DE2055738A1 - Balanced free piston machine - Google Patents

Description

DA/G-4065DA / G-4065

Beschreibungdescription

zu der
Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldungto the
Patent and utility model registration

Anton BraunAnton Braun

6421 Warren Aveime6421 Warren Aveime

Minneapolis, Minnesota, USAMinneapolis, Minnesota, USA

betreffendconcerning

Balancierte Freikolbenmaschine (Priorität: 14. November 1969 - USA - Nr. 876 704)Balanced Free Piston Machine (Priority: November 14, 1969 - USA - No. 876 704)

Die Erfindung betrifft eine Freikolbenmaschine, insbesondere eine asymmetrische,synchronisierte balancierte bzw. ausgewuchtete Freikolbenmaschine, bei der wenigstens zwei abwechselnd wirksame Arbeitskolbenbereiche Leistung zur Übertragung an ein hin- und herbewegliches Teil eines Energieverbrauchers, wie beispielsweise eines Kompressors, eines Elektrogenerators oder einer Pumpe, abgeben.The invention relates to a free-piston machine, in particular an asymmetrical, synchronized, balanced machine Free piston machine in which at least two alternately effective working piston areas power for transmission to a reciprocating part of an energy consumer, such as a compressor, an electric generator or a Pump.

Bekannte Freikolbenmaschinen besitzen abwechselnd wirksame Arbeitskolben, die durch die Gegenbewegung eines oder mehrerer Arbeitszylinder, ζ. B. Leistungszylinder oder Kompressorzylinder abgeglichen sind. Die Bewegung dieser Arbeitszylinder kompliziert die Maschine und erschwert die Steuerung der Brennstoffzufuhr in den beweglichen Zylinder und die Abfuhr der Abgase und der aus dem beweglichen Zylinder zu entfernenden Druckluft. Ferner sind diese Maschinen nicht leicht anpassbar, um sie als Antriebsaggregat auszuführen und verschiedenen Arten von Energieverbrauchern, die einen hin- und hergehenden Antrieb benötigen, Leistung zuzuführen.Known free-piston machines have alternately effective working pistons, which by the countermovement of one or more Working cylinder, ζ. B. power cylinder or compressor cylinder are balanced. The movement of this working cylinder is complicated the machine and complicates the control of the fuel supply in the movable cylinder and the removal of the exhaust gases and the compressed air to be removed from the movable cylinder. Furthermore, these machines are not easily adaptable to use them as a power plant and various types of energy consumers that require a reciprocating drive, To supply power.

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Andere bekannte Freikolbenmaschinen mit abwechselnd wirksamen Leistungskolben benötigen zwei oder mehr Paare ähnlicher, gegenbeweglicher Kolbenanordnungen, um die Maschine abzugleichen. Diese Maschinen sind ebenfalls nicht leicht an Energieverbraucher anpassbar, die nicht eigens für sie ausgelegt sind.Other known free piston machines with alternately effective power pistons require two or more pairs of similar, countermoving piston assemblies to balance the machine. These machines are also not easy to use in terms of energy customizable that are not specifically designed for you.

Bei bekannten, assymetrischen, synchronisierten und balancierten Preikolbenmaschinen werden einfach wirkende Arbeltskolben oder Arbeitsanordnungen verwendet, um ein hin- und herbewegliches Teil eines Energieverbrauchers in einer Richtung mit Arbeitshüben zu "versorgen. Um den Arbeltskolben an eine Stelle im Arbeitszylinder zurückzuführen, wo wiederholte Verbre_nnungen auftreten können, ist eine elastische Rückführung bzw. eine Rückpralleinrichtung vorgesehen. Bei Maschinen mit einem RUckprallkompressor als Primäreinrichtung zur Rückführung des Arbeitskolbens in die aufeinander folgenden Zündstellungen ist jedoch die Hubzeit bei beiden Hüben des beweglichen Teils des Energieverbrauchers nicht natürlich oder von sich aus gleich und die Arbeltsleistung ist begrenzt, da nur irj einer Richtung ein Verbrennungs-Arbeitshab verfügbar ist.With known, asymmetrical, synchronized and balanced Preikolben machines are single-acting work pistons or work arrangements used to make a reciprocating motion To supply part of an energy consumer with working strokes in one direction Returning working cylinders, where repeated burnings can occur, is an elastic return or rebound device intended. For machines with a rebound compressor however, the primary device for returning the working piston to the successive ignition positions is the Stroke time for both strokes of the moving part of the energy consumer is not natural or inherently the same and the work performance is limited, since there is only one combustion working area in one direction is available.

Bei der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine sind die abwechselnd wirksamen Arbeitskolbenabschnitte mit einer Arbeitsanordnung verbunden und bewegen sich als Einheit mit dieser. Die Arbeitsanordnung umfaßt ein erstes bewegliches Teil einer Synchronausgleichsanordnung. Die Synchronausgleichsanordnung besitzt ein zweites, bewegliches, das Gegengewicht haltendes Teil (im folgenden als "Ausgleichsteil" bezeichnet), das mit dem ersten beweglichen Teil verbunden ist und sich stets synchron entgegen der Bewegungsrichtung der Arbeitsanordnung bewegt. Das hin- und herbewegliche Teil des Energieverbrauchers ist mit dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung verbunden und bewegt sich als Einheit mit diesem. Die Arbeitskolbenabschnltte erzeugen aufeinander folgende abwechselnde Arbeitshübe in beiden Richtungen und übertragen über die Synchronausgleichsanordnung Antriebskräfte,In the free-piston machine according to the invention, they are alternating effective working piston sections connected to a working arrangement and move as a unit with this. the Working arrangement comprises a first movable part of a synchro-balancing arrangement. The synchro-balancing arrangement has a second, movable part holding the counterweight (in hereinafter referred to as "compensating part"), which is connected to the first movable part and is always synchronized against the Moved direction of movement of the work arrangement. The floating one Part of the energy consumer is connected to the compensation part of the synchronous compensation arrangement and moves as Unity with this. The working piston sections generate one another following alternating working strokes in both directions and transferring drive forces via the synchronous compensation arrangement,

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so daß der Energieverbraucher in synchronisierter Ausgiichsbewegung entgegen der Bewegungsrichtung der Arbeitsanordnung angetrieben wird. Vorzugsweise ist das mit dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung verbundene und sich mit diesem als Einheit bewegende wirksame Gewicht einstellbar.so that the energy consumer is in a synchronized balancing movement driven against the direction of movement of the working arrangement will. This is preferably with the compensating part of the synchronous compensating arrangement connected and with this moving as a unit effective weight adjustable.

Die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine zeichnet sich insbesondere, verglichen mit bekannten, vergleichbaren Vorrichtungen durch geringeres Gewicht und höhere Leistung aus.The free piston machine according to the invention is characterized in particular, compared to known, comparable devices by lower weight and higher performance.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Freikolbenmaschine mit abwechselnd wirksamen Arbeitskolben, die bei sonst gleichen Faktoren eine höhere Geschwindigkeit und damit eine höhere Ausgangsleistung zuläßt. Bei der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine ist eine höhere Geschwindigkeit erreichbar, weil das bewegliche Teil des Energieverbrauchers mit dem Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung verbunden ist und sich mit diesem bewegt, und nicht mit der Arbeitsanordnung. Hierdurch wird bei der erfindungsgemäßen balancierten Maschine das Gewicht des beweglichen Teils des Energieverbrauchers wirksam von der Arbeitsanordnung getrennt, so daß diese leichter wird und zu einem Teil des Gewichtes wird, das mit dem Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung verbunden is.t. Da der Ausgleichs abschnitt der Synchronausgleichsanordnung das Gewicht der Arbeitsanordnung kompensiert, kann erfindungsgemäß das Gewicht des Ausgleichsteils um das Zweifache des Gewichts des beweglichen Teils des Energieverbrauchers verringert werden. D. h., nicht nur die Leistungsanordnung wird um das Gewicht des beweglichen Teils leichter, sondern das Gewicht des beweglichen Teils kann als Teil des Gewichtes des Ausgleichsabschnittes betrachtet werden. Somit wird das Gesamtgewicht der beweglichen Teile verringert. Da einer der Faktoren zur Bestimmung der maximalen Kolbengeschwindigkeit einer Freikolbenmaschine in dem Gewicht besteht, das den beweglichen Teilen anhaftet, die dauernd beschleunigt, verzögert und in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt werden müssen, wird durch Ver-The invention also relates to a free-piston machine with alternately effective working pistons that are otherwise identical Factors a higher speed and thus a higher output power. In the free piston machine according to the invention a higher speed can be achieved because the moving part of the energy consumer is connected to the compensation section of the synchronous compensation arrangement is connected and moves with this, and not with the work arrangement. This is in the invention machine effectively balanced the weight of the moving part of the energy consumer from the work arrangement separated so that it becomes lighter and becomes part of the weight that comes with the balancing section of the synchro-balancing arrangement connected is. Since the compensation section of the synchronous compensation arrangement compensates for the weight of the working arrangement, can according to the invention the weight of the compensation part can be reduced by twice the weight of the moving part of the energy consumer. In other words, not only is the power arrangement lighter by the weight of the moving part, but the weight of the movable part can be regarded as part of the weight of the balancing section. Thus becomes the overall weight of the moving parts is reduced. Since one of the factors in determining the maximum piston speed is a Free piston machine consists in the weight that the moving Parts adhering to them, which have to be continuously accelerated, decelerated and reversed in their direction of movement, are

ringerung des Gewichts der Arbeitsanordnung und der zugeordneten Teile, die sich mit dem Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichs anoEdnung bewegen, die maximal erreichbare Kolbengeschwindigkeit erhöht.reducing the weight of the work arrangement and the associated one Parts that move with the compensation section of the synchronous compensation arrangement, the maximum achievable piston speed elevated.

Die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine ergeben bei gleicher Kapazität der Synchronanordnung die doppelte Ausgangsleistung je Zyklus, wob;'¹., verglichen mit bekannten Maschinen, bei denen nur in einer Richtung Arbeitshübe auftreten, und bei denen zur Umkehr des Arbeitskolbens in die andere Richtung ein Rückprallkompressor verwendet wird, die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht der Maschine wesentlich kleiner als doppelt so groß sind. In vielen Anwendungsfällen der erfindugsgemäßen Maschine erübrigt sich der Rückprallkompressor, da abwechselnd in jeder Verbrennun_gskammer eine hohe Druckanstiegsgeschwindigkeit auftritt, wenn jeder abwechselnd wirksame Arbeitskolben sich seinem oberen Totpunkt annähert. Diese höhe Druckanstiegsgeschwindigkeit in der Verbrennungskammer macht die Maschine an beiden Enden ihres Hubs -ohne Rückprallkompressorverhältnis mäßig "steif".The preferred embodiments of the free-piston machine according to the invention result in twice the output power per cycle with the same capacity of the synchronous arrangement, whereby ' ^1. Compared to known machines in which working strokes only occur in one direction and in which a rebound compressor is used to reverse the working piston in the other direction, the total size and weight of the machine are significantly less than twice as large. In many applications of the machine according to the invention, the rebound compressor is unnecessary, since a high rate of pressure rise occurs alternately in each combustion chamber when each alternately effective working piston approaches its top dead center. This high rate of pressure rise in the combustion chamber makes the engine moderately "stiff" at both ends of its stroke with no rebound compressor ratio.

Die erfindungsgemäße Maschine kann ferner von sich aus bei beiden Hüben des beweglichen Teils des durch die Maschine ange triebenen Energieverbrauchers mit gleichen Hubzeiten arbeiten. Besteht der Energieverbraucher aus einer hydrostatischen Pumpe, so sind größere Dämpfer oder Akkumulatoren notwendig, um die Strömung bei nicht von vornherein gleichen Hubzeiten zu vergleichmäßigen. Besteht der Energieverbraucher aus einem Wechselstromgenerator, so kann, wenn die Maschine nicht von sich aus mit gleichen Hubzeiten arbeitet,'eine unzulässig hohe Gleichstromkomponente erzeugt werden. Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist bei jedem gegebenen Elektrogenerator eine verhältnismäßig kleine Gleichstromkomponente möglich. Die erfindungsgemäße Maschine kann als einfache, kompakte, verhältnismäßig kleine und leichte Aritriebs-The machine according to the invention can also be used by itself both strokes of the moving part of the energy consumer driven by the machine work with the same stroke times. If the energy consumer consists of a hydrostatic pump, larger dampers or accumulators are necessary to control the flow to equalize if the lifting times are not the same from the outset. If the energy consumer consists of an alternator, if the machine does not work with the same stroke times by itself, there may be an impermissibly high direct current component be generated. In the machine according to the invention is with everyone given electric generator a relatively small direct current component possible. The machine according to the invention can be used as simple, compact, relatively small and light operating

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einheit für verschiedene Arten von Energieverbrauchern verwendet werden, beispielsweise für Kompressoren, Pumpen, Generatoren und andere kolbengetriebene Einrichtungen.Unit can be used for different types of energy consumers, for example for compressors, pumps, generators and other piston-driven devices.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine abwechselnd wirksame Freikolbenmaschine, die hinreichend einfach und kompakt ist, so daJ3 sie an verschiedene Energieverbraucherarten angeschlossen werden kann und diese mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig hoher spezifischer Leistung (Leistung pro Maschinengewichtseinheit) antreibt.The invention also relates to an alternately effective free-piston machine that is sufficiently simple and compact, so that it can be connected to various types of energy consumers and these at a relatively high speed and a relatively high specific power (power per unit weight of the machine).

Mit der erfindungsgemäßen asymmetrischen, synchronisierten, balancierten Freikolbenmaschine soll ferner eine Vorrichtung vorgesehen werden, bei der im wesentlichen die gesamte Kolben-Ausgangsleistung zweier abwechselnd wirksamer, miteinander verbundener Arbeitskolben auf das bewegliche Teil eines Energieverbrauchers übertragen wird, und zwar über eine Synchronausgleichsanordnung, bei der ein erster Abschnitt der Anordnung mit den Arbeitskolben verbunden 1st und sich mit diesen als Einheit bewegt, sowie einen Ausgleichsabschnitt der Anordnung, der mit dem beweglichen Teil des Energieverbrauchers als Einheit beweglich ist.With the asymmetrical, synchronized, Balanced free piston machine, a device is also to be provided in which substantially the entire piston output power two alternately effective, interconnected working pistons on the moving part of an energy consumer is transmitted, through a synchro-balancing arrangement in which a first section of the arrangement with the working piston Is connected and moves with them as a unit, as well as a compensation section of the assembly, which is connected to the movable Part of the energy consumer is movable as a unit.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweise Ausführungsformen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer mit einem EnergieverbraucherThe invention is explained in more detail below with the aid of the exemplary embodiments shown in the accompanying drawing. Show it:
Fig. 1 is a vertical section of a with an energy consumer

verbundenen erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine j Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen teilweisen Horizontalschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei der besseren Übersichtlichkeit halberconnected free piston machine according to the invention j Fig. 2 is a vertical section along the line 2-2 in Fig. 1; 3 shows a partial horizontal section along the line 3-3 in FIG. 2, for the sake of clarity

bestimmte Teile weggebrochen oder weggelassen sind; Fig. 4a einen schematischen Vertikalschnitt einer zweiten AusfUhrun;:sform einer erf indun^sgemäßeη Maschine, die mit einer Fluldpumpe verbunden ist;certain parts have been broken off or left out; 4a shows a schematic vertical section of a second embodiment a machine according to the invention, which with a fluid pump is connected;

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Fig. 4β einen schematischen Vertikalschnitt längs der Linie 4B-4B in Fig. 4A;4B a schematic vertical section along the line 4B-4B in Fig. 4A;

Fig. 5 einen schematischen Vertikalschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine, die mit einem Elektrogenerator verbunden ist;5 shows a schematic vertical section of a third embodiment the free piston machine according to the invention, the is connected to an electric generator;

Fig. 6 einen schematischen Vertikalschnitt einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine, die mit einem doppelt wirkenden Kolbenkompressor verbunden 1st;6 shows a schematic vertical section of a fourth embodiment the free piston machine according to the invention, the connected to a double acting reciprocating compressor;

Fig. 7 und 8 Vertikalschnitte der Endabschnitte weiterer Ausführungsf_ormen der erf indungs gemäßen Maschine, wobei zwei abwechselnd wirksame, einfach wirkende Arbeitsabschnitte, je mit einem einfach wirkenden Arbeitskolben darin, an einander gegenüberliegenden Enden der erfindungsgemäßen abgewandelten Maschinen angeordnet sind, und zwar anstelle des bei den Maschinen gem. den Figuren 1, 4A, 5 und 6 gezeigten doppelt wirksamen Arbeitsabschnittes und seines doppelt wirkenden Arbeitskolbens.7 and 8 vertical sections of the end sections of further embodiments the machine according to the invention, with two alternately effective, single-acting work sections, each with a single-acting working piston therein, at opposite ends of the invention modified machines are arranged, namely instead of that shown in the machines according to FIGS double-acting working section and its double-acting working piston.

In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Teile oder Elemente der verschiedenen Ausführungsformen der Maschine mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Bezeichnungen "rechts", "links", "rechtes Ende" und "linkes Ende" beziehen sich auf die ψ in den Figuren gezeigten Anordnungen vom Betrachter aus gesehen.In the figures, the same or similar parts or elements of the various embodiments of the machine are denoted by the same reference symbols. The terms "right", "left", "right end" and "left end" refer viewed by the observer on the ψ in the arrangements shown FIGS.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine 11 gezeigt. Die Freikolbenmaschine 11 umfaßt einen Arbeitsabschnitt 12 und einen SynchronauBgleichsabschnitt 13. Ein schematisch gezeigter Energieverbraucher 14 ist in einem Abstand vom rechten Ende des Synchronausgleichsabschnittes 13 angeordnet. Der Energieverbraucher 14 kann aus einer Flüssigkeitspumpe, einem Elektrogenerator, einem doppelt wirkenden Kolbenkompressor oder einer anderen kolbengetriebenen Einrichtung bestehen. Jede dieser Einrichtungen kann vielerlei unterschiedliche besondere Formen und Konstruktlonseinzelhei-In the figures 1 and 2 a first embodiment of the erf indungsgemäßen free piston machine 11 is shown. The free-piston machine 11 comprises a working section 12 and a synchronous compensation section 13. A schematically shown energy consumer 14 is arranged at a distance from the right end of the synchronous compensation section 13. The energy consumer 14 can consist of a liquid pump, an electric generator, a double-acting piston compressor or some other piston-driven device. Each of these devices can have many different particular shapes and construction details.

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ten aufweisen.have.

Der Arbeitsabschnitt 12 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 15 mit einem darin ausgebildeten Arbeitszylinder 16. Innerhalb des Arbeitszylinders \6 befindet sich ein doppelt wirksamer Arbeitskolben 17, der im wesentlichen parallel zur Längsachse des Arbeitszylinders 16 beweglich ist. Der Kolben weist einen ersten oder äußeren Arbeitskolbenabschnitt bzw. eine äußere Arbeitsfläche 18, einen zweiten oder inneren Arbeitskolbenabschnitt bzw. eine innere Arbeitsfläche 19i und einen insgesamt ringförmigen Teil 21 auf, der die äußere Arbeitsfläche 18 mit der inneren Arbeitsfläche 19 verbindet. Diese bewegen sich daher zusammen als Einheit hin und her und bilden einen einzigen, abwechselnd und doppelt wirksamen Ärbeitskolben. Um den möglichen Gasdurchtritt zwischen dem Arbeitszylinder 16 und dem Arbeitskolben 17 auf das mögliche Minimum herabzudrücken, sind in im Arbeitskolben 17 gebildeten Nuten Kolbenringe 22 gelagert.The working section 12 comprises a cylindrical housing 15 with a working cylinder 16 formed therein. Inside the working cylinder 6 there is a doubly effective working piston 17 which is movable essentially parallel to the longitudinal axis of the working cylinder 16. The piston has a first or outer working piston section or an outer working surface 18, a second or inner working piston section or an inner working surface 19i and a generally annular part 21 which connects the outer working surface 18 to the inner working surface 19. These therefore move back and forth together as a unit and form a single, alternating and doubly effective working piston. In order to suppress the possible gas passage between the working cylinder 16 and the working piston 17 to the possible minimum, piston rings 22 are mounted in grooves formed in the working piston 17.

Das linke Ende 23 des Gehäuses 15 ist durch einen Zylinderkopf 24 geschlossen, der durch mehrere Schrauben 25, von denen nur eine gezeigt ist,an das Ende 23 des Gehäuses/angeschraubt ist. Der Zylinderkopf 24 bildet zusammen mit der äußeren Arbeitsfläche des Kolbens 17 eine erste oder äußere Brennkammer 26 im Zylinder 16. In einer Öffnung 28 im Zylinderkopf 24 ist eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzvorrichtung 27 angeordnet, deren inneres Ende mit der Kammer 26 in Verbindung steht.The left end 23 of the housing 15 is through a cylinder head 24 closed by several screws 25 of which only one is shown screwed to the end 23 of the housing /. The cylinder head 24 forms together with the outer working surface of the piston 17, a first or outer combustion chamber 26 in the cylinder 16. In an opening 28 in the cylinder head 24 is a conventional Fuel injector 27 arranged, the inner end with the chamber 26 is in communication.

Auf ähnliche Weise 1st das rechte Ende 29 des Gehäuses 15 durch einen Zylinderkopf 34 geschlossen, der durch mehrere Schrauben 30 an das Ende 29 des Gehäuses 15 geschraubt ist. Von den Schrauben 30 ist nur eine dargestellt. Der Zylinderkopf 34 bildet zusammen mit der inneren Arbeitsfläche 19 des Kolbens 17 eine zweite oder innere Brennkammer 31 im Zylinder 16. In einer öffnung 33 la Zylinderkopf 34 sitzt eine weitere Kraftstoffeinspritzvorrichtung 32, deren inneres Ende mit der inneren ßrenn-Similarly, the right end 29 of the housing 15 is closed by a cylinder head 34 which is formed by several Screws 30 is screwed to the end 29 of the housing 15. Only one of the screws 30 is shown. The cylinder head 34 forms together with the inner working surface 19 of the piston 17 a second or inner combustion chamber 31 in the cylinder 16. In one Opening 33 la cylinder head 34 sits a further fuel injection device 32, the inner end of which with the inner racing

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kammer 31 in Verbindung steht.chamber 31 is in communication.

Der innere Zylinderkopf 34 bildet ferner zwischen dem Arbeitsabschnitt 12 und dem Synchronausgleichsabschnitt 13 eine Wand. Um den Arbeitsabschnitt und den Synchronausgleichsabschnitt miteinander zu verbinden, ist der Zylinderkopf 34· mit einer Mittelöffnung 36 versehen. Die mittlere Längsachse der Öffnung 36 und der Zylinder 16 liegen zueinander koaxial. In der Öffnung 36 sind aus noch näher zu erläuternden Gründen herkömmliche Brennkammer-Schaft-Dichtungen 37 vorgesehen. Die Schaftabdichtungen " 37 müssen die-Temperatur und den Druck der Brennkammer 31 aushalten. The inner cylinder head 34 also forms between the working section 12 and the synchronous compensation section 13 Wall. In order to connect the working section and the synchronizing compensation section to one another, the cylinder head 34 is provided with a central opening 36 provided. The central longitudinal axis of the opening 36 and the cylinder 16 are coaxial with one another. In the opening 36 are conventional combustion chamber shaft seals for reasons that will be explained in more detail below 37 provided. The stem seals ″ 37 must withstand the temperature and pressure of the combustion chamber 31.

Mit dem Gehäuse 15 ist ein Kanal 39 verbunden, der mehrere in Umfangsrichtung in Abständen angeordnete Doppeleinlaßöffnungen, von denen ein Paar bei 41a und 41b im Gehäuse 15 ausgebildet ist, mit einer nicht gezeigten Luft- oder Brennstoff-Luft- Gemisch-Quelle verbindet. Durch mehrere am Umfang des Gehäuses 15 in Abständen angeordnete Doppelauslaßöffnungen, von denen zwei bei 42a und 42b gezeigt sind, kann das Abgas aus den Verbrennungskammern 26 und 31 vom Zylinder 16 abgeführt werden. Um eine geeignete Gasentspannung (blow-down) zu gewährleisten, sind . die äußersten Kanten der Öffnungen 41a und 41b so angeordnet, daß die Projektion dieser äußersten Kanten auf die mittlere Längsachse des Zylinders 16 innerhalb der Projektion der äußersten Kanten der Öffnungen . 42a und 42b auf die mittlere Längsachse des Zylinders 16 liegt. Die Öffnungen 41 und 42 sind ferner gegenüber den Brennkammern 26 und 31 so angeordnet, daß die Kammern während des Normalbetriebs der Maschine gut durchgespült werden. D. h., wenn der Arbeitskolben 17 seine rechte Außenstellung erreicht, werden die Abgasöffnungen 42a geöffnet und die Abgase können sich etwa auf den Druck der frisch zugeführten Luft bzw. des frisch zugeführten Brennstoff-Luft-Gemisches entspannen, der im Kanal 39 herrscht, wenn die Einlaßöffnungen 41a geöffnet werden, rterdenWith the housing 15, a channel 39 is connected, the several circumferentially spaced double inlet openings, a pair of which are formed in the housing 15 at 41a and 41b is connected to an air or fuel-air mixture source, not shown. By several on the circumference of the case 15 spaced double outlet ports of which two shown at 42a and 42b, the exhaust gas from the combustion chambers 26 and 31 can be removed from the cylinder 16. Around suitable gas expansion (blow-down) must be ensured . the outermost edges of the openings 41a and 41b are arranged so that the projection of these outermost edges onto the central longitudinal axis of the cylinder 16 within the projection of the outermost edges of the Openings . 42a and 42b lies on the central longitudinal axis of the cylinder 16. The openings 41 and 42 are also opposite the combustion chambers 26 and 31 arranged so that the chambers are well flushed during normal operation of the machine. That is, if the working piston 17 reaches its right outer position, the exhaust gas openings 42a are opened and the exhaust gases can about to the pressure of the freshly supplied air or the freshly supplied fuel-air mixture, which is in the channel 39 when the inlet ports 41a are opened, ground

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die Einlaßöffnungen 4ia durch den Kolben 17 geöffnet, so kann die Luft bzw. das Brennstoff-Luft-Gemisch aus der nicht gezeigten Quelle durch den Kanal 39 und die Öffnungen 41a in die Kammer eintreten. Die frisch zugeführte Luft bzw. das frisch zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch spült die Kammer 26, so daß für den nächsten abwechselnden Arbeitshub in der Kammer 26 eine frische Füllung zur Verfügung steht. Bewegt sich der Kolben 17 in seine linke Außenstellung, so können sich die Abgase innerhalb der Brennkammer 31 auf ähnliche Weise durch die Abgasöffnungen 42b entspannen und die Kammer 31 kann auf ähnliche Weise durch den Kanal 39, die -Einlaßöffnungen 41 b und die Auslaßöffnungen 42b gespült werden.the inlet ports 4ia opened by the piston 17, so can the air or the fuel-air mixture from the source, not shown, through the channel 39 and the openings 41a into the chamber enter. The freshly supplied air or the freshly supplied fuel-air mixture flushes the chamber 26, so that for the the next alternating working stroke in the chamber 26 a fresh filling is available. If the piston 17 moves into his left outer position, so the exhaust gases can within the combustion chamber 31 in a similar manner through the exhaust openings 42b relax and the chamber 31 can in a similar manner through the channel 39, the inlet openings 41b and the outlet openings 42b be rinsed.

Der Arbeitskolben 17 ist mittels einer Schraube 45 am linken Ende eines Schaftes 44 befestigt. Das rechte Ende des Schaftes 44 ist mittels einer weiteren Schraube 47 mit dem linken Ende einer Doppelzahnstange 46 verbunden. Die Doppelzahnstange 46 bildet ein erstes bewegliches Teil einer erfindungsgemäßen Synchronausgleichsanordnung 62. Der den Arbeitskolben 17 und die Doppelzahnstange 46 verbindende Schaft 44 ragt in den Synchronausgleichsabschnitt 13 der Maschine, und zwar durch die im Zylinderkopf 34 ausgebildete Öffnung 36. Um den Gas- und Schmiermitbeldurchtritt zwischen dem Schaft und der Öffnung auf das mögliche Minimum zu verringern, ist er durch die in der Öffnung 36 angeordneten Brennkammern-Schaftdichtungen 37 abgedichtet.The working piston 17 is by means of a screw 45 on attached left end of a shaft 44. The right end of the shaft 44 is by means of a further screw 47 with the left End of a double rack 46 connected. The double rack 46 forms a first movable part of a synchronous compensation arrangement according to the invention 62. The shaft 44 connecting the working piston 17 and the double toothed rack 46 protrudes into the synchronous compensation section 13 of the machine, through the opening 36 formed in the cylinder head 34. Around the gas and lubricant passage between the shaft and the opening to the minimum possible, it is arranged in the opening 36 by the Combustion chamber shaft seals 37 sealed.

Die Arbeitsflächen 18 und 19 des Arbeitskolbens 17 sind mit dem ersten beweglichen Teil der Synchronausgleichsanordnung bzw, der Doppelzahnstange 46 als Teile einer Arbeitsanordnung 43 verbunden, die als Einheit translatorisch längs der mittleren Längsachse der Arbeitszylinderabschnitte und der Kolbenteile vor- und zurückbeweglich gelagert ist. Die Arbeitsanordnung 43 der Freikolbenmaschine 11 umfaßt also den doppelt wirkenden Arbeitskolben 17, den Schaft 44, die Doppelzahnstange 46, die Schrauben 45 und 47 und weitere Befestigungseinrichtungen zur VerbindungThe working surfaces 18 and 19 of the working piston 17 are with the first moving part of the synchronous compensation arrangement or, the double rack 46 connected as parts of a working arrangement 43, which translates as a unit along the middle The longitudinal axis of the working cylinder sections and the piston parts is mounted so as to be movable back and forth. The working arrangement 43 of the Free piston machine 11 thus comprises the double-acting working piston 17, the shaft 44, the double rack 46, the screws 45 and 47 and other fastening devices for connection

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der genannten Teile sowie die Kolbenringe 22.of the named parts and the piston rings 22.

Der Synchronausgleichsabschnitt 13 umfaßt ein Gehäuse 49, dessen linkes Ende, wie oben erwähnt, durch den Zylinderkopf 34 verschlossen ist. Zur Befestigung des Gehäuses 49 am Zylinderkopf 34 dienen Schrauben 35» von denen in Fig. 1 zwei gezeigt sind. Eine Bndwand 51 schließt das rechte Ende des Gehäuses 49 ab. Es bildet einen gemeinsamen Teil mit einer Seitenwand 52 des Gehäuses 49 (Pig. 1). Selbstverständlich könnte gegebenenfalls die Endwand 51 ein getrenntes, am Gehäuse 49 durch mehrere Schrauben befestigtes Teil bilden.The synchronism compensation section 13 comprises a housing 49, the left end of which, as mentioned above, through the cylinder head 34 is locked. To fasten the housing 49 to the cylinder head 34, screws 35 'are used, two of which in FIG. 1 are shown. A band wall 51 closes the right end of the housing 49 from. It forms a common part with a side wall 52 of the housing 49 (Pig. 1). Of course, could if necessary the end wall 51 form a separate part fastened to the housing 49 by a plurality of screws.

Die erfindungsgemäße Maschine besitzt eine Synchronaus gieichs anordnung 62, die innerhalb des Gehäuses 49 angebracht ist. Die Synchronausgleichsanordnung 62 umfaßt, wie oben erwähnt, ein erstes bewegliches Teil, das in der gezeigten Ausführungsform als Doppelzahnstange 46 gezeigt ist. Diese Doppelzahnstange ist einheitlich mit der Leistungsanordnung 43 translatorisch hin- und herbeweglich. Die Synchronausgleichsanordnung 62 umfaßt ferner ein zweites bewegliches Ausgleichsteil, das noch genauer beschrieben werden soll, sowie Einrichtungen zur Verbindung des ersten und zweiten beweglichen Teils. Die Verbindungseinrichtung weist zwei Ritzel 63 und 64 auf, die um zwei feste Achsen 65 bzw. 66 drehbar sind. Die Enden der Achsen 65 und 66 sind mittels zweier fester Seitenplatten 67 und 68 gelagert, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Doppelzahnstange 46 angeordnet sind, Jeweils ein Ende der Platten 67 und 68 ist an der rechten Fläche des Zylinderkopfes 34 befestigt. Jede Platte erstreckt sich zur Endwand 51 des Gehäuses 49. Die Platten 67 und 68 befinden sich an jeder Seite der Doppelzahnstange 46 in gleichen Abständen, so daß die Doppelzahnstange 46 zwischen den Platten 67 und 68 frei gleiten kann. Die Platten liegen im wesentlichen parallel zu einander und zur mittleren Längsachse der Arbeitszylinderabschnitte, die auch die Achse der translatorischen Bewegung der Arbeitsanordnung 43 bildet.The machine according to the invention has a synchronous compensation arrangement 62 which is mounted within the housing 49. As mentioned above, the synchro-balancing arrangement 62 comprises a first movable part, which is shown as a double rack 46 in the embodiment shown. This double rack can be moved back and forth in a translatory manner, unitarily with the power arrangement 43. The synchro-balancing arrangement 62 further comprises a second movable balancing part, which will be described in more detail, as well as means for connecting the first and second movable parts. The connecting device has two pinions 63 and 64 which are rotatable about two fixed axes 65 and 66, respectively. The ends of the axles 65 and 66 are supported by means of two fixed side plates 67 and 68 which are arranged on opposite sides of the double rack 46. Each plate extends to the end wall 51 of the housing 49. The plates 67 and 68 are equally spaced on either side of the double rack 46 so that the double rack 46 can slide freely between the plates 67 and 68. The plates are essentially parallel to one another and to the central longitudinal axis of the working cylinder sections, which also forms the axis of the translational movement of the working arrangement 43.

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Die Achsen 65 und 66 sind mittels der Platten 67 und 68 etwa in der Mitte zwischen dem Zylinderkopf 34 und der Endwand 51 befestigt und sie sind vertikal oberhalb und unterhalb, d. h. an einander gegenüberliegenden Seiten der mittleren Längsachse der Doppelzahnstange 46, angeordnet. Sie liegen im gleichen Abstand von der Doppelzahnstange 46, wobei die mittleren Längsachsen der Achsen 65 und 66 gegenüber den mittleren Längsachsen der Arbeit sanordnung 43 unter einem Winkel von 90° angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Platten 67 und 68 ist so bemessen, daß die Ritzel 63 und 64 sich zwischen den Platten frei drehen können. The axes 65 and 66 are fastened approximately in the middle between the cylinder head 34 and the end wall 51 by means of the plates 67 and 68 and they are arranged vertically above and below, ie on opposite sides of the central longitudinal axis of the double rack 46. They are at the same distance from the double rack 46, the central longitudinal axes of the axes 65 and 66 relative to the central longitudinal axes of the work sanordnung 43 are arranged at an angle of 90 °. The distance between the plates 67 and 68 is such that the pinions 63 and 64 can rotate freely between the plates.

Die Doppelzahnstange 46 besitzt eine obere und untere Zahnstange 71 bzw. 72, die Rücken an Rücken ausgebildet sind, so daß deren Zähne in entgegengesetzten Richtungen von der Doppelzahnstange 46 wegstehen. Die Zähne der Zahnstangen 71 und 72 sind so angeordnet, daß sie stets mit den Zähnen der Ritzel 63 bzw. 64 in Eingriff stehen. Hierdurch werden die Ritzel 63 und 64 durch die hin- und hergehende Bewegung der Arbeitsanordnung und somit der Zahnstangen 71 und 72 in eine entsprechende Drehbewegung versetzt.The double rack 46 has an upper and lower Racks 71 and 72, which are formed back to back so that their teeth are in opposite directions from the double rack 46 stand away. The teeth of the racks 71 and 72 are arranged so that they are always with the teeth of the pinion 63 and 64 are engaged. As a result, the pinions 63 and 64 by the reciprocating movement of the working assembly and thus the racks 71 and 72 are set in a corresponding rotary movement.

Der begliche zweite Abschnitt bzw. Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung 62 umfaßt zwei bewegliche Seitenplatten oder Wandteile 73 und 74, die angrenzend und parallel zu den festen seitlichen Halteplatten 67 bzw. 68 angeordnet sind. Die beweglichen Seitenplatten 73 und 74 liegen in einem größeren Abstand von der Doppelzahnstange 46 als die Halteplatten 67 und 68, so daß die beweglichen Seitenplatten 73 und 74 außerhalb der festen Platten 67 und 68 frei gleiten können. Zwei Zahnstangen 75 und 76 sind am oberen bzw. unteren Ende der beweglichen Seitenwände 73 und 74 befestigt (Pig. 2), und zwar so, daß sie zwischen dem oberen bzw. unteren Ende der beweglichen Seitenplatten 73 und 74 liegen. Mehrere Stifte oder Niete 77 verlaufen durchThe paid second section or compensation section The synchro-balancing arrangement 62 comprises two movable side plates or wall parts 73 and 74 which are adjacent and parallel to the fixed lateral retaining plates 67 and 68 are arranged. The movable side plates 73 and 74 are located in a larger one Distance from the double rack 46 than the holding plates 67 and 68, so that the movable side plates 73 and 74 outside the fixed plates 67 and 68 can slide freely. Two racks 75 and 76 are at the upper and lower ends of the movable side walls, respectively 73 and 74 (Pig. 2) so that they are between the upper and lower ends of the movable side plates 73 and 74 lie. Several pins or rivets 77 run through

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die Zahnstangen 75 und 76 und die obere bzw. untere Kante der beweglichen Seitenplatten 73 und 74. Sie dienen zur Befestigung der Zahnstangen 75 und 76 an den beweglichen Seitenplatten 73 und 74·. Die Zahnstangen 75 und 76 sind so angeord_net, daß ihre Zähne nach innen in Richtung zu den Zähnen der Zahnstangen 71 bzw. 72 ragen und mit den Ritzeln 63 bzw. 64 in Eingriff stehen, und zwar diametral gegenüber den Eingriffstellen zwischen den Zähnen der Ritzel 63 bzw. 64 und der Zahnstangen 71 bzw.72.the racks 75 and 76 and the upper and lower edges of the movable side plates 73 and 74. They are used for attachment of the racks 75 and 76 on the movable side plates 73 and 74 ·. The racks 75 and 76 are arranged so that their Teeth protrude inwardly towards the teeth of the racks 71 and 72 and are in engagement with the pinions 63 and 64, respectively, diametrically opposite the points of engagement between the teeth of the pinions 63 and 64 and the racks 71 and 72, respectively.

Wie am besten aus Fig. 2 zu erkennen ist, kann sich alfc so der zweite Abschnitt oder der bewegliche Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung 62 einschließlich der beweglichen Seitenplatten 73 und 74 und der Zahnstangen 75 und 76 in translatorischer Bewegung frei längs der gleichen mittleren Längsachse hin- und herbewegen, in der sich die Arbeitsanordnung mit den Zahnstangenteilen 46, 71 und 72 und den Arbeitskolben translatorisch bewegt. Die Verbindungseinrichtungen mit den Ritzeln 63 und 64 gewährleisten die translatorische Bewegung des Ausgleichsabschnittes in entgegengesetzter Richtung, direkt entsprechend der Axialbewegung des ersten beweglichen Teils 46, 71, 72 der Synchronausgleichsanordnung . V/ie weiter aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Teile Jedes beweglichen Abschnittes dieses Aufbaus so angeordnet, daß die Masse jedes Abschnittes gegenüber der gemeinsamen Längs- ψ achse der gegenseitigen Translationsbewegung asymmetrisch verteilt oder balanciert ist.As can best be seen from FIG. 2, the second section or the movable compensation section of the synchronous compensation arrangement 62 including the movable side plates 73 and 74 and the toothed racks 75 and 76 can thus freely reciprocate in translatory motion along the same central longitudinal axis move forward, in which the working arrangement with the rack parts 46, 71 and 72 and the working piston moves in a translatory manner. The connecting devices with the pinions 63 and 64 ensure the translational movement of the compensation section in the opposite direction, directly corresponding to the axial movement of the first movable part 46, 71, 72 of the synchronous compensation arrangement. V / ie further from FIG. 2 shows, the parts are arranged Each movable portion of this structure so that the mass axis of each section relative to the common longitudinal ψ of mutual translational motion is asymmetrically distributed or balanced.

Da. ferner die Zahnstangen 75 und 76 durch die beweglichen Seitenplatten 73 und 74 aneinander befestigt sind, so daß diese sich gegenseitig nicht bewegen können, und da die Zahnstangen 71 und 72 einteilig Rücken an Rücken an der Doppelzahnstange 46 angeformt sind, heben sich die Normalkomponenten der durch die Kraftübertragung zwischen den Zähnen der Zahnstangen und der Ritzel erzeugten Kräfte gegenseitig auf. Durch diese Anordnung der Zahnstangen und Ritzel werden ReibungsverlusteThere. further, the racks 75 and 76 are fixed to each other by the movable side plates 73 and 74 so that these cannot move one another, and since the racks 71 and 72 are one piece back to back on the double rack 46 are formed, the normal components of the power transmission between the teeth of the racks and the pinion generated forces on each other. This arrangement of the racks and pinions reduces friction losses

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weitgehend vermieden und Energieverluste minimisiert, die sonst durch eine Reibung infolge der Kraftübertragung zwischen dem beweglichen Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung und der Arbeitsanordnung 43 auftreten würden. Reibungsverluste und dynamische Belastungen der Zähne infolge Herstellungsfehlern werden dadurch weiter vermindert, daß die Zahnstangen 71 und 72 zwischen und die Zahnstangen 75 und 76 auf den Ritzeln 63 und zum "Schwimmen" neigen und selbstausrichtend sind, da sie sich von selbst gegenüber den Ritzeln 63 und 64 eine Stellung suchen, in der die durch den Eingriff zwischen den Zähnen der Zahnstangen 71» 72, 75" und 76 und den Ritzeln 63 und 64 erzeugten dynamischen Kräfte auf das mögliche Minimum herabgedrückt werden.largely avoided and energy losses minimized, which would otherwise by friction as a result of the power transmission between the movable compensation section of the synchronous compensation arrangement and the work arrangement 43 would occur. Frictional losses and dynamic loads on the teeth as a result of manufacturing errors are further reduced in that the racks 71 and 72 between and the racks 75 and 76 on the pinions 63 and tend to "swim" and are self-aligning, since they automatically find a position in relation to the pinions 63 and 64, in which the dynamic generated by the engagement between the teeth of the racks 71 »72, 75" and 76 and the pinions 63 and 64 Forces are suppressed to the minimum possible.

Der Energieverbraucher ist mit der Synchronausgleichsanordnung 62 in noch zu beschreibender Weise verbunden. Die durch die Arbeitsanordnung 43 erzeugte Energie wird erfindungsgemäß über die Synchronausgleichsanordnung 62 zum beweglichen Antriebsteil 14 des jeweiligen Energieverbrauchers übertragen. The energy consumer is with the synchronous compensation arrangement 62 connected in a manner to be described. The energy generated by the work arrangement 43 is according to the invention transmitted via the synchronous compensation arrangement 62 to the movable drive part 14 of the respective energy consumer.

Die Verbindung zwischen der Synchronausgleichsanordnung 62 und dem Energieverbraucher ist am besten aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich. An den beweglichen Seitenplatten 73 und 74 des beweglichen Ausgleichsteils sind Augen 91 bzw. 92 angeformt. Zwischen den Augen 91 bzw. 92 und dem Energieverbraucher erstrecken sich zwei Schafte 93 bzw. 94, die den Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung 62 mit dem beweglichen Teil 14 des Energieverbrauchers verbinden.The connection between the synchronous compensation arrangement 62 and the energy consumer is best shown in FIGS 3 can be seen. On the movable side plates 73 and 74 of the movable Eyes 91 and 92 are formed on the compensation part. Extend between the eyes 91 or 92 and the energy consumer two shafts 93 and 94, respectively, which connect the compensation section of the synchronous compensation arrangement 62 with the movable part 14 of the Connect energy consumers.

Wie aus Pig. 3 hervorgeht, sind die Schafte 93 und 94 an einem Ende mit Gewinden versehen, die in Gewindeöffnungen in den Augen 91 und 92 eingeschraubt sind. Das jeweils andere Ende der Schafte 93 und 94 erstreckt sich durch Öffnungen 97 in der Endwand 51 und ist mit dem beweglichen Teil 14 des Energieverbrauchers verbunden. Um den Gas- und Schmiermitteldurchtritt zwi-Like from Pig. 3, the shafts are 93 and 94 provided with threads at one end which are screwed into threaded openings in the eyes 91 and 92. The other end the shaft 93 and 94 extends through openings 97 in the end wall 51 and is with the movable part 14 of the energy consumer tied together. To allow gas and lubricant to pass between

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sehen den Schäften 93 und 94 und de/ ÖffnungV97 während der Hin- und Herbewegung der Schafte 93 und 94 möglichst gering zu halten, sind in den Öffnungen 97 in der Endwand 51 herkömmliche Schaftdichtungen 96 vorgesehen. Die Schafte 93 und 94 liegen beide parallel zum Schaft 44. Das bewegliche Teil des Energieverbrauchers ist somit hin- und herbeweglich mit dem beweglichen Ausgaö^steil der Synchronausgleichsanordnung verbunden und wird wirkungsmäßig durch den Ausgleichsteil angetrieben.see the shafts 93 and 94 and de / opening V97 during the and to keep the movement of the shafts 93 and 94 as low as possible, For example, conventional stem seals 96 are provided in openings 97 in end wall 51. The shafts 93 and 94 both lie parallel to the shaft 44. The movable part of the energy consumer is thus movable to and fro with the movable outlet connected to the synchronous compensation arrangement and is effective driven by the compensation part.

Um einen dynamischen Ausgleich zu schaffen, muß das Pro- ψ dukt aus der Summe sämtlicher mit dem beweglichen Ausgleichsabschnitt der Synchronausgleichsanordnung 62 beweglicher Gewichte und den entsprechenden, von diesen Gewichten während eines Hubs der Maschine zurückgelegten Strecken gleich sein dem Produkt aus der Summe sämtlicher mit der Arbeitsanordnung 43 verbundener Gewichte und der Länge des entsprechenden Hubs der Arbeitsanordnung 43 in der entgegengesetzten Richtung. Wie oben erwähnt, umfaßt der bewegliche Ausgleichsteil der Synchraaiausgleichsanordnung 62 die Gewichte der beweglichen Seltenplatten 73 und 74, der Niete 77, der Zahnstangen 75 und 76 sowie zusätzlicher Teile 210 und 212, die im folgenden noch näher beschrieben werden sollen. Gegebenenfalls kann das Gewicht eines Teils der Synchronausgleichsanordnung größer sein als das Gewicht das zum Ausgleich nur des " anderen Teils der Synchronausgleichsanordnung erforderlich ist.In order to provide a dynamic balance, the product must ψ domestic product of the sum of all the movable balancing portion of the synchronous compensating assembly 62 movable weights and the corresponding of these weights during a stroke of the engine distances traveled be equal to all the product of the sum with the Work assembly 43 of connected weights and the length of the corresponding stroke of the work assembly 43 in the opposite direction. As mentioned above, the movable balancing part of the synchro-balancing arrangement 62 comprises the weights of the movable rare plates 73 and 74, the rivets 77, the racks 75 and 76 and additional parts 210 and 212, which will be described in more detail below. If necessary, the weight of one part of the synchronous compensation arrangement can be greater than the weight that is required to compensate only the "other part of the synchronous compensation arrangement.

Die Freikolbenmaschine 11 kann zum Antrieb verschiedener Energieverbraucher verwendet werden. Daher kann das Gewicht des beweglichen Elementes des Energieverbrauchers, das am rechten Ende der Schafte 93 und 94 befestigt ist und von diesen getragen wird, je nach Art des von der Maschine angetriebenen Energieverbrauchers und insbesondere je nach Art und Masse des beweglichen Teils selbst schwanken. Zur Erleichterung des Betriebs der Maschine mit unterschiedlichen Energieverbrauchern ist der bewegliche Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung mit Einrichtungen zur Einstellung seines effektiven Gewichts versehen.The free piston machine 11 can be used to drive various Energy consumers are used. Therefore, the weight of the moving element of the energy consumer, which is on the right End of the shafts 93 and 94 is attached and carried by these is, depending on the type of energy consumer driven by the machine and in particular depending on the type and mass of the movable Sometimes even fluctuate. To facilitate the operation of the machine with different energy consumers, the movable one Equalizing part of the synchronous balancing arrangement provided with devices for adjusting its effective weight.

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Hierzu sind die beweglichen Seitenplatten 73 und 74 so aufgebaut, daß sie leicht entfernt und durch bewegliche Seitenwände, mit einem anderen Gewicht ersetzt werden können. Das bewegliche Ausgleichsgewicht der Synchronausgleichsanordnung 62 kann daher leicht verändert werden, ohne den Aufbau oder den Betrieb der Maschine zu beeinflussen. Alternativ kann das Gewicht der beweglichen Seitenwände 73 und 74, ohne sie zu ersetzen,z.B. leicht durdi getrennte Zusatzgewichte 210 und 212 (Fig. 2) vergrößert oder verringert werden, die durch Schrauben 214 an den Seitenwänden 73 und 74 befestigt sind. Auf diese W_eise können stets gleiche bewegliche Seitenwände 73 und 74 für eine Vielzahl verschiedener Energieverbraucher verwendet werden.To this end, the movable side plates 73 and 74 are so constructed that they can be easily removed and replaced with movable side walls having a different weight. The movable balance weight of the synchronous balancing arrangement 62 can therefore easily be changed without affecting the construction or the operation of the machine. Alternatively, the weight of the movable side walls 73 and 74, without replacing them, can be increased or decreased slightly by, for example, separate additional weights 210 and 212 (FIG. 2) which are fastened to the side walls 73 and 74 by screws 214. In this W _e ise same movable side walls can always 73 and 74 are used for a variety of energy consumers.

Die erfindungsgemäße Maschine kann als vollkommen balancierte !formmaschine hergestellt und verkauft werden, die zum Antrieb vieler unterschiedlicher Energieverbraucher geeignet ist. Soweit das bewegliche Antriebsteil oder andere bewegliche Teile der Belastungsmaschine das effektive, in der einen oder anderen Bewegungsrichtung wirksame Gewicht der Arbeitsanordnung und des Ausgleichsteils der Synchronausgleichsanordnung vergrößern, kann das Gewicht des Ausgleichsteils leicht und bequem eingestellt werden, um den gewünschten, effektiven Gesamtausgleich aufrecht zu erhalten.The machine according to the invention can be considered perfectly balanced ! Molding machine are manufactured and sold that are used to drive many different energy consumers is suitable. So much for the moving drive part or other moving parts of the loading machine the effective weight of the work arrangement and the effective in one or the other direction of movement Compensating part of the synchronous compensation arrangement can enlarge the weight of the compensation part can be easily and conveniently adjusted in order to maintain the desired, effective overall balance to obtain.

Die Freikolbenmaschine 11 arbeitet wie folgt: Die Verbrennung in der Kammer 26 erfolgt in der Nähe des oberen Totpunktes des Arbeitskolbens 17, d. h., wenn der Kolben 17 sich in seine linke äußere Arbeitsstellung bewegt hat. Durch die Verbrennung und weitere in der Freikolbenmaschine 11 oder dem Energieverbraucher 14 vorhandene Energie durch die die Bewegung der Arbeitsanordnung 43 nach rechts unterstützt wird, wird der Arbeitskolben 17 und die übrige Arbeitsanordnung 43 einschließlich der Verbindungsteile der Synchronausgleichsanordnung und der Doppelzahnstange 46 translatorisch gegenüber dem Maschinengehäuse nach rechts bewegt. Durch die Zahnstangen bezeihungswei-The free piston machine 11 works as follows: The combustion in the chamber 26 takes place in the vicinity of the top dead center of the working piston 17, i. i.e., when the piston 17 is in its left outer working position has moved. Through the combustion and others in the free piston machine 11 or the energy consumer 14 existing energy by which the movement of the working assembly 43 to the right is supported, the working piston 17 and the rest of the work arrangement 43 including the connecting parts the synchronous compensation arrangement and the double rack 46 translationally with respect to the machine housing moved to the right. Through the racks, a series of

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se fiitzel 63, 64, 71, 72, 75 und 76 wird durch die Translationsbewegung der Arbeitsanordnung 43 nach rechts, und damit der Doppelzahnstange 46, der bewegliche Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung 62 einschließlich der Zahnstangen 75 und 76 und der beweglichen Seitenwände 73 und 74 gegenüber dem Gehäuse 49 ebenfalls translatorisch nach links bewegt.se fiitzel 63, 64, 71, 72, 75 and 76 is caused by the translational movement the working arrangement 43 to the right, and thus the double rack 46, the movable compensation part of the synchronous compensation arrangement 62 including the racks 75 and 76 and the movable side walls 73 and 74 opposite the Housing 49 also moved to the left in a translatory manner.

Bewegt sich die Arbeitsanordnung 43 nach rechts, so werden die Auslaßöffnungen 42a und darauf die Einlaßöffnungen 41 a geöffnet. Hierdurch werden in bekannter Weise die Verbrennungsgase in der Verbrennungskammer 26 entspannt, die Kammer wird gespült, und es wird eine neue Füllung aus Luft oder einem Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Kammer eingeführt. Während des gleichen nach rechts gerichteten Hubes steigt der Druck in der Brennkammer 31 infolge der Volumenabnahme derselben. D. h., durch die nach rechts gerichtete Bewegung des Arbeitskolbens 17 wird die Luft in der Brennkammer 31 komprimiert, bis Luftdruck und Temperatur in der Brennkammer 31 über den Selbstzündungspunkt angestiegen sind. Zu dieser Zeit verbrennt der durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 32 eingeführte Kraftstoff entsprechend dem Dieselprinzip. Selbstverständlich kann der Arbeitsabschnitt auch unter Verwendung herkömmlicher Zünd- und Vergaser- oder Einspritzsysteme nach dem Otto-oder Einspritzprinzip betrieben werden.If the working arrangement 43 moves to the right, the outlet openings 42a and then the inlet openings 41a opened. As a result, the combustion gases in the combustion chamber 26 are expanded in a known manner, the chamber is purged, and a new charge of air or a fuel-air mixture is introduced into the chamber. During the same the stroke directed to the right increases the pressure in the combustion chamber 31 as a result of the decrease in volume of the same. That is, through the movement of the working piston 17 to the right, the air in the combustion chamber 31 is compressed until air pressure and temperature in the combustion chamber 31 has risen above the auto-ignition point are. At this time, the fuel introduced by the fuel injector 32 burns according to the Diesel principle. Of course, the working section can also be carried out using conventional ignition and carburetor or injection systems operated according to the Otto or injection principle.

Infolge des Druckanstiegs in der Brennkammer 31 und durch weitere vorhandene Energien, durch die die Bewegung der Arbeitsanordnung 43 nach links unterstützt wird, wird die nach rechts gerichtete Bewegung der Arbeitsanordnung 43 unterbrochen und die Arbeitsanordnung 43 wird nach links bewegt. Während der nach links gerichteten Bewegung des Arbeitskolbens 17 im Arbeitszylinder IoAs a result of the pressure increase in the combustion chamber 31 and other energies which are present, by means of which the movement of the working arrangement 43 to the left is supported, the movement to the right Directional movement of the work assembly 43 is interrupted and the work assembly 43 is moved to the left. During the left directed movement of the working piston 17 in the working cylinder Io

zuerstfirst

werden /die Auslaßöffnungen 42b geöffnet, so daß sich die Verbrennungsgase in der Brennkammer 31 entspannen können. Darauf werden die Einlaßöffnungen 41b durch den Arbeitskolben 17 geöffnet, soare / the outlet ports 42b opened so that the combustion gases can relax in the combustion chamber 31. Then the inlet ports 41b are opened by the working piston 17, see above

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daß die Brennkammer 31 gespült und eine neue Füllung aus Luft oder einem Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer 31 eingeleitet wird.that the combustion chamber 31 is purged and a new charge of air or a fuel-air mixture is introduced into the combustion chamber 31 will.

Während der nach links gerichteten Bewegung des Arbeitskolbens 17 werden die Öffnungen 41a in der Brennkammer 26 durch den Kolben 17 verschlossen. Danach werden die Öffnungen 4ib durch den Arbeitskolben 17 verschlossen und die Luft bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Kammer 26 wird komprimiert, bis die Verbrennung in der Brennkammer 26 stattfindet und sich der Arbeitszyklus wiederholt.During the leftward movement of the working piston 17, the openings 41a in the combustion chamber 26 are through the piston 17 closed. Then the openings 4ib are closed by the working piston 17 and the air or the The fuel-air mixture in the chamber 26 is compressed until the combustion takes place in the combustion chamber 26 and the Repeated duty cycle.

Somit arbeiten die Brennkammern 26 und 31 abwechselnd. Das Gas in der Brennkammer 26 expandiert und gibt an die Maschine Energie ab, während das Gas in der Brennkammer 31 komprimiert wird und Energie von der Maschine aufnimmt. Umgekehrt läuft der gleiche Vorgang ab.Thus, the combustion chambers 26 and 31 operate alternately. The gas in the combustion chamber 26 expands and gives off to the engine Energy from while the gas in the combustion chamber 31 is compressed and takes energy from the engine. Vice versa the same process takes place.

Wie oben erwähnt, wird während der nach rechts gerichteten Translationsbewegung der Arbeitsanordnung 43 gegenüber dem Maschinengehäuse der Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung 62 einschließlich der Zahnstangen 75 und 76 und der beweglichen Seitenwände 73 und 74 gegenüber dem Gehäuse 49 translatorisch nach links bewegt. Umgekehrt bewegt sich der Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung 62 einschließlich der Zahnstangen 75 und 76 und der beweglichen Seitenteile 73 und 74 nach rechts, wenn sich die Arbeitsanordnung 43 nach links bewegt. Darüberhinaus arbeitet die Freikolbenmaschine 11 dynamisch balanciert bzw. ausgewuchtet, wenn, wie oben erwähnt, die Gewichte der beweglichen Seitenwände 73 und 74 so gewählt sind, daß das Produkt aus der Summe der Gewichte der sich mit der Arbeitsanordnung 43 bewegenden Teile und dem Hub der Arbeitsanordnung 43 gleich 1st dem Produkt aus der Summe der Gewichte des Ausgleichsteils der oynchronausgleichsanordnung 62 einschließlich der Zahn- As mentioned above, during the rightward translational movement of the working arrangement 43 relative to the machine housing, the compensating part of the synchronous compensating arrangement 62 including the toothed racks 75 and 76 and the movable side walls 73 and 74 is moved translationally to the left relative to the housing 49. Conversely, the balancing part of the synchronous balancing arrangement 62 including the racks 75 and 76 and the movable side parts 73 and 74 moves to the right when the working arrangement 43 moves to the left. In addition, the free-piston machine 11 works dynamically balanced if, as mentioned above, the weights of the movable side walls 73 and 74 are chosen so that the product of the sum of the weights of the parts moving with the working arrangement 43 and the stroke of the working arrangement 43 is equal to the product of the sum of the weights of the compensation part of the oynchronous compensation arrangement 62 including the tooth

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stangen 75 und 76, der beweglichen Seitenwände 73 und 74 und des Gewichtes des verbundenen beweglichen Teils des Energieverbrauchers und der Strecke, über die sich die Ausgleichseinrichtung der Synchronausgleichsanordnung 62 in zum Arbeitskolben 17 entgegengesetzter Richtung bewegt.rods 75 and 76, the movable side walls 73 and 74 and the weight of the connected movable part of the energy consumer and the distance over which the compensation device is the synchromesh compensation arrangement 62 in to the working piston 17 moves in the opposite direction.

Die in Fig. 4A gezeigte Freikolbenmaschine 100 weist einen doppelt wirksamen Arbeitsabschnitt 12 und einen Synchronausgleichsabschnitt 13 auf, die hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen identisch sind dem Arbeitsabschnitt 12 und dem Synchronausgleichsabschnitt 13 der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Freikolbenmaschine 11. Die Freikolbenmaschine 100 ist im wesentlichen identisch der Freikolbenmaschine 11 der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der in Fig. 1 gezeigte, und schematisch durch das bewegliche Teil 14 dargestellte Energieverbraucher aus einer durch die Freikolbenmaschine 100 angetriebenen hydrostatischen Pumpe 104 besteht.The free-piston machine 100 shown in FIG. 4A has a doubly effective working section 12 and a synchronous compensation section 13, which in terms of structure and mode of operation are essentially identical to the working section 12 and the synchronous compensation section 13 of the free-piston machine 11 shown in FIGS. 1 to 3. The free-piston machine 100 is essentially identical to the free piston machine 11 of FIG. 1, with the exception that that shown in FIG. 1, and schematically Energy consumer represented by the movable part 14 from a hydrostatic one driven by the free-piston machine 100 Pump 104 exists.

Die Pumpe 104 weist ein Pumpengehäuse 105 auf, das an das Gehäuse 49 der Synchronausgleichsanordnung angeformt, oder, wie in Fig. 1 gezeigt, von der Maschine getrennt sein kann. Das Gehäuse 105 besitzt zwei Hauptbohrungen 106 und 107, die an entgegengesetzten Seiten der mittleren Längsachse der Arbeitsanordnung 43 angeordnet sind, und deren mittlere Längsachsen miteinander fluchten und gegenüber der mittleren Längsachse der Arbeitsanordnung 43 um etwa 90° gedreht sind. Die Bohrung 106 ist an ihrem radial äußeren Ende -bezüglich der mittleren Längsachse der Arbeitsanordnung 43- geschlossen. Angrenzend an das äußere Ende der Bohrung 106 sind querliegende Einlaß- und Auslaßöffnungen 108 bzw. 109 vorgesehen, die mit der Bohrung 106 in Verbindung stehen. Auf ähnliche Weise ist die Bohrung 107 an ihrem radial äußeren Ende verschlossen. Angrenzend an das äußere Ende derThe pump 104 has a pump housing 105 which is molded onto the housing 49 of the synchronous compensation arrangement, or as shown in Fig. 1, can be separated from the machine. The housing 105 has two main bores 106 and 107, which are at opposite Sides of the central longitudinal axis of the working arrangement 43 are arranged, and their central longitudinal axes with one another are aligned and rotated by about 90 ° with respect to the central longitudinal axis of the working arrangement 43. The hole 106 is on their radially outer end -with respect to the central longitudinal axis of the working arrangement 43- closed. Adjacent to the exterior End of the bore 106 are transverse inlet and outlet openings 108 and 109, respectively, which are in communication with the bore 106. Similarly, bore 107 is radial at it outer end closed. Adjacent to the outer end of the

109821 / U61109821 / U61

20S573820S5738

Bohrung 107 sind querliegende Einlaß- und Auslaßbohrungen 111 bzw. 112 vorgesehen, die mit der Bohrung 107 in Verbindung stehen. Die Einlaßbohrungen 108 bzw. 111 und damit die Bohrungen 106 bzw. 107 sind über Leitungen 113 und 114 mit der Quelle einer zu pumpenden Flüssigkeit verbunden. In den Leitungen 113 und 114 befinden sich herkömmliche Rückschlagventile 116 und 117, so daß die Flüssigkeit nur von der Quelle 115 zu den Bohrungen 106 und 107 strömen kann. Die Auslaßbohrungen 109 bzw. 112, und somit die Bohrungen 106 bzw. 107 sind über Leitungen 118 und 119 mit einer Einrichtung 121 zur Verwendung oder Speicherung der Druckflüssigkeit verbunden. In den Leitungen 118 und 119 befinden sich Rückschlagventile 122 bzw. 123, so daß von der Einrichtung 121 keine Flüssigkeit zu den Bohrungen 106 und 107 zurückströmen kann.Bore 107 transverse inlet and outlet bores 111 and 112 are provided, which are in communication with the bore 107. The inlet bores 108 and 111 and thus the bores 106 and 107 are via lines 113 and 114 with the source connected to a liquid to be pumped. Conventional check valves 116 and 117 are located in lines 113 and 114, so that the liquid can only flow from the source 115 to the bores 106 and 107. The outlet bores 109 and 112, and thus the bores 106 and 107 are via lines 118 and 119 with a device 121 for use or storage connected to the hydraulic fluid. In lines 118 and 119 there are check valves 122 and 123, so that no liquid from the device 121 to the bores 106 and 107 can flow back.

In den Bohrungen 106 und 107 sind Kolben 124 bzw. 125 hin- und herbeweglich. Um ein Leck zwischen den Kolben und den Bohrungen bei der Hin- und Herbewegung der Kolben in den Bohrungen zu vermeiden, sind nicht gezeigte herkömmliche Dichtungen vorgesehen. Durch die Bohrungen 106 bzw. 107, die radial äußeren Enden der Bohrungen und die radial äußeren Enden der Kolben und 125 werden Pumpkammern 126 bzw. 127 begrenzt. Wenn sich die Kolben in ihrer Bohrung hin- und herbewegen, wird durch die Einlaß- und Auslaßbohrungen in herkömmlicher Weise Flüssigkeit abwechselnd in die Pumpkammern eingesaugt bzw, aus den Pumpkammern ausgestoßen.Pistons 124 and 125 are reciprocable in bores 106 and 107. To prevent a leak between the piston and the To avoid bores during the reciprocating movement of the pistons in the bores, conventional seals (not shown) are provided. Through the bores 106 and 107, the radially outer ends of the bores and the radially outer ends of the pistons and 125, pumping chambers 126 and 127, respectively, are delimited. When the pistons move back and forth in their bore, the inlet and outlet bores in a conventional manner liquid alternately sucked into the pump chambers and from the pump chambers pushed out.

An den radial inneren Enden der Kolben 124 und 125 sind Nockenfolger 128 und 129 befestigt. Innerhalb des Gehäuses ist ein Nocken 131 hin- und herbeweglich befestigt, und zwar im wesentlichen parallel zur mittleren Längsachse der Arbeitsanordnung 43. An den Nocken 131 sind zwei Kockenflachen 132 und 133 angeformt. Er ist so ausgebildet, daß die Nockenfolger 128 und 129 die Nockenflächen 132 bzw. 133 ständig berühren. Hierdurch bewegen sich die Kolben 124 und 125 während des Betriebs derCam followers 128 and 129 are attached to the radially inner ends of pistons 124 and 125. Inside the case is a cam 131 reciprocally mounted, essentially parallel to the central longitudinal axis of the working arrangement 43. There are two cam surfaces 132 and 133 on the cams 131 molded. It is designed so that the cam followers 128 and 129 constantly touch the cam surfaces 132 and 133, respectively. This causes the pistons 124 and 125 to move during operation of the

1 0 9 811 / U 6 11 0 9 8 1 1 / U 6 1

Pumpe 104 stets in entgegengesetzter Richtung und mit abwechselnder Pumpwirkung. Die im Pumpenauslaß erzeugten Druckwellen werden hierdurch verringert. Ferner können die Nockenflächen 132 und 133 so ausgebildet werden, daß die Fluidgeschwindigkeit im Pumpenauslaß relativ gleichmäßig ist. Andere Pumpenkonstruktionen oder Konstruktionseinzelheiten können ebenfalls verwendet werden.Pump 104 always in the opposite direction and with alternating Pumping action. The pressure waves generated in the pump outlet are thereby reduced. Furthermore, the cam surfaces 132 and 133 are designed so that the fluid velocity in the pump outlet is relatively uniform. Other pump designs or design details can also be used.

Der Nocken 131 ist so befestigt, daß er sich mit der Ausgleichseinrichtung der Synchronausgleichsanordnung 62 der Freikolbenmaschine 100 bewegt. Wie in Fig. 4B gezagt ist, verbinden die Schafte 93-und 94 die an den beweglichen Seitenwänden 73 und 74 angebrachten Augen 91 bzw. 92 der Synchronausgleichsanordnung 62 mit dem linken Ende des Nockens 131.The cam 131 is attached to align with the balancer the synchronous compensation arrangement 62 of the free piston machine 100 is moved. As shown in Fig. 4B, connect the shafts 93 and 94 are attached to the movable side walls 73 and 74 eyes 91 and 92 of the synchro-balancing arrangement 62 with the left end of the cam 131.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Freikolbenmaschine 150 weist einen doppelt wirksamen Arbeitsabschnitt 12 und einen Synchronausgleichsabschnitt 13 auf. Diese sind hinsichtlich Aufbau und Arbeitsweise identisch mit denen der in Fig. 1 gezeigten Freikolbenmaschine 11. Die Freikolbenmaschine 150 ist im wesentlichen identisch mit der Freikolbenmaschine 11, mit der Ausnahme, daß der durch sein bewegliches Teil 14 in Fig. 1 schematisch dargestellte Verbraucher in Fig. 5 aus einem Elektrogenerator 151 besteht.The free-piston machine 150 shown schematically in FIG. 5 has a double-acting working section 12 and a Synchronization compensation section 13 on. In terms of structure and mode of operation, these are identical to those shown in FIG Free piston machine 11. The free piston machine 150 is essentially identical to the free piston machine 11, with the exception that that the consumer shown schematically in FIG. 5 by its movable part 14 in FIG. 1 consists of an electric generator 151 exists.

Der Generator 151 weist ein Generatorgehäuse 152 auf, das ähnlich wie das Pumpgehäuse 104 an das Gehäuse 49 des Synchronausgleichsabschnittes angeformt sein kann. Innerhalb des Generatorgehäuses 152 liegt ein ringförmiger Ständer 153 mit einem herkömmlichen Magnetkern und der darauf aufgewickelten Wicklung aus leitendem Material. Innerhalb des Stators 153 befindet sich ein hin- und herbeweglicher Anker 154, der magnetisch in bekannter Weise mit dem Ständer 153 zusammenwirkt. Der Anker 154 ist mit den Schäften 93 und 94 verbunden, die sich wie bei der AusfUhrungsform der Fig. 4.3 mit den beweglichen SeitenwändenThe generator 151 has a generator housing 152, similar to the pump housing 104 to the housing 49 of the synchronous compensation section can be molded. Within the generator housing 152 is an annular stator 153 with a conventional magnetic core and the winding wound on it made of conductive material. Located inside the stator 153 a reciprocating armature 154, which interacts magnetically in a known manner with the stator 153. The anchor 154 is connected to the shafts 93 and 94, which are as at the embodiment of Fig. 4.3 with the movable side walls

1 0 9 8 ^ I / U611 0 9 8 ^ I / U61

73 lind 74 hin- und herbewegen.Move 73 and 74 back and forth.

Da der Elektrogenerator 151 herkömmlicher Bauart ist, soll auf seine nähere Beschreibung verzichtet werden. Einer der Hauptvorteile des mit der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine verwendeten Generators 151 besteht darin, daß die Wellenform der durch den Generator 151 erzeugten Spannung während des nach links gerichteten Hubs des Ankers 154 und damit des nach rechts gerichteten Hubes der Arbeitsanordnung 43 im wesentlichen gleich ist der während des nach rechts gerichteten Hubs des Ankers 154 durch den Generator Ί51 erzeugten Spannung. Der Elektrogenerator kann selbstverständlich auch anderer Art sein. So kann beispielsweise der Anker 154 aus einem Permanentmagneten anstelle eines gewikkelten Ankers bestehen usw.Since the electric generator 151 is of conventional design, a more detailed description should be dispensed with. One of the main advantages of having the free piston machine according to the invention generator 151 used is that the waveform of the voltage generated by generator 151 during the left directed stroke of the armature 154 and thus the to the right Stroke of the working assembly 43 is substantially the same during the rightward stroke of armature 154 voltage generated by the generator Ί51. The electric generator can of course also be of a different kind. For example, the armature 154 can consist of a permanent magnet instead of a wound one Anchors, etc.

Die schematisch in Fig. 6 gezeigte Freikolbenmaschine 16O weist einen doppelt wirksamen Arbeitsabschnitt 12 und einen Synchronausgleichsabschnitt 13 auf, die hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise mit denen der in Fig. 1 gezeigten Freikolbenmaschine 11 im wesentlichen identisch sind. Die Freikolbenmaschine 1βΟ gleicht im wesentlichen der Freikolbenmaschine 11, außer daß der Verbraucher aus einem doppelt wirksamen Kolbenkompressor 161 besteht. The free-piston machine 16O shown schematically in FIG. 6 has a double-acting working section 12 and a Synchronization compensation section 13, which in terms of structure and mode of operation with those of the free-piston machine shown in FIG 11 are essentially identical. The free piston machine 1βΟ is essentially the same as the free-piston machine 11, except that the consumer consists of a double-acting piston compressor 161.

Das schematisch gezeigte Kompressorgehäuse 162 des Kompressors 161 ist mit einem Ende axial angrenzend an das Gehäuse 49 des Synchronausgleichsteils und an seine Endwand 51 angeordnet. Das Gehäuse 162 ist an seinem anderen Ende durch eine Endwand 163 verschlossen. Innerhalb des Kompressorgehäuses 162 liegt ein Kompressorzylinder 164, dessen mittlere Längsachse koaxial zur mittleren Längsachse des Arbeitszylinders 16 des Arbeitsabschnittes 12 und damit der Arbeitsanordnung 43 verläuft. Im Kompressorzylinder 164 befindet sich ein Kompressorkolben 165t der innerhalb des Kompressorzylinäers 104 längs der genannten AchseThe schematically shown compressor housing 162 of the compressor 161 is arranged with one end axially adjacent to the housing 49 of the synchronizer compensation part and to its end wall 51. The housing 162 is at its other end by an end wall 163 locked. Inside the compressor housing 162 lies a compressor cylinder 164 whose central longitudinal axis is coaxial to the central longitudinal axis of the working cylinder 16 of the working section 12 and thus the working arrangement 43 runs. A compressor piston 165t is located in the compressor cylinder 164 within the compressor cylinder 104 along said axis

8^1/14618 ^ 1/1461

translatorisch hin- und herbeweglich ist. Zwischen der rechten Fläche 168 des Kompressorkolbens I65 und der Endwand I63 ist eine erste Kompressionskammer 167 ausgebildet. Ferner ist im Kompressorzylinder 164 zwischen der linken Fläche 171 des Kompressorkolbens 165 und der Endwand 51 des Synchronausgleichsabschnittes 13 eine zweite Kompressionskammer I69 gebildet. Im Gehäuse 162 sind angrenzend an die Kompressionskammer 167 eine Gruppe von Einlaß- und Auslaßventilen, vorgesehen, von denen zwei mit 172 und 173 bezeichnet sind. Durch diese kann das zu komprimierende Fluid in die Kammer 167 eintreten und das komprimierte Fluid aus der -Kammer austreten. In ähnlicher Weise sind im Gehäuse 162 angrenzend an die Kammer 169 eine Gruppe von Einlaß- und Auslaßventilen vorgesehen, von denen zwei mit 174· und 175 bezeichnet sind. Durch diese kann das zu komprimierende Fluid in die Kammer 169 eintreten und das komprimierte Fluid aus der Kammer austreten.is translationally reciprocable. Between the right surface 168 of the compressor piston I65 and the end wall I63 a first compression chamber 167 is formed. Furthermore, in the Compressor cylinder 164 between the left surface 171 of the compressor piston 165 and the end wall 51 of the synchromesh compensation section 13, a second compression chamber 169 is formed. In the housing 162 adjacent to the compression chamber 167 are a group of inlet and outlet valves, two of which are designated 172 and 173. This allows the to be compressed Fluid enter the chamber 167 and the compressed Fluid emerge from the chamber. Similarly, in housing 162 adjacent chamber 169 are a group of inlet and exhaust valves, two of which labeled 174 and 175 are designated. Through this, the fluid to be compressed can enter the chamber 169 and the compressed fluid from the Exit Chamber.

Der Kompressorkolben 165 ist mit den Schäften 93 und verbunden, die sich mit den beweglichen Seitenwänden 73 und der Synchronausgleichsanordnung 62 in der gleichen Weise bewegen, wie dies anhand/^kB beschrieben wurde. Während des nach links gerichteten Hubs des Ausgleichsteils der Synchronausgleichsanordnung 62 wird das Gas oder Fluid innerhalb der Kammer I69 komprimiert und durch das Ventil 175 abgeführt. Gleichzeitig wird Gas oder ein Fluid durch das Einlaßventil 172 in die Kompassionskammer 167 angesaugt. Während des nach rechts gerichteten Hubs des Ausgleichsteils der Synchronausgleichsanordnung 62 wird in der Kompressionskammer 167 Gas oder Fluid komprimiert und durch das Auslaßventil 173 abgeleitet. Gleichzeitig wird durch das Einlaßventil 174· Gas oder Fluid in die Kompressionskammer 169 angesaugt. Darauf wiederholt sich der Zyklus.The compressor piston 165 is with the shafts 93 and which move with the movable side walls 73 and the synchro-balancing assembly 62 in the same manner, as described using / ^ kB. During the left Directional stroke of the compensation part of the synchronous compensation arrangement 62, the gas or fluid is compressed within the chamber I69 and discharged through valve 175. Simultaneously, gas or fluid is introduced into the compassion chamber through inlet valve 172 167 sucked in. During the rightward stroke of the compensating part of the synchronous compensating arrangement 62, FIG the compression chamber 167 compresses gas or fluid and discharged through the outlet valve 173. At the same time is through the inlet valve 174 · Gas or fluid is sucked into the compression chamber 169. The cycle then repeats itself.

Diese Kammern können unabhängig voneinander arbeiten oder in bekannter Weise so miteinander verbunden werden, daß sich zweiThese chambers can work independently of one another or can be connected to one another in a known manner so that two

1 0 9 8 2 I / U 6 11 0 9 8 2 I / U 6 1

abwechselnd arbeitende, parallele erste Kompressorstufen oder zwei nacheinander arbeitende, in Reihe miteinander verbundene erste und zweite Kompressorstufen ergeben. Gegebenenfalls können für eine dritte oder dritte und vierte Stufe besondere Kolbenkonstruktionen verwendet werden, beispielsweise abgestufte Kolben und Zylinder (nicht gezeigt).alternately working, parallel first compressor stages or result in two first and second compressor stages working one after the other and connected in series. If necessary, can special piston constructions are used for a third or third and fourth stage, for example stepped ones Piston and cylinder (not shown).

Figuren 7 und 8 zeigen zwei einfach wirkende, entgegengesetzt gerichtete Arbeitsabschnitte, die an entgegengesetzten Enden einer erfindungsgemäJßen Maschine angeordnet werden können, so daß die Maschine aufeinanderfolgend abwechselnde Arbeitshübe ausführt. Die beiden einfach wirkenden Arbeitsabschnitte ersetzen den in den Figuren 1, 4A, 5 und 6 mit dem Ende des Gehäuses 49 des Synchronausgleichsabschnittes verbundenen doppelt wirkenden Arbeitsabschnitt 12. Diese Ausführungsform ist als besondere Abwandlung der Maschine und des Generators gem. Fig. 5 gezeigt, wobei die einfach wirksamen Arbeitsabschnitte an den äußeren Enden der Gesamtmaschine und die Synchronausgleichsanordnung und der Energieverbraucher zwischen ihnen angeordnet sind. Hierbei braucht das Verbindungsteil bzw. der Schaft 44 der Arbeitsanordnung 43 nicht durch den Zylinderkopf 24 des rechten Zylinders oder Rückhol-Arbeitszylinders hindurchzugehen.Figures 7 and 8 show two single-acting, oppositely directed working sections, which are at opposite Ends of a machine according to the invention can be arranged, so that the machine successively performs alternating work strokes. Replace the two single-acting work sections the double-acting ones connected in FIGS. 1, 4A, 5 and 6 to the end of the housing 49 of the synchronous compensation section Working section 12. This embodiment is shown as a special modification of the machine and the generator according to FIG. wherein the single effective working sections at the outer ends of the overall machine and the synchronous compensation arrangement and the energy consumers are arranged between them. The connecting part or the shaft 44 of the working arrangement is required here 43 not through the cylinder head 24 of the right cylinder or return working cylinder to go through.

Gem. Fig. 7 ist entsprechend ein einfach wirksamer Arbeitsabschnitt 18O am linken Ende des Gehäuses 49 der Maschine angebracht. Hinsichtlich seiner Arbeitsweise ist der Arbeitsab-Bchnitt 18O im wesentlichen identisch mit einer Hälfte des Arbeitsabschnittes 12 der Pig. 1. Die Arbeitsweise des Arbeitsabschnittes 18O soll daher nur kurz beschrieben werden. Ein Unterschied zwischen dem Arbeitsabschnitt 180 und dem Arbeitsabschnitt 12 besteht darin, daß innerhj_alb des Arbeitszylinders 16 des Arbeitsabschnittes 180 ein einfach wirksamer Arbeitskolben 182 anstelle des doppelt wirksamen Arbeitskolbens 17 im Arbeltszylinder 16 des Arbeitsabschnittes 12 angeordnet ist. Der Arbeits-According to Fig. 7 is accordingly a simply effective working section 18O attached to the left end of the housing 49 of the machine. Regarding the way it works, the work section is 18O essentially identical to one half of the working section 12 the Pig. 1. The mode of operation of working section 180 will therefore only be described briefly. A difference between the working section 180 and the working section 12 is that within the working cylinder 16 of the working section 180 a single-acting working piston 182 instead of the double-acting working piston 17 in the working cylinder 16 of the working section 12 is arranged. The working

109821/U61109821 / U61

kolben 182 besitzt eine äußere Arbeitsfläche 18 sowie ferner in einer Ausnehmung eine Innenfläche 184 und eine überwurfartige Seitenwand 186. Ein weiterer Unterschied zwischen den Arbeitsabschnitten 12 und 18O besteht darin, daß der Arbeitsabschnitt 18O einfach wirkende Einlaßöffnungen 41 und einfach wirkende Auslaßöffnungen 42 anstelle der Doppelöffnungen 41a, 41b und 42a, 42b des Arbeitsabschnittes 12 aufweist. Der Arbeitsabschnitt 18O besitzt ferner einen daran angeformten, sich radial nach außen erstreckenden Teil 187 mit einer um das rechte Ende 189 des Arbeitszylinders 16 ausgebildeten allgemein ringförmigen Kammer I88. ) Die Ringkammer I88 steht mit der Ausnehmung bzw. dem Endabschnitt 191 des Zylinders 16 rechts von der Innenfläche 184 des Kolbens 182 in Verbindung. Das rechte Ende des Gehäuseteils 187, und damit das Gehäuse I5 ist mittels mehrerer Schrauben 35', von denen nur zwei gezeigt sind, an einer Wand 34' befestigt. Die Wand 34' verschließt das rechte Ende der Kammer 188 und das linke Ende des Synchronausgleichsabschnittes 13.piston 182 has an outer working surface 18 and also in a recess, an inner surface 184 and a cover-like Sidewall 186. Another difference between working sections 12 and 18O is that working section 18O single-acting inlet ports 41 and single-acting outlet ports 42 instead of the double openings 41a, 41b and 42a, 42b of the working section 12. The working section 18O has also an integrally formed thereon, extending radially outward Part 187 with a generally annular chamber 188 formed around the right end 189 of the working cylinder 16. ) The annular chamber I88 stands with the recess or the end section 191 of the cylinder 16 to the right of the inner surface 184 of the piston 182 in connection. The right end of the housing part 187, and thus the housing I5 is by means of several screws 35 ', of which only two are shown attached to a wall 34 '. The wall 34 'closes the right end of the chamber 188 and the left end of the Synchronization compensation section 13.

Im Gehäuse 15 sind herkömmliche Einwegventile 192 angeordnet, von denen nur eins schematisch gezeigt ist. Sie steuern die Zufuhr der Luft oder des Kraftstoff-Luft-Gemisches in die Ringkammer I88 des Arbeitsabschnittes I80. Durch die Verbindung zwischen dem Endabschnitt 191 des Zylinders 16 und der Kammer ψ 188 spült der Kolben 182 nach Art einer Pumpe den Arbeitsabschnitt 18O. Mit anderen Worten, wenn sich der Kolben 182 aus der in Fig. 7 gezeigten Stellung nach links bewegt, wird Luft oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch durch das Ventil 192 in die Ringkammer 188 und in den Endabschnitt 191 des Zylinders 16 angesaugt. Nach der Verbrennung in der Brennkammer 26 wird der Arbeitskolben 162 nach rechts angetrieben und der Kolben komprimiert die Luft oder das Gemisch im Endabschnitt 191 des Zylinders 16 und damit in der Ringkainmer IdS, so daß die Kammer 188, wenn die öffnungen 41 und 42 durch cai Kolben 182 geöffnet werden, eine Druckluft- oder Gemischquelle zur Spülung der Kammer 2o bildet.Conventional one-way valves 192 are arranged in the housing 15, only one of which is shown schematically. They control the supply of air or the fuel-air mixture into the annular chamber I88 of the working section I80. Due to the connection between the end section 191 of the cylinder 16 and the chamber ψ 188, the piston 182 flushes the working section 18O in the manner of a pump. In other words, when the piston 182 moves to the left from the position shown in FIG. 7, air or a fuel-air mixture is drawn through the valve 192 into the annular chamber 188 and into the end portion 191 of the cylinder 16. After the combustion in the combustion chamber 26, the working piston 162 is driven to the right and the piston compresses the air or the mixture in the end section 191 of the cylinder 16 and thus in the Ringkainmer IdS, so that the chamber 188, when the openings 41 and 42 through cai Piston 182 are opened, forms a compressed air or mixture source for flushing the chamber 2o.

1 Ü ¹J Ö1 night ^{1 year}

In Fig. 8 ist ein zweiter, entgegengesetzt gerichteter, einfach wirkender Arbeitsabschnitt 200 gezeigt. Der Arbeitsabschnitt 200 enthält einen einfach wirkenden Arbeitskolben 202, der innerhalb des Arbeitszylinders 16 längs der gemeinsamen mittleren Längsachse der Maschine translatorisch hin- und herbeweglich ist. Der Arbeitsabschnitt 200 ist in Aufbau und Arbeitsweise im wesentlichen identisch mit dem Arbeitsabschnitt 18O, Jedoch mit den im folgenden beschriebenen Ausnahmen und mit der Ausnahme, daß der Arbeitsabschnitt 200 abwechselnd mit dem Arbeitsabschnitt 18O wirksam wird. Der Arbeitsabschnitt 200 gibt während des Arbeitshubs des Arbeitskolbens 202 Leistung an die Maschine ab, während der Arbeitsabschnitt 180 beim Kompressionshub des Arbeitskolbens 182 Leistung von der Maschine aufnimmt und umgekehrt.In FIG. 8, a second, oppositely directed, single-acting working section 200 is shown. The work section 200 includes a single-acting working piston 202, the inside of the working cylinder 16 along the common middle The longitudinal axis of the machine is translationally reciprocable. The working section 200 is in structure and mode of operation essentially identical to working section 180, but with the exceptions described below and with the Exception that the working section 200 takes effect alternately with the working section 180. The working section 200 gives power to the engine during the power stroke of the power piston 202, while the power section 180 draws power from the engine on the compression stroke of the power piston 182 and vice versa.

Der Gehäuseteil 187 des Arbeitsabschnittes 200 ist mit dem rechten Ende des Gehäuses 49 verbunden. Eine Bndwand 251 ist als getrenntes Teil dargestellt und nicht an die Seitenwände des Gehäuses 49 des Synchronausgleichsabschnittes 13 angeformt. Vielmehr sind die Endwand 251 und der Rest des Gehäuses 187 des Arbeitsabschnittes 200 an den Seitenwänden 152 des Gehäuses 49 befestigt, in der gleichen Weise wie das Gehäuse 15 und die Wand 34' des Arbeitsabschnittes 180 am Gehäuse 49 in Fig. 7.The housing part 187 of the working section 200 is with the right end of the housing 49 connected. A band wall 251 is shown as a separate part and not molded onto the side walls of the housing 49 of the synchronous compensation section 13. Rather, the end wall 251 and the remainder of the housing 187 of the Working section 200 attached to the side walls 152 of the housing 49, in the same manner as the housing 15 and the wall 34 'of the working section 180 on the housing 49 in FIG. 7.

Der Arbeitskolben 202 ist an der Doppelzahnstange 46 mittels des Schaftes 48 und der Schraube 47 befestigt und mit dieser beweglich. Der Schaft 48 fluchtet axial mit dem Schaft 44 und durchdringt die Endwand 251 in der Mitte. Im einzelnen ist die Endwand 251 mit einer Mittelöffnung 58 versehen, die axial mit der mittleren Längsachse des Arbeitsabschnittes 200 fluchtet. In der Öffnung 58 liegen herkömmliche Schaftdichtungen 59f um den Gas- und Schmiermitteldurchtritt zwischen dem Schaft 4ö und der Öffnung 58 bei der Hin- und Herbewegung des Schaftes 46 auf das mögliche Minimum zu verringern.The working piston 202 is attached to the double rack 46 by means of the shaft 48 and the screw 47 and with this movable. The shaft 48 is axially aligned with the shaft 44 and penetrates the end wall 251 in the center. In detail For example, the end wall 251 is provided with a central opening 58 that is axially aligned with the central longitudinal axis of the working section 200 flees. Conventional shaft seals 59f are located in opening 58 around the gas and lubricant passage between the Shank 40 and the opening 58 to reduce the to-and-fro movement of the shaft 46 to the minimum possible.

]] 1 0 b Ö /. i / I U 6 11 0 b Ö /. i / I U 6 1

- 2ο -- 2ο -

Die Verbindung des Ausgleichsabschnittes der Synchronausgleichsanordnung mit dem beweglichen Teil des Energieverbrauchers kann auf ähnliche Weise wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform erfolgen, und zwar durch Schafte 93 und 94, die sich nach außen um den rechten Arbeitsabschnitt 200 durch Teile der Wand 251, die Kammer 181 und die Gehäusewand 137 außerhalb der Brennkammer im Arbeitszylindergehäuse 15 erstrecken. Alternativ kann an den Schäften 93 und 94 ein Joch befestigt werden, das darauf am beweglichen Teil des Energieverbrauchers befestigt wird. In den Figuren 7 und 8 liegt jedoch der Energieverbraucher oder Generator 151 der Fig. 5 in besonderer Weise zwischen den Arbeitsabschnitten 18O und 200, so daß der Schaft 48 durch eine Bohrung 220 im beweglichen Teil bzw. Anker 154 des Energieverbrauchers hindurchgeht, während die Schafte 93 und 94 wie in Fig. 5 am beweglichen Teil 154 des Energieverbrauchers befestigt sind. In Fig. 8 ist der Schaft 94 nicht zu sehen, da er in dieser Ansicht direkt hinter dem Schaft 48 liegt. Anstelle des Elektrogenerators der Fig. 5 kann zwischen den Arbeitsabschnitten 180 und 200 der Ausführungsformen der Figuren 7 und 8 auch ein anderer Energieverbraucher vorgesehen sein. Ein besonderer Vorteil der Ausführungsformen der Figuren 7 und 8 besteht darin, daß identische Arbeitsabschnitte verwendet werden können. Hierdurch wird die Anzahl unterschiedlicher Teile zur Konstruktion der erfind ungs gemäßen Maschine verringert, und es braucht kein beweglicher Schaft durch den Kopf 24 eines der Arbeitszylinder 1ό hindurchzugehen.The connection of the compensation section of the synchronous compensation arrangement with the moving part of the energy consumer can be done in a similar manner to that previously described Embodiment take place, namely by shafts 93 and 94, which extend outwardly around the right working section 200 by parts the wall 251, the chamber 181 and the housing wall 137 outside the combustion chamber in the working cylinder housing 15 extend. Alternatively, a yoke can be attached to the shafts 93 and 94, which is then attached to the moving part of the energy consumer. In Figures 7 and 8, however, is the energy consumer or generator 151 of FIG. 5 in a special way between the working sections 180 and 200, so that the shaft 48 by a Bore 220 in the movable part or armature 154 of the energy consumer while the shafts 93 and 94 are attached to the movable part 154 of the energy consumer, as in FIG. 5. The shaft 94 cannot be seen in FIG. 8, since it lies directly behind the shaft 48 in this view. Instead of the electric generator 5, between the working sections 180 and 200 of the embodiments of FIGS. 7 and 8, a different one can also be used Energy consumers be provided. A particular advantage of the embodiments of Figures 7 and 8 is that identical working sections can be used. This increases the number of different parts for the construction of the invent ungs according machine reduced, and it does not need a movable shaft through the head 24 of one of the working cylinder 1ό to go through.

Die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine ist verhältnismäßig leicht, arbeitet mit hoher Geschwindigkeit, ist balanciert und einfach aufgebaut, ohne daß das Gewicht ihrer beweglichen Teile verdoppelt werden müßte. Die Arbeitshübe in beiden Ricntungen folgen schnell hintereinander, so daß sie mit hoher Ausgangsleistung und bei beiden Hüben mit natürlich gleicher Hubzeit arbeitet. Die Maschine kann bei gleichem Grundaufbau als Antriebs-The free piston machine according to the invention is proportionate light, works at high speed, is balanced and simply constructed without the weight of its moving parts Parts would have to be doubled. The working strokes in both directions follow quickly one after the other, so that they have a high output power and naturally works with the same stroke time for both strokes. With the same basic structure, the machine can be used as a drive

1 0 9 8 1 ! / H 6 11 0 9 8 1 ! / H 6 1

aggregat zum Antrieb einer Vielzahl von Energieverbrauchern verwendet werden.unit used to drive a large number of energy consumers will.

Zusätzlich zu den abwechselnd wirksamen, miteinander verbunden ArbeitskolbenteäLen und der Synchronausgleichsanordnung, die die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine bilden, kann die faschine weitere Elemente enthalten, von denen sich einige, wie beispielsweise Ölpumpenkolben, Wasserpumpenkolben, Kraftstoffpumpenkolben, Rücklauf- oder Ölabsaugkolben und dergleichen während des Betriebs der erindungsgemäßen Maschine in der gleichen oder in der Gegenrichtung der Arbeitskolben bewegen können. Beispielsweise kann an den Seitenwänden 73 und 74 der Synchronausgleichsanordnung 62 ein Hilfs-Ölpumpenkolben befestigt und durch dieselben bewegt werden, und zwar in der Gegenrichtung der Arbeitskolben. Der gleiche Ölpumpenkolben kann auch an der Arbeitsanordnung 43 befestigt werden, so daß er sich mit dieser in der gleichen Richtung wie die Arbeitskolben bewegt. Derartige Hilfselemente können auch durch Hocken in anderen Richtungen als entlang der Achse der Translationsbewegung der Arbeitsanordnung und der Synchronausgleichsanordnung angetrieben werden. Zum Ausgleich der Maschine muß natürlich das effektive Translationsgewicht von Hilfskolben oder anderen beweglichen Teilen berücksichtigt werden, d. h., der Anteil ihres Gewichtes, der als längs dieser Achse translatorisch beweglich betrachtet werden kann, muß zum Gewicht des Ausgleichsteils der Synchronausgleichsanordnung oder der Arbeitsanordnung hinzugerechnet werden.In addition to the alternately effective, interconnected working piston tables and the synchronous compensation arrangement, which are the main components of the free piston machine according to the invention form, the fascine may contain other elements, of which some, such as oil pump pistons, water pump pistons, Fuel pump piston, return or oil suction piston and the like during the operation of the machine according to the invention can move in the same or in the opposite direction of the working piston. For example, on the side walls 73 and 74 of the synchronous compensation arrangement 62 is an auxiliary oil pump piston attached and moved by the same, in the opposite direction of the working piston. The same oil pump piston can can also be attached to the working assembly 43 so that it moves with it in the same direction as the working pistons. Such auxiliary elements can also be squatting in other directions than are driven along the axis of translational movement of the working assembly and the synchronous compensation assembly. To balance the machine, of course, the effective translational weight of auxiliary pistons or other moving parts must be taken into account be, d. that is, the portion of their weight that is considered to be translationally movable along this axis can, must to the weight of the compensation part of the synchronous compensation arrangement or added to the work order.

Die Ausdrücke "hin- und hergehend", "Hin- und Herbewegung" und dergl., wie sie vorstehend in Verbindung mit dem beweglichen Teil eines Energieverbrauchers verwendet wurden, um* fassen lineare Bewegungsbahnen sowie Schwenk- und Drehbewegungen oder andere Bewegungsbahnen, die nicht genau oder völlig längs einer geraden Linie parallel oder entsprechend der mittleren Längsachse der Maschinenzylinder verlaufen. Das bei der Bestimmung zu berücksichtigendeThe terms "reciprocating," "reciprocating," and the like, as used above in connection with the movable Part of an energy consumer were used to * capture linear movement paths as well as swivel and rotary movements or other trajectories that are not exactly or completely along a straight line parallel to or corresponding to the central one The longitudinal axis of the machine cylinder run. The one to consider when determining

1 U y 8 /J ! / Ub I1 U y 8 / J! / Ub I.

Gewicht eines solchen beweglichen Teils und das gesamte Ausgleichsgewicht, das mit dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung verbunden ist, is^iiur der proportionale Anteil des Gesamtgewichts des beweglichen Teils der effektiv als längs einer geraden Linie translatorisch beweglich betrachtet werden kann.The weight of such a moving part and the total counterweight, which is connected to the compensation part of the synchronous compensation arrangement, is ^ iiur the proportional part of the total weight the movable part which can effectively be considered to be translationally movable along a straight line.

Offensichtlich können die hier beschriebenen Maschinen innerhalb des Rahmens der Erfindung stark abgewandelt werden. Beispielsweise können andere Arten von Zahnrädern, Verbindungen oder andere Mechansimen anstelle der gezeigten, bevorzugten Aus- f führungsform der Synchronausgleichsanordnung 62 verwendet werden. Ferner können durch die erfindungsgemäße Maschine auch andere Ausfürhrungsformen der hier gezeigten Energieverbraucher angetrieben werden.Obviously, the machines described here can be varied widely within the scope of the invention. For example, other types of gears, compounds or other Mechansimen instead of the shown, preferred exemplary f execution form of the synchronous compensation arrangement used 62nd Furthermore, other embodiments of the energy consumers shown here can also be driven by the machine according to the invention.

AnsprücheExpectations

1 o y 81 ι / u 6 11 oy 8 1 ι / u 6 1

Claims (11)

- 29 - DA/G~4065(EAJ-1212) ANSPRÜCHE- 29 - DA / G ~ 4065 (EAJ-1212) CLAIMS 1.j Asymmetrische, synchronisierte, balancierte Freikolbenmaschine zum Antrieb eines hin- und herbeweglichen Teils eines Energieverbrauchers, gekennzeichnet , durch einen einzelnen Arbei£g- (16) mit einem wechselweise wirksamen Arbeitskolben (17) ode^ntsprechend einem ersten und zweiten stationären Arbeitszylinderabschnitt (16) mit einem ersten und zweiten wechselweise wirksamen Arbeitskolbenabschnitt (18, 19, 182, 202), die im ersten bzw. zweiten Arbeltszylinderabschnitt hin- und herbeweglich sind, wobei der wechselweise wirksame Arbeitskolben (17^ oder entsprechend der erste und zweite Arbeitskolbenabschnitt als Teile einer Arbeitsanordnung (43) hin- und herbeweglich miteinander verbunden sind, so daß sämtliche Teile der Arbeitsanordnung sich stets miteinander als Einheit bewegen, durch eine Synchronausgleichsanordnung (62) mit einem ersten beweglichen Teil (46, 71, 72) der mit der Arbeitsanordnung verbunden/ist und sich als Einheit mit dieser bewegt, und mit einem zweiten, das Gegengewicht haltenden beweglichen Teil (73, 74, 75, 76, 77) der wirksam mit dem ersten beweglichen Teil verbunden ist und sich stets in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des ersten beweglichen Teils und synchron hiermit hin- und herbewegt, und durch eine Verbindungseinrlchtung (93, 94) zur ausschließlichen Verbindung des hin- und herbeweglichen Teils des Energieverbrauchera (14) mit1.j Asymmetrical, synchronized, balanced free piston machine for driving a reciprocating part of an energy consumer, characterized by a single work £ g- (16) with an alternate effective working piston (17) or a first and second stationary working cylinder section (16) with a first and second alternately effective working piston section (18, 19, 182, 202) in the first and second working cylinder section are reciprocable, the alternately effective working piston (17 ^ or according to the first and second working piston sections as parts of a working arrangement (43) connected to one another such that they can move back and forth are, so that all parts of the working arrangement always move with one another as a unit, by means of a synchronous compensation arrangement (62) with a first movable part (46, 71, 72) which is / is connected to the working arrangement and moves as a unit with this, and with a second movable part (73, 74, 75, 76, 77) which is effectively connected to the first movable part and always moves in a direction opposite to the direction of movement of the first movable part and reciprocated synchronously therewith, and by a connecting device (93, 94) for the exclusive connection of the reciprocating part of the energy consumer (14) with 1 0 b 8 ζ i / U 6 11 0 b 8 ζ i / U 6 1 dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung (62), so daß sich der bewegliche Teil des Energieverbrauchers als Einheit mit dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung bewegt und durch von den wechselweise wirksamen Arbeitskolbenabschnitten über den Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung übertagene Kräfte angetrieben wird.the compensation part of the synchronous compensation arrangement (62), so that the moving part of the energy consumer as a unit moved with the compensation part of the synchronous compensation arrangement and by the alternately effective working piston sections via the compensation part of the synchronous compensation arrangement transmitted forces is driven. 2. Freikolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewichte des ersten und zweiten Teils der Synchronausgleichsanordnung im Verhältnis zueinander so gewählt sind, daß der Absolutwert des Produktes aus der Summe der mit dem Ausgleichsteil der Synchronausgleichsanordnung verbundenen Gewichte mit der Länge ihres Hubs im wesentlichen gleich ist mit dem Absolutwert des Produktes der Summe des mit der Arbeitsanordnung beweglichen Gewichtes und seines entsprechenden entgegengesetzten Hubes.2. Free piston machine according to claim 1, characterized in that the weights of the first and second Part of the synchronous compensation arrangement in relation to each other are chosen so that the absolute value of the product the sum of the weights associated with the compensation part of the synchronous compensation arrangement with the length of its stroke im is essentially the same as the absolute value of the product of the sum of the weight movable with the work arrangement and its corresponding opposite stroke. 3. Freikolbenmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schaft (43), der den ersten beweglicnen Teil (46, 71, 72) der Synchronausgleichsanordnung (62) und die Arbeitskolbenteile verbindet, wobei die mittleren Längsachsen des Schaftes (43), des ersten und zweiten Arbeitszylinderabschnittes (1ό), des ersten und zweiten Arbeitskolbenabschnittes (18, 19, 182, 202) und des ersten und zweiten beweglichen Teils der Synchronausgleichsanordnung sämtlich koaxial zueinander liegen.3. Free piston machine according to claim 1, characterized by a shaft (43) which the first movable part (46, 71, 72) of the synchro-balancing arrangement (62) and connecting the working piston parts, the central longitudinal axes of the shaft (43), of the first and second working cylinder sections (1ό), the first and second working piston sections (18, 19, 182, 202) and the first and second movable ones Part of the synchronous compensation arrangement are all coaxial with one another. 1 0 9 8 l i / U 6 11 0 9 8 l i / U 6 1 4. Freikolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Arbeitszylinderabschnitt (16) aus getrennten, axial in einem Abstand zueinander angeordneten Arbeitszylindern bestehen, daß der erste Arbeitskolbenabschnitt (18) und der erste Arbeitszylinder«^* s«aJH»fct£ einen ersten einfach wirkenden Arbeitsabschnitt (18O) umfassen, der an einem Ende der Maschine angeordnet ist, und daß der zweite Arbeitskolbenabschnitt (19) und der zweite Arbeitszylinder einen zweiten einfach wirkenden Arbeitsab-? schnitt (200) umfassen, der axial vom ersten Arbeitsabschnitt getrennt ist.4. Free piston machine according to claim 1, characterized in that the first and second working cylinder section (16) consist of separate, axially spaced apart working cylinders that the first Working piston section (18) and the first working cylinder «^ * s« aJH »fct £ a first single-acting working section (18O) comprise, which is arranged at one end of the machine, and that the second working piston section (19) and the second Working cylinder a second single-acting work-? include section (200) which is axially separated from the first working section. 5· Freikolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß im ersten Arbeitszylinder zwischen einer Außenfläche des ersten Arbeitskolbenabschnittes (18) und dem geschlossenen äußeren Ende (24) des ersten Arbeitszylinders (16) eine erste Brennkammer (26) begrenzt ist, und daß im zweiten Arbeitszylinder zwischen einer Außenfläche des zweiten Arbeitskolbenabschnittes (19) und einem geschlossenen äußeren Ende (24) des zweiten Arbeitszylinders (16) eine zweite .Brennkammer (31) begrenzt ist.5 · Free piston machine according to claim 4, characterized in that in the first working cylinder between a first combustion chamber (26) is delimited on an outer surface of the first working piston section (18) and the closed outer end (24) of the first working cylinder (16), and that in the second working cylinder between an outer surface of the second working piston section (19) and a closed one outer end (24) of the second working cylinder (16) a second .Brennkammer (31) is limited. 6. Freikolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite einfach wirksame Kolbenabschnitt (200) am äußersten Ende der Maschine auf der entge-6. Free piston machine according to claim 5, characterized in that the second single-acting piston section (200) at the far end of the machine on the opposite 10 9 8/: I / U 6 110 9 8 /: I / U 6 1 gengesetzten Seite des ersten einfach wirksamen~~Keü«q(ab-Bchnittes (180) angeordnet ist.opposite side of the first single effective Keü «q (ab-section (180) is arranged. 7. Freikolbenmaschine nach Anspruch 5> dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Synchronausglelchsanordnung (62) zwischen den Brennkammern (26, 31) angeordnet ist, und daß gegebenenfalls ferner ein Energieverbraucher zwischen den7. Free piston machine according to claim 5> characterized by g e k e η η that the synchronous compensation arrangement (62) is arranged between the combustion chambers (26, 31), and that optionally also an energy consumer between the ψ Brennkammern angeordnet ist. ψ combustion chambers is arranged. 8. Freikolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Energieverbraucher und die Synchronausgleichsanordnung unmittelbar aneinander angrenzend zwischen den Brennkammern angeordnet sind.8. Free piston machine according to claim 7, characterized in that the energy consumer and the synchronous compensation arrangement are arranged directly adjacent to one another between the combustion chambers. 9. Freikolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der als Ausgleichsteil wirkende zweite bewegliche Teil der Synchronausgleichsanordnung ein bewegliches Ausgleichsgewichtteil enthält, wobei das Gesamtgewicht des Ausgleichsteils gegenüber der Achse der Hin- und Herbewegung der Arbeitskolbenabschnitte symmetrisch anaporduet ist, und wobei gegebenenfalls das Gesamtgewicht des beweglichen Ausgleichsgewichtsteils beispielsweise durch Entf,ernun_o wenigstens eines Teils (210, 212) des beweglichen Ausgleichsgewichtsteils einstellbar ist. 9. Free piston machine according to claim 1, characterized in that the compensating part acting as the second movable part of the synchronous balancing arrangement contains a movable balancing weight part, the total weight of the balancing part relative to the axis of the reciprocating movement of the working piston sections is anaporduet symmetrically, and optionally the total weight of the movable balancing weight part, for example, by Del _o ernun at least a portion (210, 212) of the movable balancing weight portion is adjustable. 10. Freikolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des einen beweglichen Teils der Synchronausgleichsanordnung größer ist als das zumAusgleich nur des anderen beweglichen Teils der Synchronausgleichsanordnung benötigte Gewicht, daß gegebenenfalls das Gewicht des zweiten Teils der Synchronausgleichsanordnung größer ist als das nur zum Ausgleich des ersten Teils der Synchronausgleichsanordnung benötigte Gewicht, und daß gegebenenfalls die Masse jedes dieser Teile gegenüber der gemeinsamen mittleren Längsachse ihrer Translationsbewegung ausgegeglichen ist.10. Free piston machine according to claim 2, characterized in that that the weight of the one moving part of the synchro-balancing arrangement is greater than that to compensate only the other moving part of the synchronous compensation arrangement required weight that, if applicable, the weight of the second part of the synchronous balancing arrangement is greater than the weight required only for balancing the first part of the synchronous balancing arrangement, and that possibly the mass of each of these parts with respect to the common central longitudinal axis of their translational movement is balanced. 11. Freikolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Energieverbraucher aus einer Pumpe, einem Elektrogenerator, einem Kompressor oder dergleichen besteht.11. Free piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the energy consumer consists of a pump, an electric generator, a compressor or the like. 109821/U61109821 / U61