du cylindre principal)■ 1 plaque 126 x 126 avec 2 trous en aluminium (couvercle du cylindre principal)■ 2 bandes transparentes de feuille en PVC de 0,5 mm d’épaisseur et 18 mm de large

(paroi du cylindre principal)■ 2 tubes fins de 18 mm de long en laiton (glissière de la tige du piston déplaceur et

support de la tige du piston moteur)■ 1 tuyau en silicone, long de 110 mm (pour le raccord des tiges de pistons et la fixation

des rondelles-paliers d’axe)■ 1 gant en latex (joints en latex pour le piston moteur)■ 1 disque de mousse synthétique 113 x 8 mm pourvu d’un trou (piston déplaceur)■ 3 fils d’acier à ressorts Ø 1,0 mm avec petit crochet (tiges de pistons)■ 1 fil d’acier à ressorts Ø 1,5 mm avec 2 manetons, 117 mm de long (vilebrequin)■ 4 grandes rondelles avec trou, en PVC dur (rondelles-paliers d’axe pour le vilebre-

quin, le piston déplaceur et le piston moteur)■ 8 petites rondelles avec trou, en PVC dur (rondelles de guidage pour les rondelles-

paliers d’axe)

Remarque importante au préalable : Comme tout autre moteur, ce moteur Stirling doit être montéminutieusement pour qu’il fonctionne sans problème, d’autant plus que la seule source de chaleurn’est qu’une tasse d’eau bouillante. Les deux conditions les plus importantes d’un bon fonctionnementsont l’étanchéité du cylindre principal et cylindre moteur et la bonne mobilité, sans frottements, del’ensemble des pièces mobiles. Veuillez accorder à ces deux points une attention particulière.Prenez votre temps et ayez de la patience, en particulier pour l’ajustage à la fin de l’assemblage pro-prement dit. La récompense de vos efforts sera une belle maquette avec une durée d’action de latasse particulièrement longue. Les pas d’assemblage et tests d’une importance particulière seront misen valeur, comme ce paragraphe, sur un fond foncé.

Conseils à suivre pourla réussite du montage

1. La notice de montage a été divisée ende nombreuses petites étapes. Au premierabord, elle semble très longue, mais ellepermet un assemblage facile à réaliser etvous mènera à un résultat couronné desuccès. Nous vous conseillons de lire cha-que étape entièrement avant de la mettreen pratique.

2. Chaque pièce est dotée d’un nom etd’un numéro. Les lettres figurant devantles numéros correspondent à l’ordre d’as-semblage et sont en grande partie lesmêmes à l’intérieur de chaque grouped’éléments. Le mieux est de ne détacherque les pièces dont vous aurez besoin enprochain ou bien notez le numéro de lapièce au dos de celle-ci.

3. Ne détachez pas les pièces du cartonen tirant dessus mais coupez les pointsd’attache avec un cutter afin que les arê-tes restent lisses.

4. Là, où le carton doit être plié, il est per-foré de petites incisions, suffisantes pourréaliser le pliage. Cependant, les plis sontplus nets quand on trace avant un sillondans le carton à l’aide d’une règle et d’unepointe non coupante (voir colonne dedroite). Presque toutes les lignes perfo-rées doivent être pliées « en avant »,d’autres, peu nombreuses, «en arrière ».Plier « en arrière » signifie que : quand jeregarde le côté imprimé du carton, la par-tie à replier s’éloigne de moi. « En avant »veut dire : je plie dans ma direction.

5. Les surfaces sur lesquelles seront col-lées d’autres pièces sont en général mar-quées de gris. Pour que le séchage despetites pièces à coller soit plus rapide,mettez une couche de colle universellepas trop fine sur une des deux pièces,pressez les deux pièces l’une contrel’autre de façon à ce que la colle se répar-tisse bien sur les deux surfaces et déta-chez-les à nouveau. Soufflez 2 à 3 foisdessus, remettez les pièces bien en placeet pressez fortement – la colle tiendra desuite.

6. En particulier les grandes surfaces pla-tes à coller devraient être pressées pen-dant le séchage p.ex. avec quelques li-vres sur une surface plane, afin qu’ellesne gondolent pas.

Abbildung 1

L’assemblage s’effectue en 64 étapes re-groupées en phases A à O.

Phase A:Volant d’inertie

Bien que le volant d’inertie soit fixé sur lemoteur en dernier, on en a cependant be-soin dès le début de l’assemblage car il sertprovisoirement d’outil pour le collage de laparoi du cylindre principal.

Etape 1 : Tracez un trait vertical au crayonsur la face recto grise des deux pièces cen-trales du volant (A1) et (A2) ainsi que sur laface verso vierge de la pièce extérieure (A3)et de la pièce intérieure (A4). Détachez en-suite les pièces du carton et les morceauxintercalaires des disques. Conservez cesmorceaux intercalaires qui pourront servirplus tard lors du gonflage du moteur (v. cha-pitre « Conseils pour le gonflage » à la finde la notice de montage).

Remarque : Le trait de crayon marque lesens du carton. Le papier et le carton d’im-pression ont toujours un sens dans lequelle matériau est plus souple que dans lesens perpendiculaire. Si on tient comptedu sens pour le collage, on peut faire ducarton un composé résistant aux distor-sions, comparable au contreplaqué.

Etape 2 : Le trou situé au centre des 4 piè-ces dans lequel sera introduit plus tard levilebrequin a un si petit diamètre qu’il n’aété qu’estampé. Percez-le avec l’extrémitédu vilebrequin du côté verso. Si cela est né-cessaire, vous pouvez au préalable faire despetites incisions sur la périphérie de la dé-coupe avec la pointe de votre cutter.

Etape 3 : Collez les deux pièces centralesdu volant (A1) et (A2) en collant les côtésversos vierges l’un contre l’autre de tellefaçon que les traits de crayon soient dans lemême sens, c’est à dire que le sens du car-ton des deux pièces soit le même. Quand lacolle aura pris, collez la pièce extérieure (A3)et la pièce intérieure (A4) sur les piècescentrales en décalant le sens d’un rayon deroue. Pressez et laissez bien sécher.

Phase B:Paroi et fonddu cylindre principal

La plaque alu de forme ronde formera le fonddu cylindre principal, l’autre plaque en serale couvercle. Pour des raisons techniques,il est possible que ces plaques aient unebelle face et une autre moins belle présen-tant p. ex. des égratignures ou autres. Dansce cas, effectuez l’assemblage de façon àce que le côté moins beau se trouve à l’in-térieur du cylindre.La paroi du cylindre principal est constituéede 2 bandes de feuille en PVC transparen-tes qui seront reliées ensemble pour formerun anneau et seront d’abord collées sur le

fond. Pour donner une forme parfaitementronde à cet anneau lors du collage sur lefond, nous aurons besoin du volant d’iner-tie.

Etape 4 : Retirez la feuille de protection, s’ily en a une, de ces deux plaques aluminium.Dégraissez et nettoyez la plaque ronde (lefond du cylindre principal) avec un chiffonet un peu d’alcool à brûler. Si vous voulezpréparer le moteur de façon à ce qu’il fonc-tionne aussi à l’énergie solaire (voir phaseO, conseils pour le gonflage), vous pouvezdéjà peindre en noir les « belles » faces desplaques qui seront sur le côté extérieur ducylindre principal. Veillez à ne pas mettre depeinture dans le petit trou et laissez-la biensécher.Posez le volant d’inertie bien centré sur laface la moins belle qui débordera d’env. 3mm de tous les côtés et tirez un trait toutautour avec un crayon ou un stylo fin pourobtenir un trait circulaire sur la plaque. Ren-dez la tôle légèrement rugueuse le long et àl’intérieur de ce trait avec le papier de verre.Cela renforcera l’adhérence de la colle etune surface rugueuse transmettra mieux lachaleur à l’air enfermé dans le cylindre. Re-passez ensuite le trait au crayon. Il vousaidera plus tard à bien répartir la colle à 2composants.Dégraissez et nettoyez par la même occa-sion l’autre plaque, le futur couvercle ducylindre, ainsi que les deux bandes de PVCqui formeront la paroi de ce même cylindre.

Etape 5 : Collez la pièce centrale du rac-cord (B2) de la paroi du cylindre au centredu dos de la pièce extérieure (B1). Commela pièce centrale (B2) a la même hauteur,mais ne fait qu’un tiers de la largeur de lapièce extérieure, il en résulte un débord de6 mm de chaque côté. Veillez à ce que lacolle ne déborde pas sur cette partie. Col-lez ensuite l’autre pièce extérieure (B3) des-sus. On obtient ainsi un raccord carré ayantune fente de 6 mm de profondeur des deuxcôtés, dans laquelle on enfoncera les extré-mités des bandes PVC qui iront parfaitementdedans. (v. fig.1). Procédez de même avecles pièces (B4), (B5) et (B6) de l’autre rac-cord.

Remarque : Pour les deux étapes suivan-tes, faites en sorte que la taille de l’an-neau-cylindre soit telle que le volant d’iner-tie, qui sert de support provisoire, aille toutjuste dedans.

Etape 7 : Mettez un peu de colle dans lesdeux fentes de l’un des raccords de la paroidu cylindre, enfoncez de 5 mm (donc pasentièrement), dans chacune de ces fentes,une des extrémités rugueuses d’une desbandes de paroi et essuyez, le cas échéant,les excédents de colle. La pièce de cartoncarrée relie maintenant les deux parties dela paroi du cylindre en une seule bande de37 cm env. de longueur. Collez ensuite l’autreraccord à l’une de ces deux extrémités maisne fermez pas encore le cercle. Pour vousassurer qu’aucun angle ne se forme auxraccords et que les deux bandes formentbien une ligne droite, posez cette unité surson arête sur une surface plate. Si néces-saire, fixez les parties collées, le temps duséchage, avec des trombones ou des pin-ces à linge.

Etape 8 : Posez le volant d’inertie sur votreplan de travail et reliez, d’abord sans colle,les deux extrémités de la paroi du cylindrepour former un anneau. Celui-ci doit bienépouser la forme du volant. Si nécessaire,raccourcir un peu l’une des bandes en PVC.Retenez bien la profondeur à laquelle l’ex-trémité de la bande doit être enfoncé dansla fente du raccord pour que le volant ait justede la place et puisse être coincé, et collezle tout en forme d’anneau après avoir retiréle volant. Veillez de nouveau à ce qu’il n’yait ni angle ni différence de niveaux dans lebord de la paroi du cylindre. Fixez les par-ties collées avec des trombones ou des pin-ces à linge et laissez bien sécher.

Etape 9 : Posez le volant d’inertie dans l’an-neau-cylindre de façon à ce qu’il soit biencoincé. Calez-le éventuellement avec despetits morceaux de carton. Il devrait êtreplacé un peu au-dessus du centre et ne doitpas toucher les bords de la paroi du cylin-dre. Le volant donne à la paroi souple ducylindre une forme ronde stable. Il ne seraretiré qu’à la 15ème étape, quand la paroi ducylindre sera collée sur le fond du cylindre.

Etape 10 : Prenez le couvercle du cylindreprincipal, collez un morceau de scotch surle petit trou au centre de la « moins belle »face et posez la plaque avec le scotch au-dessous sur votre plan de travail. Arrondis-sez légèrement les arêtes d’un des deuxcôtés de chacun des deux tubes en laitonavec du papier de verre. Cela permettra plustard d’enfiler plus facilement le tuyau de si-licone par dessus. Mettez un des tubes decôté et enfoncez l’autre dans le trou du cou-vercle du cylindre principal. Il fait partie dusystème de guidage de la tige du pistondéplaceur. Il ne sera pas collé maintenant,mais après la prochaine étape.

Etape 11 : Préparez une quantité suffisantede colle à deux composants et déposez-enun filet de plusieurs millimètres de largeuret pas trop fin sur le cercle tracé au crayon

Etape 6 : Frotter légèrement des deux cô-tés les deux extrémités des deux bandestransparentes en PVC de la paroi du cylin-dre sur une largeur de 4 mm avec le papierde verre. La surface rendue ainsi rugueusepermettra à la colle de mieux s’accrocherque sur le plastique lisse.

Phase C:Piston déplaceur

Le piston déplaceur est constitué du disquede mousse de 8 mm d’épaisseur et d’unsupport en carton (C1 à C14) (voir fig. 3)qui sera fixé dans le trou en son centre. C’estdans ce support que sera fixée la tige dupiston en fil métallique.

Abbildung 2

Abbildung 3sur le fond du cylindre principal, en débor-dant de part et d’autre du trait, là où seraplacée la paroi du cylindre. Posez la paroidu cylindre - avec le volant d’inertie placé àl’intérieur – sur la colle et faites-la tournerde quelques millimètres dans un sens puisdans l’autre pour être sûr que le bord de laparoi est complètement enduit de colle. Con-trôlez minutieusement pour vous assurerqu’il y a bien de la colle partout autour del’angle extérieur formé par la paroi et le fonddu cylindre et bouchez les trous éventuelsavec une gouttelette de colle. Pour parfairel’étanchéité de la paroi du cylindre sur laplaque, vous pouvez l’alourdir en posantdessus, avec précaution, un livre ou autreobjet similaire.

Test : Avant de mettre cet assemblage decôté pour laisser à la colle le temps deprendre, assurez-vous encore une foisque la paroi du cylindre ne s’est pas dé-placée et qu’elle est toujours bien centréesur le fond du cylindre, c’est-à dire que ledébord du disque doit être le même surtoute la circonférence.

Etape 12 : A l’aide d’un cure-dent, appliquezun peu de colle à 2 composants dans l’an-gle formé par le tube en laiton et le couver-cle du cylindre dans lequel il est enfoncé.Faites tourner le tube avec précaution etsoulevez et baissez-le un peu en mêmetemps afin que la colle s’étale bien entre laplaque et le tube. De l’autre côté de la pla-que, le tube se trouve à ras de la surface ducouvercle grâce au scotch ; il ne dépassepas.

Test : Avant que la colle ne prenne, véri-fier l’angle entre le tube et le couvercle ducylindre à l’aide d’une équerre ou d’un coinde feuille de papier rectangulaire. Il doitêtre de 90° de tous les côtés. Le systèmede guidage de la tige de piston (glissière)doit être exactement perpendiculaire aucouvercle du cylindre, faute de quoi le pis-ton déplaceur ne pourrait pas se dépla-cer parallèlement au fond et au couvercledu cylindre principal.

Etape 13 : Après la prise de la colle, sortezle volant d’inertie du cylindre principal etsoumettez celui-ci à un nouveau contrôlevisuel. La colle doit former une jonction par-faite, sans vides, du fond et de la paroi ducylindre, aussi bien à l’intérieur qu’à l’exté-rieur. Retirez également le scotch du cou-vercle du cylindre principal et vérifiez d’enhaut, en utilisant l’une des 3 tiges de pistonen fil métallique fin, si celle-ci peut coulis-ser librement. Retirez les restes de colleéventuels en vous servant du fil métallique.

Etape 14 : Maintenant, vous n’avez plusbesoin du volant d’inertie comme auxiliaired’assemblage et pouvez donc finir de lemonter. Pour cela, détachez de la plaquede carton les 3 éléments du support de l’axedu volant (A5), (A6) et (A7), tracez un sillonsur les lignes de pliage marquées de peti-tes incisions et pliez-les en avant. Les deuxlignes parallèles estampées très proches

l’une de l’autre sont également à sillonner ;pliez-les aussi en avant. Les parties enforme de parts de gâteau et marquées d’untrait noir et d’une tête de vis seront colléesplus tard sur le volant. En ce qui concerneles 2 volets supérieurs à doubles courbes,collez chacun d’eux dos à dos avec le voletcorrespondant d’un autre élément du sup-port de l’axe. Le tout - vu d’en haut - res-semble à la fin, à une étoile à 3 branches,au pied de laquelle pendent les languettesà coller marquées du trait noir et de la têtede vis (voir fig.2).

Etape 15 : Introduisez la longue extrémitédu vilebrequin, d’abord par le dessous, dansle centre des trois branches le long des dou-bles lignes sillonnées et formez ainsi le ca-nal pour le fil métallique. Retirez ensuite levilebrequin, réintroduisez-le par l’autre côtédu canal et enduisez les languettes de colle.Introduisez alors le vilebrequin dans le trouau centre du volant d’inertie, et cela, du côtéoù se trouvent les marques de collage pourles languettes. Poussez alors le support surle vilebrequin contre le volant d’inertie etcollez les trois paires de languettes sur lesmarques grises. Pendant cette phase, veillezà ce que le volant d’inertie soit bien d’équerreavec le vilebrequin pour éviter que, plus tard,il ne voile pas en tournant. Après le séchage,retirer le vilebrequin ; le volant d’inertie serafixé au moteur en dernier.

Remarque : Avant de pouvoir finir de col-ler le cylindre principal, il faut d’abordmonter le piston déplaceur, le cylindremoteur et le piston moteur.

Etape 16 : Percez les trous des rondelles(C1) à (C10) avec l’extrémité d’une des 3 ti-ges de piston. Les rondelles (C11) et (C12)ont à la place d’un trou, une fente étroite seu-lement estampée qui va du centre au bord.Découpez complètement cette fente, retirerle morceau de carton découpé et collez les12 rondelles les unes sur les autres en veillantà ce que les fentes des 2 dernières rondel-les soient bien superposées (voir fig. 3). Pas-sez immédiatement à l’étape suivante.

Etape 17 : Avant que la colle ne sèche, en-filez la longue extrémité d’une tige de pis-ton dans le bloc de rondelles en carton defaçon à ce que le petit crochet vienne seranger dans la fente et collez ce bloc aucentre de la rondelle un peu plus grande(C13) sur sa face non imprimée ; ne tenezpas compte du petit trou dans son centre.Faites un essai en enfonçant, par en des-sous, la longue extrémité de la tige dans letube en laiton situé au centre du couvercledu cylindre principal et contrôlez en pous-sant et en appuyant sur le bloc en carton,que celui-ci est bien à plat sur la plaque etqu’en tournant la tige de piston, il ne voilepas. Vous pouvez, de cette manière, vousassurer que la tige du piston dépasse biendu carton dans un angle droit.

Important : La longue extrémité du fil mé-tallique doit sortir perpendiculairement dubloc. La tige du piston doit être d’équerreavec le bloc.

Etape 18 : Enfilez maintenant la rondelle(C14) sur la tige du piston selon fig. 3,d’abord sans colle, et contrôlez l’épaisseurtotale du support en carton en le posant àcôté du disque en mousse. Elle variera unpeu en fonction de l’épaisseur de la colle etne devra être que d’env. 7 à 7,5 mm max.;elle devra dans tous les cas être légèrementinférieure aux 8 mm de la mousse. Si celas’avère nécessaire, il faudra retirer la der-nière des petites rondelles avec un couteau.Collez ensuite la grande rondelle (C14). Ledisque de mousse ne sera posé sur le sup-port en carton qu’à la prochaine étape,quand celui-ci sera sec.

Etape 19 : Une fois le support en carton sec,enfoncez-le dans le trou du disque demousse en tirant un peu sur la mousse. Latige du piston se trouve maintenant exacte-ment au milieu de la mousse.

Abbildung 4

Test : Enfoncez la tige du piston déplaceurdans le tube en laiton situé dans le cou-vercle du cylindre principal par dessous.Tenez-le tout verticalement et faites tour-ner le déplaceur sur lui-même en faisanttourner la tige du piston entre vos doigts.De cette façon, vous pouvez tout de suiteconstater si le disque de mousse est bienperpendiculaire à la tige du piston ou s’ilvoile. Corrigez s’il le faut. Profitez de l’oc-casion pour vérifier une nouvelle fois l’an-gle du tube en laiton par rapport au cou-vercle du cylindre principal qui doit êtredroit et corrigez-le si nécessaire.

Etape 20 : Retirez le piston déplaceur de laglissière et fixez définitivement le supporten carton avec quelques gouttes de collequi seront appliquées avec un cure-dententre les rondelles extérieures et la mousse.Pour plus de sûreté, vérifiez de nouveau l’an-gle comme ci-dessus – le bon fonctionne-ment du moteur en dépendra aussi.

Etape 21 : Percez les trous au centre despièces (D1) à (D12) du support de la glis-sière de la tige du piston. Collez d’abord lagrande rondelle de carton (D1) sur le cou-vercle du cylindre principal en l’enfilant surle tube en laiton. Si elle ne peut pas êtrebien à plat sur la plaque à cause de la colleà 2 composants située entre le tube et lecouvercle, il faudra agrandir le trou dans lecarton. Collez ensuite les grandes rondel-les restantes (D2) à (D8) par dessus et fina-lement, les rondelles un peu plus petites(D9) à (D12). Vous obtenez ainsi un petitbloc compact qui stabilisera la glissière dela tige de piston.

Phase D:Cylindre moteur

Les pièces du cylindre moteur (E1) à (E6)se trouvent sur la feuille de carton 3/4. Ayantutilisé la même presse de prédécoupagepour la feuille 4/4, on retrouve dessus lesdoubles de ces pièces dont on n’a pas be-soin et qui pourront servir de réserve. Si vousles gardez, vous pourrez ainsi remplacer lespièces originales éventuellement endomma-gées.Le cylindre moteur (fig. 4) se compose d’unpetit cylindre en carton (E2, E3) posé surun fond (E1), pourvu d’une bordure (E4) enhaut à l’extérieur et qui sera monté sur legros trou du couvercle du cylindre principal.Le piston moteur (fig. 5) est composé d’unpetit bloc de rondelles en carton (F1 à F10)avec un joint d’étanchéité en latex qui seradécoupé dans un doigt du gant en latex. Lepiston sera collé sur le joint en latex qui seraenfilé et attaché sur le cylindre moteur etassurera ainsi l’étanchéité et en mêmetemps la mobilité. Pour cacher le latex, oncollera, à la fin, la paroi extérieure (E5 + E6)autour du cylindre moteur.

Etape 22 : Frotter la paroi intérieure du cy-lindre moteur (E2) contre un angle et/ouenroulez-la autour d’un gros stylo feutre, unmanche en bois ou autre objet similaire pourqu’elle ait une forme cylindrique régulière.La bande grise de collage prévue pour labordure doit se trouver à l’extérieur. Arron-dissez aussi la pièce de raccordement dela paroi intérieure (E3). Collez ensuite lapièce de raccordement derrière les deuxextrémités de la paroi intérieure de manièreà ce qu’elle soit cachée et que les bords dela paroi se touchent. Donnez au cylindre encarton un arrondi régulier en le manipulantavec précaution.

Etape 23 : Détachez la petite rondelle cen-trale du fond du cylindre moteur (E1) et re-pliez en avant les 14 dents dirigées vers lecentre (repassez éventuellement sur les li-gnes prédécoupées). Posez, à titre d’essai,la paroi intérieure du cylindre sur la couronnede dents de façon à ce que celles-ci soientà l’intérieur du cylindre et que la bande grisesur la paroi se trouve en haut, pas du côtédes dents. Collez la paroi du cylindre danscette position sur les dents avec de la colleen abondance.

Important : Le joint entre la paroi du cy-lindre et le fond doit être parfaitement étan-che et ne doit pas avoir de fentes. Aprèsle séchage, pour empêcher qu’il n’y ait depassages d’air à cet endroit, étalez, ànouveau, abondamment de colle de l’in-térieur sur et entre les dents et sur le jointentre la paroi et le fond. Laissez bien sé-cher et enduisez une nouvelle fois de collepour plus de sûreté.

Etape 24 : Arrondissez la bordure (E4)comme dans l’étape 22 et n‘en collezd’abord que la moitié sur la zone grise à l’ex-térieur de la paroi du cylindre, mais pas làoù les bords de la paroi se rejoignent, car labordure doit recouvrir ce joint (les lignes dejonction de la paroi du cylindre et de la bor-dure doivent être décalées). A titre d’essai,enroulez-la ensuite tout autour et coupez ledébord éventuel de façon à ce que les deuxextrémités se rejoignent exactement bout àbout sans laisser de fente. Maintenant col-lez-la. Les petits espaces vides éventuelsseront bouchés à la colle, les plus grandsavec un morceau de carton.

Phase E:Piston moteur

Etape 25 : Découpez l’index du gant en la-tex à une longueur d’env. 3,5 à 4 cm à partirdu bout du doigt. Enfilez ce doigt de latexsur la pointe d’un crayon ou autre objet si-milaire de manière à ce que la pointe ap-puie bien sur le point culminant du bout dudoigt. Tenez le bout du doigt de latex au-dessous de la pointe de façon à ce que celle-ci dépasse de vos doigts comme un petitbourgeon et retirez le crayon. Coupez en-suite la pointe du latex exactement au cen-tre avec des ciseaux pour obtenir un troude 4 à 6 mm de diamètre.

Remarque : Les autres doigts et le poucedu gant peuvent être utilisés comme piè-ces de rechange.- Les rondelles de car-ton (F1) et (F3) du piston moteur n’ont pasde trou. Dans les prochaines étapes, el-les seront collées à l’intérieur et à l’exté-rieur du joint en latex et refermeront ainsile trou.

Etape 26 : Enfilez le joint en latex sur le doslisse et émoussé d’un gros stylo-feutre ouautre objet similaire d’env. 17 mm de dia-mètre et fixez-le avec un élastique légère-ment serré. Tirez et tendez le joint de tousles côtés vers le bas avec précaution jus-qu’à ce que le trou soit bien à plat sur le dosplat du stylo-feutre. Collez la rondelle decarton (F1) dessus en veillant à ce qu’ellesoit centrée sur la pointe du doigt de latex,même si le centre du trou ne l’est pas exac-tement. Si vous constatez que le trou n’estpas exactement centré sur la pointe du doigt,cela ne fait rien car, en fin de compte, larondelle le recouvrira. Laissez bien sécher.(Le fait que la rondelle colle sur le stylo àl’endroit du trou n’est pas un problème, ellese détachera facilement.)

Important : Il faut que la rondelle de car-ton soit centrée sur la pointe (qui a étédécoupée) du doigt de latex et non né-cessairement sur le centre du trou quipourrait être légèrement de travers, sinonelle serait, elle aussi, de travers sur le jointen latex. La colle ne doit pas dépasser dela rondelle et souiller le latex. Elle forme-rait une couche dure sur la peau en caout-chouc qui perdrait ainsi son élasticité.

Etape 27 : Retirez le joint du stylo-feutre,retournez-le et enfilez-le à nouveau dessusde sorte que la rondelle (F1) se trouve àl’intérieur. Collez la rondelle (F3) exactementsur la rondelle (F1). Les deux rondelles sontmaintenant collées non seulement au latexmais aussi l’une sur l’autre à travers le trou.

Abb. 6

Abbildung 5

Phase F:Montage du cylindre moteuret du piston moteur

Etape 30 : Enfilez le joint du piston moteur,après le séchage, par dessus la bordure (E4)du cylindre moteur (voir fig. 6). Tirez sur lelatex de tous les côtés jusqu’à ce que le pis-ton équipé du tube en laiton soit placé justeau-dessus du centre du cylindre et se dresseà la verticale. Le petit bloc de carton du pis-ton doit se situer entre 6 et 8 mm au-dessusdu cylindre. En appuyant dessus pour le fairerentrer dans le cylindre, il doit descendre de6 à 8 mm aussi au-dessous de l’arête supé-rieure du cylindre ; la hauteur du mouvementvertical est donc au total de p.ex. 6 + 6 =12mm. Elle peut être légèrement supérieureou inférieure, mais pas inférieure à 10 mm.En maintenant le cylindre moteur à l’hori-zontale au-dessus d’une règle et en faisantrentrer et sortir le piston moteur, vous pour-rez vérifier avec exactitude la hauteur dedéplacement et la corriger s’il le faut.

Premier test de fonctionnement –piston moteur :Vérifiez minutieusement si le bloc de car-ton équipé du tube en laiton exécute faci-lement et sans résistance le mouvementde va et vient. Le bloc doit se trouver aucentre du joint en latex qui doit être pa-reillement souple de tous les côtés. Il nedoit pas se former de faux-pli pouvantgêner le mouvement du piston, ce qui faitnormalement un certain bruit. Si c’est lecas, essayez d’agrandir la partie mobiledu joint et de positionner le bloc plus hautou plus bas de manière à ce qu’il s’en-fonce plus dans le cylindre ou bien en res-sorte plus pendant une phase de dépla-cement, dans le but d’obtenir la liberté demouvement voulue du piston. A la fin, lahauteur de déplacement doit toujours êtred’un peu plus de 10 mm. Au cas où vousdevriez changez le joint, vous savez quevous disposer encore de doigts de latex.

Abb. 7

Etape 31 : Entourez plusieurs fois le jointde fil à coudre au-dessous de la bordure ducylindre moteur et faites un nœud pour fixerle joint dans cette position et en même tempsle rendre étanche à l’air. Rabattez vers lehaut le bord du latex s’il est trop long. Posezensuite le cylindre moteur bien centré au-dessus du trou du couvercle du cylindre prin-cipal dans la position où il sera collé plustard et tracez le contour de son fond avecun crayon pour démarquer ainsi la surfacede collage.

Etape 28 : Détachez les autres rondellesdu piston moteur et percez-en les trous parderrière à l’aide p.ex. du deuxième tube enlaiton. Collez d’abord les grandes rondelles(F2), (F4), (F5) et en dernier (F6) les unessur les autres, ensuite sur ce bloc, les pluspetites (F7), (F8), (F9) et en dernier (F10),les trous toujours bien les uns au-dessusdes autres. Contrôlez si le tube en laitonentre bien dedans.

Etape 29 : Coupez un morceau de tuyau ensilicone de 16 mm de long et enfoncez-lede 5 mm sur le tube en laiton. Il servira plustard de pièce d’accouplement entre le pis-ton moteur et la tige du piston. Pour faciliterla chose, utilisez comme outil l’une des deuxtiges de piston restantes que vous enfonce-rez dans le tube en laiton ; enfilez alors letuyau en silicone d’abord par dessus la tigeet ensuite par dessus le tube. Retirez la tigede piston, tirez et poussez sur le siliconejusqu’à ce qu’il soit bien droit sur le tube.Nettoyez le tube encore une fois par pré-caution avec la longue extrémité de la tigede piston. Collez-le dans le bloc de cartonet ensuite le bloc de carton sur la rondelle(F3) collée sur le joint en latex.

Le piston moteur est maintenant terminé etpeut être monté sur le cylindre moteur.

Phase G:Montage finaldu cylindre principal

Etape 32 : Coupez un deuxième bout detuyau en silicone de 16 mm de long et enfi-lez-le de 5 mm sur le tube en laiton de laglissière du déplaceur qui dépasse au mi-lieu du couvercle du cylindre principal. Pro-cédez de la même manière que ci-dessusen vous servant d’une des tiges de pistoncomme outil que vous enfoncerez dans letube en laiton par dessous ; enfilez alors letuyau en silicone d’abord par dessus la tigeet ensuite par dessus le tube. Retirez alorsla tige de piston.

Etape 33 : Posez un récipient assez grand(tasse, boîte) sur votre plan de travail etdéposez le couvercle du cylindre principaldessus à l’envers de façon à ce que le tubeen laiton pourvu du tuyau en silicone pen-dent dans la tasse. Enfoncez maintenant latige du piston déplaceur dans le tube en lai-ton par en haut. La tige pénètre facilementjusqu’au moment où elle reste coincée dansle tuyau en silicone situé de l’autre côté dutube en laiton. Le disque de mousse du pis-ton déplaceur s’immobilise ainsi à env. 14mm du couvercle du cylindre. Posez le fondet la paroi du cylindre collés ensemble à l’en-vers sur le piston déplaceur et appuyez des-sus jusqu’à ce que le bord de la paroi tou-che le couvercle du cylindre principal.

Important : D’une par t, le pistondéplaceur doit être assez enfoncé pourque la paroi puisse être collée sur le cou-vercle. D’autre part, il doit en être assezéloigné pour ne pas entrer en contact avecla colle à 2 composants qui sera appli-quée sous peu.

Etape 34 : Faites pivoter le fond du cylindrepour que les pièces de raccordement encarton de la paroi du cylindre soient à l’em-placement désiré, p. ex. au-dessous desarrondis du couvercle et positionnez-le defaçon à ce que la paroi ait, de tous côtés, lemême écart symétrique par rapport auxbords du couvercle du cylindre. Vérifiez quele piston déplaceur à l’intérieur ne touchepas la paroi et qu’il y a bien un espace libred’env. 3 mm tout autour. Tracez le contourde la paroi du cylindre avec un crayon sur lecouvercle du cylindre. Retirez le fond ducylindre du couvercle et poncez la plaquesur et à l’intérieur du trait comme dans la4ème étape et refaites le trait.

Remarque : Le couvercle du cylindre n’estpas rond comme le fond ; il est constituéà la fois d’un rond et d’un carré. Il a ce-pendant les mêmes dimensions extérieu-res de 126 x 126 mm et son arrondi est lemême que celui du fond.

Phase H:Supports

Etape 38 : Collez les pièces centrales (G1)et (G2) du support 1, dos à dos. Veillez à ceque les figures soient exactement les unessur les autres. Si cela s’avère nécessaire,vous pouvez presser les pièces pendant leurséchage pour qu’elles soient bien plates.

Abbildung 8

Etape 39 : Les lignes de pliage de la pièceintérieure (G3) du support 1 sont marquéesde petites incisions. Comme décrit au préa-lable dans l’introduction, le pli sera mieuxfait si, en plus des incisions, vous tracez unsillon dans le carton avec une règle et unoutil approprié (ne pas couper !), p.ex. avecun couteau qui ne coupe plus. Pliez en avantau niveau de tous les sillons. Enduisez en-suite de colle, l’une des faces de la piècecentrale (G1 + G2), pas la pièce intérieure(G3) du support, et collez la face enduitesur le dos non imprimé de cette pièce inté-rieure du support. Contrôlez à nouveaul’exactitude des figures.

Remarque : La raison pour laquelle on ap-plique la colle sur la pièce centrale et nonsur le dos de la pièce intérieure est que lapièce centrale est pourvue d’échancruresdans sa partie supérieure, échancruresque la pièce intérieure et extérieure n’ontpas. Ces échancrures formeront, après lecollage, un évidement demi-sphérique etdeux évidements longitudinaux prévuspour la rondelle-palier de l’axe du vilebre-quin et les pieds de l’encadrement dupalier de l’axe. La colle ne devra pas dé-border dans ces évidements.

Etape 40 : Tracez aussi un sillon sur les li-gnes de pliage de la pièce extérieure (G4)du support 1 et pliez les deux volets d’anglelatéraux en arrière. Enduisez de nouveau lapièce centrale de colle et collez-la parfaite-ment au dos non imprimé de la pièce exté-rieure du support.

Etape 41 : Collez enfin les deux volets d’an-gle de la pièce intérieure et extérieure en-semble de manière à ce qu’une fois secs,ils soient bien d’équerre avec le support etles figures bien les unes sur les autres.

Etape 42 : Assemblez de la même façon lespièces (G5), (G6), (G7) et (G8) du support2 et écrivez votre nom dans la case prévueà cet effet.

Etape 35 : Préparez une quantité suffisantede colle à 2 composants et appliquez-en unbon filet sur le couvercle, sur et légèrementà l’intérieur du trait de crayon, donc là où laparoi du cylindre entrera en contact avec lecouvercle. Veillez à ne pas mettre de collesur le piston déplaceur, sinon il pourrait col-ler à l’intérieur et ne pourrait plus bouger.Reposez à nouveau le fond du cylindre surle couvercle avec précaution de manière àce que le bord de la paroi vienne se posersur la colle. Faites tourner un peu le fonddans un sens puis dans l’autre pour que lacolle se répartisse bien et contrôlez qu’il y abien de la colle partout dans l’angle formépar la paroi et le couvercle. En rajouter, aubesoin, à l’aide d’un cure-dent. Si néces-saire, alourdissez le fond du cylindre avecun livre ou autre et laissez durcir la colletranquillement après vous être assuré unenouvelle fois que le fond ne s’est pas dé-placé et que la paroi est toujours bien cen-trée sur la plaque. L’étanchéité des jointscollés entre la paroi, le fond et le couvercledu cylindre principal est une condition es-sentielle pour que le moteur fonctionne plustard. Laissez bien durcir.

Etape 36 : Collez le fond du piston moteurau-dessus du trou situé dans le couvercledu cylindre principal.

Important : Utilisez beaucoup de collepour que les joints soient étanches. L’étan-chéité sera contrôlée lors du test suivant.Il n’est pas nécessaire ni utile d’utiliser dela colle à 2 composants pour coller le pis-ton moteur sur le cylindre principal. De lacolle universelle normale suffit pour lemaintenir de façon étanche sur l’alumi-nium et a l’avantage que le cylindre mo-teur peut, au besoin, être redétaché de laplaque à l’aide d’un couteau fort coupant.

Contrôle d’étanchéité : Après le durcis-sement de la colle, on peut contrôlerl’étanchéité du système. Pour cela, pre-nez le fond et le couvercle du cylindre prin-cipal entre le pouce et l’index et pressezles plaques l’une contre l’autre en exer-çant une pression brève et rapide près ducentre, ce qui fait augmenter la pressionde l’air emprisonné. L’air ne pouvants’échapper nulle part, il doit alors pous-ser le piston moteur vers le haut. Si toutest étanche, il montera sous la pressionexercée sur les plaques et restera en po-sition haute. Ce n’est qu’en relâchant lesplaques qu’il redescendra. S’il ne montepas ou s’il ne reste pas en position hautemalgré la pression maintenue, c’est qu’ily a une fuite quelque part qu’il faudra éli-miner. Les endroits susceptibles de ne pasêtre étanches sont toutes les ouverturesfermées à la colle (voir aussi le paragra-phe réservé à la recherche des défauts àla fin de cette notice de montage).

Etape 37 : Tirez sur le tuyau en siliconeplacé sur le tube en laiton au centre du cy-lindre principal de façon à ce qu’il ne recou-vre plus que les 5 derniers millimètres env.de la tige du piston déplaceur, qui est main-tenant devenu mobile. On enfoncera, plustard, dans l’autre extrémité du tuyau en sili-cone, l’autre moitié de la tige du pistondéplaceur qui sera reliée au vilebrequin. Letuyau reliera les deux tiges qui formerontalors la tige de piston complète et jouera enmême temps le rôle d’une articulation mo-bile. – L’autre tuyau placé sur le tube en lai-ton du piston moteur ne sera pas retiré, ilrestera toujours à sa place.

Premier essai de fonctionnement enpratique : Posez le cylindre principal surune tasse d’eau bouillante ; attendez env.20 secondes jusqu’à ce que la plaque in-férieure se soit réchauffée et faites bou-ger ensuite le piston déplaceur en tirantet poussant sur sa tige, mouvement quise fera plus tard, lors du fonctionnementnormal, par le biais du vilebrequin. Si toutest étanche, le piston moteur se mettraen mouvement au même rythme mais lé-gèrement décalé. Profitez de l’occasionpour contrôler à nouveau la liberté demouvement de la tige du piston déplaceuret surtout la souplesse du joint en latexdu piston moteur. Si vous avez l’impres-sion que le joint doit être remplacé, alorsc’est le meilleur moment pour le faire :pour cela, détachez le bloc de carton avecle tube en laiton, du joint en latex de sortequ’il ne reste plus qu’une fine couche depapier sur le latex ; découpez une nou-velle rondelle pour l’intérieur et découpezun nouveau joint en latex. Le reste seraréalisé comme décrit dans la phase E.Cette opération peut être effectuée plustard aussi, mais le cylindre moteur ne seraplus aussi facilement accessible quemaintenant.

Abschnitt K:Encadrements des paliersd’axe du vilebrequin

Les encadrements des paliers d’axe du vi-lebrequin ont, dans leur partie supérieure,une fente qui correspond aux fentes del’étrier, au milieu, une poche demi-sphéri-que comme dans la partie supérieure dessupports et en bas, deux languettes arron-dies longitudinales faites de deux couchesde carton avec lesquelles ces encadrementsseront ancrés plus tard dans les supports. Ilne doit pas y avoir de débordement de colleni dans la poche ni sur les languettes.

Etape 48 : Collez les pièces centrales (L1)et (L2) de cet encadrement dos à dos. En-suite, enduisez de colle l’une des faces maisuniquement sur la partie grise, pas sur leslanguettes blanches. Collez dessus la pièceintérieure (L3). Collez ensuite la pièce exté-rieure (L4) de l’autre côté. Evitez autant quepossible que la colle ne coule dans la po-che demi-sphérique ainsi formée.

Etape 49 : Procédez de la même manièreavec les pièces de l’autre encadrement depalier (L5) à (L8).

Etape 50 : Après le séchage, vérifiez queles languettes des encadrements vont biendans les fentes des supports prévus à ceteffet. Le sens de l’encadrement est en fonc-tion du dessin des supports.

Arrivé à cette phase de montage, toutes lespièces en carton de la maquette sont à leurplace à l’exception de la paroi extérieure ducylindre moteur. Le montage du moteur Stir-ling peut maintenant être achevé.

Abbildung 9

Abbildung 10

Etape 46 : Détachez les rondelles de 20 mmdu centre de la tête des deux pièces centra-les (J1) et (J2) du palier d’axe de la bielle dupiston moteur et découpez les fentes enforme de crochet. Détachez la petite ron-delle de carton de la pièce extérieure (J3)et collez sur son dos non imprimé d’abordl’une des pièces intérieures et ensuite surcelle-ci, l’autre. Enduisez de colle l’échan-crure ronde qui s’est ainsi formée dans latête du palier et posez à l’intérieur une des4 rondelles de paliers en PVC dur. Posez etcollez l’une des deux tiges de piston res-tantes dans la fente étroite de façon à ceque le crochet de la tige prenne place dansle crochet de la fente du carton. Collez en-suite la deuxième pièce extérieure (J4) des-sus.

Etape 47 : Procédez de la même manièreavec les pièces de la bielle du pistondéplaceur (K1) à (K4).

Phase J:Bielles du piston moteuret piston d´placeur

Les paliers d’axe des bielles des deux pis-tons (voir fig. 10) sont formés de 4 couchesde carton. Dans les deux couches du milieuseront collées une rondelle et une tige depiston. La fente, en forme de crochet, danslaquelle sera collé le crochet de la tige depiston, n’est que marquée et doit être dé-coupée au cutter.

Phase I:Etrier et montage des supports

Pour que les supports aient, dès le départ,le bon écart lors de leur collage, nous fabri-querons d’abord l’étrier.

Etape 43 : Collez les deux pièces centrales(H1) et (H2) de l’étrier dos à dos et ensuite,de chaque côté une des pièces extérieures(H3) et (H4). Contrôlez ici aussi l’exactitudede l’ajustage.

Remarque : Les deux fentes en bas àdroite et à gauche ont exactement 2 mmde largeur, ce qui correspond à 4 couchesde carton, et seront collées plus tard dansles fentes correspondantes de l’encadre-ment du palier de l’axe.

Etape 44 : Positionnez les deux supportsde telle sorte que les volets d’angle se re-gardent et mettez en place l’étrier, provisoi-rement et sans colle, en faisant chevaucherles fentes sur les deux échancrures demi-sphériques. De cette façon, les supports onten haut l’écart exact dont ils auront besoinplus tard. Posez-les d’abord sans colle surle couvercle du cylindre principal. Du côtédu cylindre moteur, l’écart entre le bord dela plaque alu et la face extérieure du sup-port doit être exactement de 10 mm, del’autre côté de 31 mm (voir fig. 9). L’écart estplus grand de ce côté parce que le volantd’inertie tournera, plus tard, à cet endroit.C’est de ce côté également que nous vousproposons de mettre le support sur lequelfigure le nom du propriétaire (mais ce n’estpas une obligation). L’étrier est ainsi sus-pendu, bien centré, au-dessus du cylindremoteur.

Remarque : Ici aussi, la colle universellesuffit à faire tenir les supports. Au cas oùceux-ci se détacheraient tous seuls ou in-tentionnellement (p.ex. pour une répara-tion), ils pourraient être recollés sans pro-blème. Les lignes de collage sur la sur-face en aluminium peuvent alors, au be-soin, être rendues légèrement rugueusesavec du papier de verre pour que la colles’accroche mieux.

Etape 45 : Marquez l’emplacement des sup-ports sur la plaque au crayon en utilisantune équerre, pour faciliter le collage ulté-rieur et respectez les écarts de 10 et 31 mmdu bord de la plaque alu comme décrit ci-dessus. Collez les supports dans cette po-sition ; les volets d’angle doivent tous être àla même distance du bord.

Phase L:Montage du vilebrequin

Etape 51 : Découpez 8 morceaux de tuyaude silicone de 5 mm de long. Préparez enoutre les pièces suivantes : les deux ron-delles-paliers d’axe restantes, les 8 petitesrondelles de guidage, la bielle du pistonmoteur et celle du piston déplaceur équi-pées de leur tige de piston mise en placeainsi que le vilebrequin. Celui-ci a 2manetons rectangulaires de 22 mm de lon-gueur et 4 mm de largeur, décalés de 90° etdeux extrémités droites de longueurs diffé-rentes : 45 mm et 22 mm.

Abbildung 11

Remarque : Les rondelles-paliers d’axeainsi que les bielles des deux pistons sonttoutes montées sur le vilebrequin de lafaçon suivante (voir fig. 11) : au milieu, lagrande rondelle-palier d’axe, respective-ment la bielle, de chaque côté, une petiterondelle de guidage et à l’extérieur à côtéde ces dernières, un petit morceau detuyau de silicone. Cet ensemble(tuyau>rondelle de guidage>rondelle-pa-lier d’axe<rondelle de guidage<tuyau)permet de fixer l’emplacement d’un palierd’axe en tous points du vilebrequin parceque les morceaux de tuyau se laissent,certes, facilement déplacer à la main, maisne peuvent pas bouger tous seuls. Lesrondelles de guidage, qui ne sont pasfixées, empêchent que la grande rondelle-palier entre en contact avec le silicone etsoit freinée par celui-ci.

Etape 52 : Enfilez un des petits morceauxde tuyau en silicone sur le vilebrequin parl’extrémité courte, faites-le passer sur 2 cou-des jusqu’au premier maneton. Enfilez en-suite d’abord une petite rondelle de guidage,ensuite la bielle du piston moteur pourvuede sa tige, ensuite une autre rondelle deguidage et finalement encore un morceaude tuyau en silicone, toujours par la mêmeextrémité (voir fig. 11). Positionnez ce groupede pièces au centre du maneton et veillez àce que les rondelles de guidage soient pro-ches de la rondelle-palier de la bielle maispuissent quand même bouger librement.

Etape 54 : Montez le même groupe de piè-ces sur les deux extrémités droites du vile-brequin en mettant cette fois-ci les deux ron-delles-paliers restantes au centre. Sur l’ex-trémité courte du vilebrequin, le tuyau ensilicone doit se trouver presque au bord dufil métallique qui ne dépassera que de quel-ques millimètres. Sur la longue extrémité, legroupe de pièces sera monté de façon à ceque la rondelle-palier se trouve à env. 83mm de la rondelle-palier placée à l’autreextrémité.

Etape 55 : Posez maintenant les deux ron-delles-paliers dans les cavités situées dansla partie supérieure des supports. Vérifiezque toutes les rondelles tournent librementet que les bielles des pistons moteur etdéplaceur soient bien juste au-dessus deleur tube en laiton respectif. Rectifiez la po-sition des groupes de pièces s’il le faut.

Etape 56 : Retirez les rondelles-paliers dessupports. Avant de les remettre en place,enfoncez les 2 tiges des bielles des pistonsmoteur et déplaceur dans leur tuyau en sili-cone respectif. Pour cela, vous pouvez tenirle tuyau d’une main et de l’autre, faire tour-ner un peu le palier dans un sens et dansl’autre pour faire rentrer la tige.

La tige de la bielle du piston moteur :Elle doit être enfoncée jusque dans le tubeen laiton placé sur le joint en latex. Pourne pas tirer sur le latex du piston moteuren faisant tourner le palier d’axe, le mieuxest de maintenir le tube en laiton immo-bile avec une petite pince pointue (ou avecle bout de vos doigts s’ils sont assez fins).Veillez à ce qu’à la fin de cette opération,le palier ne soit pas incliné sur le vilebre-quin.

La tige de la bielle du piston déplaceur :Enfoncez-la dans le tuyau en siliconed’abord jusqu’à ce qu’il reste encore 5 mmentre son extrémité et celle de la tige dupiston déplaceur venant du côté opposé.Etant donné que le piston déplaceur peuttourner librement sur lui-même, le palierne peut pas s’incliner – le piston suivratoujours le mouvement de rotation. Au casoù le disque de mousse du déplaceur neserait pas parallèle au fond et au couver-cle du cylindre principal, il est possible decompenser cette irrégularité en faisanttourner le piston du déplaceur par rapportau palier d’axe.

Etape 57 : Enfoncez maintenant les languet-tes des encadrements de paliers dans lesfentes des supports prévues à cet effet, lamoitié supérieure des rondelles-paliers ve-nant se glisser dans ces encadrements quileur donnent ainsi une bonne stabilité. Lesens de l’encadrement est en fonction dudessin des supports.

Remarque : Il n’est pas nécessaire de col-ler les languettes dans leurs fentes ; le frot-tement qui a lieu entre les couches de car-ton est suffisant. D’ailleurs, sans colle, lemoteur pourra facilement être démonté siun réglage ou une réparation s’avérait né-cessaire.

Important : Le palier d’axe doit avoir justeassez de jeu pour pouvoir tourner libre-ment sans frottement.- Ne confondez pasles deux bielles pourvues d’une tige depiston. Vous pouvez les distinguer facile-ment de la façon suivante : La bielle dupiston moteur, que vous venez de mettreen place, a , avec sa tige, une longueurtotale de 76,5 mm, soit 7 mm de plus quecelle du piston déplaceur qui ne fait que69,5 mm et qui sera mise en place dansla prochaine étape.

Etape 53 : Enfilez par la longue extrémitédu vilebrequin, le même groupe de piècesjusqu’à l’autre maneton, mais cette fois-ciavec, au milieu, la bielle du piston déplaceur.Positionnez cet ensemble ici aussi au cen-tre du maneton en veillant à ce que le palierpuisse bouger librement.

Phase N:Réglage de précision et premieressai de fonctionnement

Ayez de la patience ! Comme pour tousmoteurs, le réglage de précision de ce mo-teur Stirling est essentiel pour un fonction-nement sans problème. Ne soyez pas déçus’il ne fonctionne pas du premier coup. Ro-bert Stirling a mis des années avant de pou-voir présenter son premier moteur !

Etape 60 : Faites tourner lentement le vile-brequin à l’aide du volant d’inertie. Un tourentier représente une course de 8 mm pourles deux manetons du vilebrequin (4 mmvers le haut, 4 mm vers le bas). Contrôlez sila longueur de la tige du piston moteur estcorrecte et modifiez-la, si nécessaire, enmaintenant le tube en laiton avec la pincepointue et en faisant bouger la bielle, commedécrit ci-dessus. Le piston moteur doit sui-vre facilement le mouvement de va et vientdu vilebrequin sans que le joint en latex nese distende en position haute ou basse – ilfreinerait sinon le mouvement du vilebrequin.Le latex ne doit pas faire non plus de faux-pli qui gênerait le mouvement et forcerait aupassage du piston.

Phase M:Montage de l’étrierdu volant d’inertie

Etape 58 : Posez une première fois l’étrierdans les fentes des encadrements prévuesà cet effet, en guise d’essai. Puis collez-ledans les fentes.

Etape 59 : Mettez un peu de colle sur le troudu support à trois branches de l’axe du vo-lant d’inertie et enfoncez le volant, avec sonsupport d’axe en premier, sur l’extrémité li-bre du vilebrequin.

Remarque : La colle entre le fil métalli-que du vilebrequin et le carton ne tientpas très bien ; le frottement entre eux estcependant largement suffisant pour lesbesoins du moteur. Cela permet aussi, encas de besoin, de retirer facilement le vo-lant du vilebrequin.

Important : Prenez suffisamment detemps pour trouver la position optimum dupiston moteur, c’est à dire sa hauteur ouprofondeur dans ou au-dessus du cylin-dre moteur qui causera le moins de résis-tance. Si nécessaire, il faudra tirer encoreun peu sur le latex pour lui donner plus oumoins de jeu. Assurez-vous finalementque la bielle d’axe ne s’est pas inclinéesur le vilebrequin.

Etape 61 : La course du piston déplaceurest également de 4 mm vers le haut et 4mm vers le bas. Le disque de mousse a lui-même une épaisseur de 8 mm, ce qui faitque sa course est en tout de 16 mm (8 + 4 +4), soit 2 mm de moins que la hauteur libredu cylindre principal. C’est pourquoi l’écartdes tiges de piston dans le tuyau en siliconedoit être réglé de façon à ce que le pistondéplaceur ne cogne ni au couvercle ni aufond du cylindre principal lorsque le vilebre-quin fait un tour complet. Il serait idéal quele bord du disque de mousse ne touche pasla plaque alu ni en position haute ni en posi-tion basse. En aucun cas, cependant, lesupport en carton situé au centre du disquene devra toucher le fond ou le couvercle ducylindre. Cela freinerait fortement.

Test : Faites tourner le volant d’inertieavec beaucoup de précaution et de déli-catesse. Cela vous permet de sentir si lepiston déplaceur produit encore une ré-sistance dans sa position haute ou posi-tion basse. Vérifiez aussi si le pistondéplaceur tourne et s’incline un peu dansun mouvement de vague en position hauteet basse lorsque vous faites bouger sabielle dans un sens et dans l’autre. C’estsigne alors que dans ces positions, il y aencore un tout petit peu de jeu entre ledisque et la plaque alu, ce qui est bien.Veillez aussi à ce que le morceau de tuyauen silicone ne soit pas trop enfoncé. Il nedoit pas toucher le tube en laiton.

Etape 62 : Mettez une petite goutte d’huiledans l’espace entre la tige du pistondéplaceur et le tube en laiton à l’aide d’uncure-dent pour le rendre complètement étan-che à l’air. Vous pouvez également mettreun peu d’huile là où une rondelle-palier esten contact avec le vilebrequin ou avec lesrondelles de guidage voisines pour réduirele frottement.

Dernier contrôle avant le démarrage :Contrôlez encore une fois si les deux biel-les se trouvent bien juste au-dessus dupiston moteur et du piston déplaceur, s’ilsne sont pas inclinés, si le vilebrequin dis-pose bien d’une fraction de millimètre dejeu pour bouger librement dans ses ron-delles-paliers et n’est pas éventuellementfreiné par celles-ci.

Important : Les enfants ne devraient pasmettre le moteur Stirling en marche seulssans surveillance. Même s’il ne s’agit qued’une petite quantité d’eau correspondantau contenu d’une tasse à café, elle peutcauser des brûlures très désagréables.

Etape 63 : Remplissez une grande tassed’eau bouillante et posez le moteur dessus.Attendez env. 30 secondes que le fond ducylindre principal se soit bien réchauffé etfaites tourner le volant d’inertie doucement.Vous remarquerez qu’il ne se laisse légère-ment tourner que vers la gauche ; vers ladroite, il ne tardera pas à freiner. Si tout estbien réglé, le moteur commencera à tour-ner de plus en plus vite jusqu’à ce qu’il aitatteint la vitesse optimum pour la différencede températures momentanée entre le fondet le couvercle du cylindre principal. Il ra-lentira ensuite tout de doucement, mais defaçon imperceptible.

Si le moteur tourne : Félicitations ! Si lamise en marche a réussi du premier coup,le moteur devrait tourner au moins 20 mi-nutes environ. Si vous êtes satisfait, vouspouvez effectuer la 64ème et dernière étapeet mettre en place la paroi extérieure ducylindre moteur. Mais peut-être avez-vousenvie de « gonfler » le moteur en effec-tuant des réglages supplémentaires et deprolonger ainsi la durée d’action de latasse – toujours est-il que nous avons déjàatteint des temps de marche supérieursà une heure ! Dans ce cas attendez unpeu avant de réaliser la 64ème étape etessayez toutes les possibilités décritesdans les pas précédents et les conseilsqui suivent.

Etape 64 : Arrondissez la paroi extérieuredu cylindre moteur (E5) et la pièce de rac-cordement (E6) en les frottant contre unangle ou en les enroulant autour d’un grosstylo feutre ou autre objet similaire et collezà peine la moitié de la pièce de raccorde-ment sur l’une des extrémités de la paroiextérieure, mais tout juste assez pour re-couvrir la partie marquée de gris. Enroulez-la ensuite autour du cylindre moteur et col-lez la pièce de raccordement sur l’autre ex-trémité de manière à ce qu’on puisse en-core soulever facilement la paroi extérieureet ainsi la retirer au besoin sans problème.Elle ne sera donc pas collée sur le cylindremoteur, elle sert uniquement à cacher le jointen latex et le fil qui le maintient. Arrondissezégalement la pièce de décoration (E7) etcollez-la sur le côté opposé, de façon sy-métrique par rapport à la pièce (E6).

Phase O:Conseils pour le gonflage:Prolongement de la durée defonctionnement et sourcesd’énergie alternatives

Voici quelques conseils qui vous diront com-ment prolonger la durée de fonctionnementdu moteur Stirling si vous avez déjà fait lemaximum de réglages de précision et com-ment utiliser l’énergie solaire comme sourced’énergie alternative :

■ Prenez une tasse plus grande et pré-chauffez-la.

■ Posez le moteur sur une bouteille Ther-mos à grande contenance et grandeouverture.

■ Placez le moteur au-dessus d’une petitebougie chauffe-plat. Mais attention ! Nepas surchauffer ! Le mieux est de mettrequelque chose entre le moteur et la bou-gie (p.ex. tôle, plaque de carrelage).

■ Prenez deux petits supports en alu depetites bougies chauffe-plat que vousremplirez de glaçons et posez-les sur lecouvercle du cylindre principal entre lessupports. Cela augmentera la différencedes températures entre les deux plaquesalu et donc prolongera la durée du fonc-tionnement.

■ Posez le moteur sur une source froide, p.ex. un pain de glace, un gros bloc de glaceou un coussin froid-chaud sortant du con-gélateur. Le volant d’inertie tournera alorsdans l’autre sens parce que la différencede températures des deux plaques alusera inversée.

■ En peignant en noir la surface extérieuredes plaques alu (voir pas 4), celles-ciabsorberont et évacueront plus facile-ment la chaleur.

■ La peinture noire permet aussi un fonc-tionnement à l’énergie solaire : Dirigez lalumière du soleil sur le dessous du fonddu cylindre à l’aide d’un miroir. Cela pré-suppose une forte radiation solaire, p. ex.en plein été et/ou vers midi, et la mise àl’ombre du couvercle du cylindre qui de-vra rester le plus frais possible.

■ Débalourdez le volant d’inertie soit enmettant des trombones sur un côté, soiten collant ensemble les pièces interca-laires du volant retirées au début de l’as-semblage, que vous coincerez dans 2 ou3 espaces vides (les uns à côtés desautres) du volant. Changez ensuite laposition du volant sur le vilebrequin jus-qu’à ce que le moteur tourne le plus rondpossible.

Si le moteur ne tourne pas ou que peu de temps :

Ne perdez pas patience et recherchez une à une les causes possibles. En fait, seuls deux défauts peuvent être responsables du mauvaisfonctionnement, un seul ou les deux ensemble.

Un souhait pour finir : Si vous avez des remarques à faire au sujet de cette maquette ou des conseils relatifs au montage que nouspourrions prendre en compte dans les prochaines éditions, écrivez-nous à l’adresse suivante :AstroMedia✵ Vertrieb, Katernberger Strasse 107, 45327 Essen, service@astromedia.de

L’autre cause possible :Résistance due au frottement

■ Le piston moteur subit-il une trop grande résistance dans sonmouvement de va et vient ? Si oui : Repoussez le joint en latexvers le haut ou vers le bas et constatez dans quelle position lepiston moteur travaille plus facilement, quand il s’enfonce plusprofondément dans le cylindre ou quand il en sort plus, avecplus ou avec moins de mou dans le latex. Si nécessaire, chan-gez le latex.

■ Y a-t-il des restes de colle sur la partie mobile du joint en latexqui auraient durci le latex ? Si oui : changez-le.

■ La tige du piston moteur est-elle enfoncée trop profondémentou pas assez profondément dans son piston si bien que celui-cine peut pas se déplacer librement ? Si oui : Corriger selon ladescription du pas 60.

■ La bielle du piston moteur est-elle inclinée sur le vilebrequin ?Si oui : Faites tourner la tige du piston dans le tube en laitonpour compenser cette anomalie.

■ Le piston déplaceur colle-t-il ou reste-t-il coincé dans le cylin-dre principal ? Si oui : Il n’y a qu’une chose à faire : retirez lepiston moteur (ou le cylindre moteur entier si nécessaire) et es-sayez de débloquer le piston déplaceur par l’ouverture dans laplaque alu.

■ Est-il possible que vous ayez confondu les bielles ? Si oui : fairel’échange. Rappel : le plus grand doit se trouver au-dessus dupiston moteur.

■ Le tuyau en silicone est-il trop enfoncé sur la tige du pistondéplaceur si bien qu’il touche le tube en laiton ? Si oui : Corri-ger.

■ La longueur totale des fils métalliques reliés ensemble par letuyau en silicone pour former la tige du piston déplaceur est-elle trop courte (le piston percute le couvercle en positionhaute) ou trop longue (le piston percute le fond)? Si oui : Corri-ger la longueur selon description au pas 61.

■ Y a-t-il trop de frottement à la hauteur d’une ou de plusieurs desquatre rondelles-paliers d’axe sur le vilebrequin ? Si oui :Déplacez les petits morceaux de silicone jusqu’à ce que tous lespaliers aient assez de jeu. Tous les paliers du vilebrequin de-vraient être huilés.

■ Est-ce que les deux bielles ne se trouvent pas exactement au-dessus du cylindre moteur et du cylindre principal ? Si c’est lecas : Déplacez les morceaux de silicone en conséquence.

Une des causes possibles :Défaut d’étanchéité

■ Y a-t-il quelque part aux joints collés du cylindre principal unendroit non étanche ? Normalement, on peut voir, éventuelle-ment en utilisant une loupe, s’il y a un trou dans la colle appli-quée entre la paroi et le couvercle et/ou la paroi et le fond ducylindre. En appuyant sur les deux plaques alu et en passant labouche le long des joints collés, vous sentirez passer de l’air survos lèvres très sensibles à l’endroit des trous. Si c’est le cas :les boucher avec de la colle, éventuellement avec de la colle à 2composants.

■ Le joint entre le cylindre moteur et son fond en carton n’est-ilpas étanche ? Un trou de la taille d’une tête d’épingle serait déjàde trop ! L’assemblage étant fait à l’intérieur par une couronnede languettes collées, il pourrait y avoir un trou entre deux deces languettes qui n’a pas été bien obturé par la colle au mo-ment de la réalisation de la partie D. Si c’est le cas : Remplir lejoint de colle de l’extérieur et le rendre ainsi étanche.

■ La colle entre le fond du cylindre moteur et la plaque en alu-minium n’est-elle pas étanche ? C’est certes très peu probablemais pas impossible. Si c’est le cas : Soit étancher l’arête exté-rieure avec de la colle (ce qui n’est pas très joli), soit détacheravec précaution le cylindre moteur de l’aluminium avec un cou-teau (détacher éventuellement les supports aussi avant pour avoirun meilleur accès) et ensuite, le recoller.

■ Y a-t-il une fuite entre le cylindre moteur et le joint en latex ?Si oui : Renouveler et renforcer le ficelage autour du joint etcontrôler qu’il ne s’échappe pas d’air le long du joint en cartonsitué dans la paroi du cylindre.

■ Avez-vous peut-être oublié la goutte d’huile qui devrait obturerl’espace entre la tige du piston déplaceur et le tube en laitonqui sert de glissière à la tige? Si oui : Le faire maintenant.

■ Si toutes ces retouches n’ont servi à rien et qu’il y a encoreune fuite quelque part : Retirez les supports, poussez le tuyauen silicone de la tige du piston déplaceur vers le bas jusqu’à cequ’il glisse sur le tube en laiton qui sera ainsi étanche et tirez lepiston moteur avec son joint en latex complètement vers le haut.Refaites d’abord le test avec les lèvres. Si vous ne découvrezrien, enduisez d’eau savonneuse les endroits soupçonnés dene pas être étanches, avec un petit pinceau et faites bouger lepiston moteur de haut en bas et vis versa jusqu’à ce qu’une bullese forme à l’endroit du trou. Si vous faites sécher rapidement lecarton, il ne sera pas endommagé.