DE102006057617B4 - Storage of a vibration armature in a free piston generator - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers (01) am Gehäuse (03) eines Freikolbengenerators, wobei der Schwinganker (01) oszillierende im Wesentlichen lineare Schwingbewegungen entlang seiner Zentralachse (06) ausführen kann, wobei der Schwinganker (01) mittels einer Führung (02) am Gehäuse (03) gelagert ist, wobei die Führung (02) aus zumindest einem länglichen plattenförmigen Federelement (04) besteht, und wobei das Federelement (04) in einer zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) etwa rechtwinklig verlaufenden Ebene angeordnet ist, und wobei das Federelement (04) im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse (06) elastisch ist, und wobei das Federelement (04) mit seinem ersten Ende (08) mit dem Schwinganker (01) verbunden ist, und wobei das Federelement (04) mit seinem zweiten Ende (07) fest und starr mit dem Gehäuse (03) verbunden ist sodass das zweite Ende (07) des Federelementes (04) bei einer Federbewegung (15) relativ zum Gehäuse (03) unbewegt bleibt, und wobei der Schwinganker (01) zumindest ein längliches plattenförmiges Federelement (12) umfasst,...contraption for mounting an oscillating armature (01) on the housing (03) of a free-piston generator, wherein the oscillating armature (01) is oscillating substantially linear Can perform oscillating movements along its central axis (06), wherein the oscillating armature (01) by means of a guide (02) on the housing (03) is stored, the guide (02) from at least one elongated one disc-shaped Spring element (04) consists, and wherein the spring element (04) in a to the central axis (06) of the oscillating armature (01) approximately at right angles extending plane is arranged, and wherein the spring element (04) substantially only in the direction of the central axis (06) is elastic, and wherein the Spring element (04) with its first end (08) with the oscillating armature (01) is connected, and wherein the spring element (04) with its second End (07) firmly and rigidly connected to the housing (03) so the second end (07) of the spring element (04) during a spring movement (15) relative to the housing (03) remains unmoved, and wherein the oscillating armature (01) at least one elongated disc-shaped Spring element (12) comprises, ...

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers am Gehäuse eines Freikolbengenerators.The The invention relates to a device for supporting a vibration armature on the housing a free piston generator.

Bei Vorrichtungen zur Lagerung eines Schwingankers am Gehäuse eines Freikolbengenerators und insbesondere bei Verwendung eines eigenen eisenkernverstärkten Elektromagneten kommt es zu einer Kraftwirkung zwischen dem Schwinganker und den Eisenkernen der Elektromagnete. Diese Kräfte gilt es durch eine geeignete Lagerung aufzufangen und gleichzeitig ein freies Schwingen des Schwingankers in Zentralachsrichtung zu ermöglichen. Die Kräfte zwischen Schwinganker und Eisenkern der Elektromagnete können sehr groß werden. Die Anforderungen an die Lagerung des Schwingankers am Gehäuse des Freikolbengenerators sind daher nicht zu unterschätzen.at Devices for mounting a rocking armature on the housing of a Free piston generator and in particular when using its own air core reinforced Electromagnets, there is a force effect between the oscillating armature and the iron cores of the electromagnets. These forces apply through a suitable Storage catch and at the same time a free swinging of the oscillating armature in central axis direction. The forces between oscillating armature and iron core of the electromagnets can be very grow up. The Requirements for the bearing of the oscillating armature on the housing of the Free piston generators are therefore not to be underestimated.

Bei mangelhafter Lagerung kann es nämlich zu einer Funktionsbeeinträchtigung des Freikolbengenerators kommen und weiterhin können Teile der Lagerung und/oder des Freikolbengenerators durch diese Kräfte zwischen dem Schwinganker und den Eisenkernen der Elektromagnete Schaden nehmen.at In fact, poor storage can lead to a functional impairment come of the free piston generator and continue to parts of the storage and / or of the free piston generator by these forces between the oscillating armature and damage the iron cores of the electromagnets.

Die GB 2 332 988 A ist als nächstliegender Stand der Technik anzusehen und zeigt eine Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers am Gehäuse eines Freikolbengenerators, wobei der Schwinganker oszillierende im Wesentlichen lineare Schwingbewegungen entlang seiner Zentralachse ausführen kann.The GB 2 332 988 A is to be regarded as the closest prior art and shows a device for mounting a rocker armature on the housing of a free-piston generator, wherein the oscillating armature can perform oscillating substantially linear oscillating movements along its central axis.

Aus der DE 81 12 463 U1 ist ein Schwingankerantrieb bekannt, bei dem ein Schwinganker mittels einer Führung an einem Gehäuse gelagert ist, und wobei die Führung aus zumindest einem länglichen plattenförmigen Federelement besteht, und wobei das Federelement in einer zu einer Zentralachse des Schwingankers etwa rechtwinklig verlaufenden Ebene angeordnet ist, und wobei das Federelement im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse elastisch ist, und wobei das Federelement mit seinem ersten Ende mit dem Schwinganker verbunden ist, und wobei das Federelement mit seinem zweiten Ende fest und starr mit dem Gehäuse verbunden ist, sodass das zweite Ende des Federelementes bei einer Federbewegung relativ zum Gehäuse unbewegt bleibt.From the DE 81 12 463 U1 a vibrating armature drive is known in which a rocking armature is mounted by means of a guide to a housing, and wherein the guide consists of at least one elongated plate-shaped spring element, and wherein the spring element is arranged in a direction approximately perpendicular to a central axis of the oscillating armature plane, and wherein the spring element is substantially elastic only in the direction of the central axis, and wherein the spring element is connected at its first end to the oscillating armature, and wherein the spring element with its second end fixedly and rigidly connected to the housing, so that the second end of the spring element at a spring movement remains stationary relative to the housing.

Aus der US 4,500,827 geht ein Freikolbengenerator hervor, der aus einem in einer Rundstangenführung gelagerten Permanentmagneten und den Permanentmagneten zweiseitig überdeckenden Elektromagneten gebildet ist. Der Freikolbengenerator dient insbesondere zur Erzeugung elektrischen Stroms aus beispielsweise einer Federbewegung eines Fahrgestells eines Fahrzeugs.From the US 4,500,827 shows a free piston generator, which is formed from a mounted in a round rod guide permanent magnet and the permanent magnet on two sides covering electromagnet. The free piston generator is used in particular for generating electrical current from, for example, a spring movement of a chassis of a vehicle.

Einen ähnlichen Freikolbengenerator beschreibt die DE 295 11 420 U1 . Hier wird ebenso von Permanentmagneten, welche entlang Elektromagneten bzw. Spulenwicklungen bewegbar sind, ein elektrischer Strom erzeugt, welcher gleichgerichtet und zum Aufladen einer Batterie genutzt wird.A similar free piston generator describes the DE 295 11 420 U1 , Here is also of permanent magnets, which are movable along electromagnets or coil windings, generates an electric current which is rectified and used to charge a battery.

Eine Lagerung eines Schwingankers eines Generators ist aus der DE 103 11 567 B3 bekannt, wobei die Lagerung aus zwei länglichen, plattenförmigen Federelementen gebildet ist. Die Federelemente sind in einer gemeinsamen Ebene, rechtwinklig zu einer zentralen Achse eines Schwingankers angeordnet und mit dem Schwinganker und dem Gehäuse verbunden.A bearing of a vibration armature of a generator is known from DE 103 11 567 B3 known, wherein the bearing is formed of two elongated, plate-shaped spring elements. The spring elements are arranged in a common plane, perpendicular to a central axis of a rocking armature and connected to the oscillating armature and the housing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers am Gehäuse eines Freikolbengenerators zu schaffen, durch die eine torsionssteife und formstabile Lagerung des Schwingankers erreicht wird.task In the present invention, it is a storage device an oscillating armature on the housing a free piston generator to create a torsionally rigid and dimensionally stable storage of the oscillating armature is achieved.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung nach der Lehre des Hauptanspruchs gelöst.These The object is achieved by the present invention according to the teaching of Main claim solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous embodiments The invention are the subject of the dependent claims.

Freikolbengeneratoren weisen zur Erzeugung elektrischen Stromes zumindest einen Elektromagneten und zumindest einen Schwinganker auf. Der Schwinganker ist relativ zum Elektromagneten bewegt. Dadurch wird nach dem Prinzip der magnetischen Induktion elektrischer Strom erzeugt. Der Schwinganker enthält dazu häufig Permanentmagneten und wird relativ zum Elektromagneten mit oszillierenden im Wesentlichen linearen Schwingbewegungen entlang seiner Zentralachse bewegt.Free-piston generators have at least one electromagnet for generating electric current and at least one oscillating armature. The oscillating armature is relative moved to the electromagnet. As a result, according to the principle of magnetic Induction generates electricity. The oscillating armature contains to often Permanent magnet and is oscillating relative to the electromagnet essentially linear oscillatory movements along its central axis emotional.

Um diese Bewegung zu ermöglichen muss der Freikolbengenerator eine entsprechende Lagerung aufweisen. Der Schwinganker wird zumeist am Gehäuse des Freikolbengenerators gelagert. Die Lagerung sollte derart beschaffen sein, dass eine gewünschte Schwingbewegung des Schwingankers entlang seiner Zentralachse möglich bleibt, aber gleichzeitig möglichst Bewegungen in andere Richtungen unterbunden werden. Derartige andere Bewegungen können beispielsweise durch Anziehungskräfte zwischen dem Schwinganker und dem Elektromagneten hervorgerufen werden. Diese Kräfte wirken aber meistens senkrecht zur Zentralachse des Schwingankers.Around to facilitate this movement the free piston generator must have a corresponding bearing. The oscillating armature is usually on the housing of the free piston generator stored. The storage should be such that a desired Oscillating movement of the oscillating armature remains possible along its central axis, but at the same time as possible Movements in other directions are prevented. Such others Movements can for example, by attractive forces between the oscillating armature and the electromagnet are caused. These forces work but mostly perpendicular to the central axis of the oscillating armature.

Erfindungsgemäß wird der Schwinganker mittels einer Führung am Gehäuse gelagert. Die Führung besteht dabei aus zumindest einem plattenförmigen länglichen Federelement, wobei das Federelement in einer zur Zentralachse des Schwingankers etwa rechtwinklig verlaufenden Ebene angeordnet ist, und wobei das Federelement im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse elastisch ist. Durch eine derartige Anordnung eines derartigen Federelementes als Führung werden Bewegungen des Schwingankers, die nicht im Wesentlichen entlang seiner Zentralachse gerichtet sind aufgrund der Quersteifigkeit eines länglichen plattenförmigen Federelementes in allen anderen Richtungen als der Zentralachse des Schwingankers unterbunden.According to the invention, the oscillating armature is mounted on the housing by means of a guide. The leadership consists of at least one plate migen elongated spring element, wherein the spring element is arranged in a direction approximately perpendicular to the central axis of the oscillating armature plane, and wherein the spring element is substantially elastic only in the direction of the central axis. By such an arrangement of such a spring element as a guide movements of the oscillating armature, which are not directed substantially along its central axis are prevented due to the transverse stiffness of an elongated plate-shaped spring element in all other directions than the central axis of the oscillating armature.

Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Lösung das Federelement mit seinem ersten Ende mit dem Schwinganker verbunden und mit seinem zweiten Ende fest und starr mit dem Gehäuse verbunden. Die Verbindung zwischen Federelement und dem Schwinganker ist derart ausgestaltet, dass Drehbewegungen um die Zentralachse des Federelementes nicht möglich sind.Farther is in the inventive solution the Spring element connected with its first end to the oscillating armature and with its second end fixed and rigidly connected to the housing. The connection between the spring element and the oscillating armature is such designed such that rotational movements about the central axis of the spring element not possible are.

Die Verbindung des Federelementes mit dem Gehäuse ist derart ausgestaltet, dass bei einer Federbewegung relativ zum Gehäuse das zweite Ende des Federelementes unbewegt bleibt. Durch eine derartige feste durchgehende Verbindung von Schwinganker und Gehäuse über nur ein einziges Federelement werden weitere Elemente einer Lagerung überflüssig. Es bedarf im Regelfall auch keiner weiteren axialen Lagerung des Schwingankers. Eine derartige Lagerung ermöglicht die Bewegung des Schwingankers lediglich im Wesentlichen entlang seiner Zentralachse und blockiert alle anderen Bewegungsrichtungen.The Connection of the spring element to the housing is designed such that at a spring movement relative to the housing, the second end of the spring element remains unmoved. By such a solid continuous connection from oscillating armature and housing over only a single spring element, additional elements of storage superfluous. It As a rule, no further axial bearing of the oscillating armature is required. Such storage allows the movement of the oscillating armature only substantially along its Central axis and blocks all other directions of movement.

Die Lagerung des Schwingankers ist darüber hinaus stabil und vor allem um die Zentralachse des Federelementes torsionssteif. Es bedarf keiner weiteren Verbindungselemente um eine Torsionssteifigkeit um die Zentralachse des Federelementes zu erlangen. Die Torsionssteifigkeit hängt allein von der Beschaffenheit, Auslegung und Befestigung des Federelementes ab. Die Befestigungen des Federelementes können jedoch auf Grund ihrer direkten Verbindung zum Gehäuse keine Schwachstellen darstellen.The Storage of the oscillating armature is also stable and above all torsion-resistant about the central axis of the spring element. It requires no further connecting elements to a torsional stiffness to obtain the central axis of the spring element. The torsional rigidity hangs alone on the nature, design and attachment of the spring element from. However, the fasteners of the spring element can due to their direct connection to the housing do not pose any weak points.

Während der radialen Federbewegung des Federelementes findet eine trigonometrische Verkürzung statt. Infolgedessen bewegt sich der Schwinganker relativ auf das Gehäuse zu. Diese Verkürzung bezüglich des direkten Abstandes von Schwinganker und Gehäuse fällt jedoch aufgrund der Länge des Federelementes in der Regel minimal aus. Dadurch kann die exakt lineare Schwingbewegung des Schwingankers entlang seiner Zentralachse geringfügig aus der Bahn geraten.During the radial spring movement of the spring element finds a trigonometric shortening instead of. As a result, the oscillating armature relatively moves on the casing to. This shortening in terms of the However, the distance between the oscillating armature and housing falls due to the length of the Spring element usually minimal. This allows the exact linear oscillating movement of the oscillating armature along its central axis slight get off track.

Um derartige Querkräfte ausgleichen zu können, ist erfindungsgemäß ein zusätzliches Federelement am Schwinganker parallel zu dessen Zentralachse angeordnet. Eine derartige Anordnung eines zusätzlichen Federelementes am Schwinganker ermöglicht einen Ausgleich der Verringerung des Abstandes von Schwinganker zum Gehäuse durch die trigonometrische Verkürzung. Das Federelement des Schwingankers ist nämlich genau in der Richtung elastisch, in der die Verkürzung des Abstandes zwischen Schwinganker und Gehäuse durch Federbewegung des Federelementes der Führung erfolgt.Around such lateral forces to be able to balance is an additional according to the invention Spring element arranged on the oscillating armature parallel to the central axis. Such an arrangement of an additional spring element on Oscillating anchor allows a compensation for the reduction of the distance of oscillating armature to the housing through the trigonometric shortening. The spring element of the oscillating armature is namely elastic in the exact direction, in the shortening the distance between oscillating armature and housing by spring movement of the Spring element of the guide he follows.

Das Federelement der Führung wird mit dem Schwinganker beispielsweise derart verbunden, dass das erste Ende des Federelementes der Führung fest mit dem Federelement des Schwingankers verbunden ist. Die Verbindung erfolgt zumeist an der Stelle, an der das Federelement des Schwingankers die größte Elastizität aufweist.The Spring element of the guide is connected to the oscillating armature, for example, such that the first end of the spring element of the guide fixed to the spring element the oscillating armature is connected. The connection is usually at the point where the spring element of the oscillating armature has the greatest elasticity.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Führung zumindest ein zweites längliches plattenförmiges Federelement auf, wobei das zweite Federelement in der gleichen Ebene angeordnet ist wie das erste Federelement der Führung und wobei das zweite Federelement relativ zur Zentralachse des Schwingankers etwa gegenüber dem ersten Federelement der Führung angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse elastisch ist, und wobei das zweite Federelement mit seinem ersten Ende mit dem Schwinganker verbunden ist, und wobei das zweite Federelement mit seinem zweiten Ende fest und starr mit dem Gehäuse verbunden ist, sodass das zweite Ende des zweiten Federelementes bei einer Federbewegung relativ zum Gehäuse unbewegt bleibt.In an advantageous embodiment has the lead at least a second oblong disc-shaped Spring element, wherein the second spring element in the same Plane is arranged as the first spring element of the guide and wherein the second spring element relative to the central axis of the oscillating armature about opposite the first spring element of the guide is arranged, and wherein the second spring element substantially only elastic in the direction of the central axis, and wherein the second Spring element connected with its first end to the oscillating armature is, and wherein the second spring element with its second end fixed and rigid with the housing is connected, so that the second end of the second spring element remains stationary in a spring movement relative to the housing.

Bei dieser Ausführungsform wird praktisch das oben beschriebene erste Federelement der Führung durch ein gleichartiges zweites Federelement ergänzt. Auch Anordnung und Befestigung erfolgen äquivalent zum ersten Federelement der Führung. Es wird vollinhaltlich auf obige Beschreibung verwiesen.at this embodiment is practically the above-described first spring element of the guide a similar second spring element added. Also arrangement and attachment done equivalently to the first spring element of the guide. It is referred in full to the above description.

Das zweite Federelement der Führung befindet sich in der gleichen Ebene wie das erste Federelement der Führung, ist aber relativ zur Zentralachse des Schwingankers etwa gegenüberliegend des ersten Federelementes angeordnet. Die Torsionssteifigkeit und Formstabilität der Lagerung wird durch das zweite Federelement positiv unterstützt.The second spring element of the guide is in the same plane as the first spring element of Guide, but is approximately opposite to the central axis of the oscillating armature arranged the first spring element. The torsional stiffness and dimensional stability the bearing is positively supported by the second spring element.

Die zweiseitige Führung des Schwingankers bietet darüber hinaus den Vorteil, dass besonders schwere Schwinganker oder in ihrer Geometrie besondere Schwinganker, beispielsweise massearme dünne Trägerplatten, besonders stabil gelagert werden können.The two-sided leadership the swing anchor offers about it in addition the advantage that particularly heavy oscillating armature or in their geometry special oscillating armature, such as low-mass thin carrier plates, can be stored very stable.

Zudem umfasst bei der vorgenannten vorteilhaften Ausführungsform der Schwinganker zumindest ein zweites längliches plattenförmiges Federelement, wobei das zweite Federelement parallel zur Zentralachse des Schwingankers angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement relativ zur Zentralachse des Schwingankers etwa gegenüber des ersten Federelementes des Schwingankers angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement im Wesentlichen nur senkrecht zur Zentralachse des Schwingankers elastisch ist, und wobei das zweite Federelement der Führung mit seinem ersten Ende mit dem zweiten Federelement verbunden ist.moreover comprises in the aforementioned advantageous embodiment of the oscillating armature at least a second oblong disc-shaped Spring element, wherein the second spring element parallel to the central axis the oscillating armature is arranged, and wherein the second spring element relative to the central axis of the oscillating armature approximately opposite the first Spring element of the oscillating armature is arranged, and wherein the second Spring element substantially only perpendicular to the central axis of the oscillating armature is elastic, and wherein the second spring element of the guide with its first end is connected to the second spring element.

Bezüglich des zweiten Federelementes des Schwingankers wird vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Federelement des Schwingankers Bezug genommen. Das zweite Federelement des Schwingankers ist relativ zur Zentralachse des Schwingankers etwa gegenüber dem ersten Federelement des Schwingankers angeordnet. Dadurch ist es in der Nähe des zweiten Federelementes der Führung angeordnet. Im Ergebnis ergibt sich zusammen mit den Federelementen der Führung eine symmetrische Anordnung der beiden Federelemente der Führung und der beiden Federelemente des Schwingankers beidseits relativ zur Zentralachse des Schwingankers. Dadurch können beispielsweise die durch die trigonometrische Verjüngung hervorgerufenen Kräfte auf einfache Art und Weise ausgeglichen werden. Die zwei Kombinationen bestehen jeweils aus einem Federelement der Führung und einem Federelement des Schwingankers, wobei die Kombinationen spiegelsymmetrisch angeordnet sind.Regarding the second spring element of the oscillating armature is full content the designs to the first spring element of the oscillating armature reference. The second Spring element of the oscillating armature is relative to the central axis of the oscillating armature about opposite arranged the first spring element of the oscillating armature. That's it near the second spring element of the guide arranged. The result is together with the spring elements the leadership a symmetrical arrangement of the two spring elements of the guide and the two spring elements of the oscillating armature on both sides relative to Central axis of the oscillating armature. As a result, for example, by the trigonometric rejuvenation evoked forces simple way to be balanced. The two combinations each consist of a spring element of the guide and a spring element of the Schwingankers, the combinations arranged mirror-symmetrically are.

Die Ausführung des Schwingankers ist grundsätzlich beliebig. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Schwinganker eine Haltevorrichtung, wobei an der Haltevorrichtung in Richtung der Zentralachse polweisend alternierend Permanentmagneten befestigt sind. Durch die polweise alternierende Anordnung der Permanentmagneten wird die Wirkung eines Lineargenerators unterstützt.The execution the oscillating anchor is basically any. In a particularly advantageous embodiment, the oscillating armature comprises a holding device, wherein on the holding device in the direction attached to the central axis polweisend alternating permanent magnets are. Due to the pole-wise alternating arrangement of the permanent magnets the effect of a linear generator is supported.

Weiterhin ist mit Permanentmagneten ein massearmer Schwinganker realisierbar. Ein massearmer Schwinganker benötigt eine geringe Menge an Beschleunigungsenergie. Bei linearen oszillierenden Bewegungen des Schwingankers ergibt sich im Ergebnis insgesamt ein geringerer Energieaufwand zur Bewegung des Schwingankers.Farther With permanent magnets, a low-mass oscillating armature can be realized. A low-mass vibration armature needed a small amount of acceleration energy. For linear oscillating Movements of the oscillating armature results in the overall result lower energy consumption for moving the oscillating armature.

Die Ausführung der Haltevorrichtung ist ebenfalls grundsätzlich beliebig. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Haltevorrichtung im Wesentlichen aus einer rechteckigen Platte. Die Platte kann aus einem metallischen oder auch aus einem nichtmetallischen Material bestehen. Bei nichtmetallischem Material beispielsweise Kunststoff ergibt sich eine geringere Kraftwirkung zwischen der Platte und den Elektromagneten.The execution The holding device is also basically arbitrary. In a particularly advantageous embodiment the holding device consists essentially of a rectangular plate. The plate can be made of a metallic or non-metallic Material exist. For non-metallic material such as plastic results in a lower force between the plate and the electromagnet.

Weiterhin unterstützt die Ausführung der Haltevorrichtung als Platte die vorteilhaften Wirkungen eines massearmen Schwingankers. So kann nämlich eine Platte aufgrund ihrer Geometrie besonders einfach massearm und leicht gefertigt werden.Farther supports execution the holding device as a plate, the beneficial effects of a low-mass vibration anchor. So can a plate due to Their geometry is particularly easy to mass-produced and lightweight become.

Die Anbringung der Federelemente am Schwinganker ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste und zweite Federelement des Schwingankers an den zur Zentralachse des Schwingankers parallelen Seitenkanten der rechteckigen Platte befestigt sind. Die Elastizität der Federelemente des Schwingankers wird so minimal beeinträchtigt. Ein Ausgleich der trigonometrischen Verkürzung kann so ungestört erfolgen.The Attachment of the spring elements on the oscillating armature is basically arbitrary. It is particularly advantageous if the first and second spring element of the oscillating armature parallel to the central axis of the oscillating armature Side edges of the rectangular plate are attached. The elasticity of the spring elements the swing armature is minimally affected. A balance of trigonometric shortening can so undisturbed respectively.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.Some embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below exemplified.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine Lagerungsvorrichtung mit einem Federelement als Führung im Querschnitt 1 a storage device with a spring element as a guide in cross section

2: eine erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung mit einem Federelement an Führung und einem Federelement am Schwinganker im Längsschnitt 2 : A storage device according to the invention with a spring element on guide and a spring element on the oscillating armature in longitudinal section

3: eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsvorrichtung mit zwei Federelementen an Führung und zwei Federelementen am Schwinganker im Querschnitt 3 : An embodiment of the storage device according to the invention with two spring elements on guide and two spring elements on the oscillating armature in cross section

4: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerungsvorrichtung mit vier Federelementen an Führung und zwei Federelementen am Schwinganker im Längsschnitt 4 A further embodiment of the storage device according to the invention with four spring elements on the guide and two spring elements on the oscillating armature in longitudinal section

5: Verbindung von Federelement der Führung mit Federelement des Schwingankers im Längsschnitt 5 : Connection of spring element of the guide with spring element of the oscillating armature in longitudinal section

1 zeigt eine Lagerungsvorrichtung eines Schwingankers 01 mittels einer Führung 02 an einem Gehäuse 03. Die Führung 02 weist ein längliches plattenförmiges Federelement 04 auf. Das Federelement 04 ist über Winkelelemente 05 fest mit dem Schwinganker 01 verbunden. 1 shows a storage device of a rocking armature 01 by means of a guide 02 on a housing 03 , The leadership 02 has an elongated plate-shaped spring element 04 on. The spring element 04 is about angle elements 05 firmly with the swing anchor 01 connected.

Das längliche plattenförmige Federelement 04 ist in einer zur Zentralachse 06 des Schwingankers 01 etwa rechtwinklig verlaufenden Ebene angeordnet. 1 stellt eine Abbildung dieser Ebene dar. Das längliche plattenförmige Federelement 04 ist im Längsschnitt dargestellt.The elongated plate-shaped spring element 04 is in one to the central axis 06 the swing anchor 01 arranged approximately at right angles extending plane. 1 represents an illustration of this plane. The elongated plate-shaped spring element 04 is shown in longitudinal section.

Das längliche plattenförmige Federelement 04 ist im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse elastisch. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das Federelement sich während Ausübung seiner Elastizität in der 1 aus der Papierebene bewegt.The elongated plate-shaped spring element 04 is essentially elastic only in the direction of the central axis. In other words, this means that the spring element, while exercising its elasticity in the 1 moved out of the paper plane.

Das Federelement 04 ist mit seinem zweiten Ende 07 fest und starr mit dem Gehäuse 03 verbunden. Dieses zweite Ende 07 des Federelementes 04 bewegt sich bei einer Federbewegung relativ zum Gehäuse nicht. Das erste Ende 08 des Federelementes 04 ist über die Winkelelemente 05 mit dem Schwinganker 01 fest verbunden.The spring element 04 is with his second end 07 firm and rigid with the housing 03 connected. This second end 07 of the spring element 04 does not move with a spring movement relative to the housing. The first end 08 of the spring element 04 is about the angle elements 05 with the oscillating anchor 01 firmly connected.

Weiterhin sind zwei Elektromagneten 09 mit zugehörigen Drahtwicklungen 10 dargestellt. Die Elektromagneten 09 weisen jeweils einen Eisenkern 11 auf. Zwischen Eisenkern 11 und Schwinganker 01 kann es zu ungewollten Kraftwirkungen kommen. Der Elektromagnet 09 und somit auch der Eisenkern 11 ist jedoch mit dem Gehäuse 03 verbunden, sodass über eine Führung 02, die am Gehäuse 03 gelagert ist diese Kraftwirkung kompensiert werden kann.Furthermore, there are two electromagnets 09 with associated wire windings 10 shown. The electromagnets 09 each have an iron core 11 on. Between iron core 11 and swing anchor 01 it can come to unwanted force effects. The electromagnet 09 and thus also the iron core 11 is however with the housing 03 connected, so through a guide 02 on the case 03 stored this force effect can be compensated.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Lagerungsvorrichtung, wobei der Schwinganker 01 zusätzlich zu der in 1 gezeigten Lagerungsvorrichtung ein längliches plattenförmiges Federelement 12 aufweist. Der Schwinganker 01 ist als rechteckige Platte ausgebildet. Auf dieser Platte sind in Richtung der Zentralachse 06 alternierend Permanentmagneten 13 angebracht. Das Federelement 12 ist mit seinen Enden parallel zur Zentralachse 06 an den Seitenkanten des plattenförmigen Schwingankers 01 angebracht. 2 shows a storage device according to the invention, wherein the oscillating armature 01 in addition to the in 1 bearing device shown an elongated plate-shaped spring element 12 having. The swing anchor 01 is designed as a rectangular plate. On this plate are in the direction of the central axis 06 alternating permanent magnets 13 appropriate. The spring element 12 is with its ends parallel to the central axis 06 on the side edges of the plate-shaped oscillating armature 01 appropriate.

Das erste Ende 08 des Federelementes 04 ist über ein abgerundetes Verbindungsstück 14 dennoch fest mit dem Federelement 12 verbunden. Das abgerundete Verbindungsstück 14 dient lediglich der Kompensation mechanischer Spannungen die zwischen Federelement 04 und Federelement 12 bei Federbewegungen aufkommen können.The first end 08 of the spring element 04 is over a rounded connector 14 nevertheless firmly with the spring element 12 connected. The rounded connector 14 only serves to compensate for mechanical stresses between the spring element 04 and spring element 12 can arise with spring movements.

Entlang der Zentralachse 06 steht der Schwinganker 01 mit Kolben und Zylinder in Verbindung. Dadurch angetrieben führt der Schwinganker 01 oszillierende im Wesentlichen lineare Schwingbewegungen entlang seiner Zentralachse 06 aus. In 2 würde sich der Schwinganker 01 senkrecht nach oben und unten bewegen. Die Verringerung des Abstandes zwischen Schwinganker 01 und Gehäuse 03 hervorgerufen durch die trigonometrische Verkürzung des Federelementes 04 wird durch das Federelement 12 kompensiert. Das Federelement 04 bewegt sich relativ zum Gehäuse 03 an seinem zweiten Ende 07 nicht und an seinem ersten Ende 08 entlang der durch Pfeil 15 dargestellten Richtung. Federelement 12 bewegt sich an seinen Enden relativ zum Schwinganker 01 nicht und in seiner Mitte an der Befestigungsstelle des Federelementes 04 senkrecht zur Zentralachsrichtung 06 entlang der mit Pfeilen 16 dargestellten Richtung. Diese Richtung entspricht der trigonometrischen Verkürzung.Along the central axis 06 is the swing anchor 01 with piston and cylinder in connection. As a result, the oscillating armature is driven 01 oscillating substantially linear oscillatory motions along its central axis 06 out. In 2 would the swing anchor 01 move vertically up and down. The reduction of the distance between oscillating armature 01 and housing 03 caused by the trigonometric shortening of the spring element 04 is by the spring element 12 compensated. The spring element 04 moves relative to the housing 03 at its second end 07 not and at its first end 08 along the by arrow 15 illustrated direction. spring element 12 moves at its ends relative to the oscillating armature 01 not and in its center at the attachment point of the spring element 04 perpendicular to the central axis direction 06 along with arrows 16 illustrated direction. This direction corresponds to the trigonometric shortening.

Durch die länglichen plattenförmigen Ausgestaltungen der Federelemente 04, 12 wird eine torsionssteife formstabile Lagerung des Schwingankers 01 erreicht. Der Schwinganker 01 lässt sich schließlich nur in Richtung seiner Zentralachse 06 bewegen. Zusätzliche Versteifungselemente, die eine Torsion der Federelemente 04, 12 verhindern, sind nicht erforderlich. Eventuell auftretende marginale Kräfte senkrecht zur Zentralachsrichtung 06, die beispielsweise durch Radialbewegung des Federelementes 04 hervorgerufen werden, können beispielsweise durch die Kolben im Zylinder aufgefangen werden.Due to the elongated plate-shaped embodiments of the spring elements 04 . 12 is a torsionally rigid dimensionally stable storage of the oscillating armature 01 reached. The swing anchor 01 finally settles only in the direction of its central axis 06 move. Additional stiffening elements, which is a torsion of the spring elements 04 . 12 prevent are not required. Possibly occurring marginal forces perpendicular to the central axis direction 06 , for example, by radial movement of the spring element 04 can be caused, for example, be absorbed by the piston in the cylinder.

3 zeigt eine zur Zentralachse 06 spiegelsymmetrische Lagerung des Schwingankers 01. Die Führung besteht je aus zwei länglichen plattenförmigen Federelementen 04. Die Befestigung der Federelemente 04, 12 erfolgt wie zur 2 ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform kompensieren sich Kräfte des linken und Kräfte des rechten Lagerungsbereiches. 3 shows one to the central axis 06 mirror-symmetrical mounting of the oscillating armature 01 , The guide consists of two elongated plate-shaped spring elements 04 , The attachment of the spring elements 04 . 12 takes place as for 2 executed. In this embodiment, forces of the left and forces of the right storage area compensate each other.

Bei dieser Ausführungsform kann der Schwinganker 01 aus einer besonders dünnen und leichten Platte bestehen. Der Schwinganker 01 kann nämlich beidseits gelagert werden. Die dünne Platte ist durch beidseitige Lagerung dann nicht mehr bruchgefährdet.In this embodiment, the oscillating armature 01 consist of a particularly thin and light plate. The swing anchor 01 can be stored on both sides. The thin plate is then no longer vulnerable to breakage due to storage on both sides.

Bei der Ausführungsform einer Lagerungsvorrichtung gemäß 4 besteht die Führung aus vier länglichen plattenförmigen Federelementen 04. Die Befestigung dieser Federelemente 04 am Gehäuse 03 und den Federelementen 12 erfolgt wie beschrieben. Auch die Befestigung der Federelemente 12 am Schwinganker 01 erfolgt wie beschrieben.In the embodiment of a storage device according to 4 the guide consists of four elongated plate-shaped spring elements 04 , The attachment of these spring elements 04 on the housing 03 and the spring elements 12 takes place as described. Also the attachment of the spring elements 12 on the oscillating anchor 01 takes place as described.

Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist es, dass eine noch stabilere Lagerung eines massearmen dünnen Schwingankers 01 oder aber auch eines besonders schweren Schwingankers 01 möglich wird. Auch die Resonanzeigenschaften des Gesamtsystems bezüglich seiner Eigenschwingung können positive Wirkungen auf die Regelung des Kolbenhubes des Freikolbengenerators haben.Particularly advantageous in this embodiment is that even more stable storage of a low-mass thin oscillating armature 01 or even a particularly heavy oscillating anchor 01 becomes possible. The resonance properties of the entire system with respect to its natural vibration can also have positive effects on the control of the piston stroke of the free piston generator.

5 zeigt die Befestigung des Federelementes 12 am Schwinganker 01 an einem seiner Enden und die Befestigung des Federelementes 04 am Federelement 12 über das abgerundete Verbindungsstück 14 im Detail. Das abgerundete Verbindungsstück 14 ist auf das Federelement 04 verdrehsicher aufgesetzt. Das abgerundete Verbindungsstück 14 liegt am Federelement 12 an und wird beispielsweise über eine Schraubverbindung mit abgerundeter Spezialmutter 17 am Federelement 12 befestigt. 5 shows the attachment of the spring element 12 on the oscillating anchor 01 at one of its ends and the attachment of the spring element 04 on the spring element 12 over the rounded connector 14 in detail. The rounded connector 14 is on the spring element 04 torsionally safely put on. The rounded connector 14 lies on the spring element 12 and is for example via a screw with rounded special nut 17 on the spring element 12 attached.

Claims (5)

Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers (01) am Gehäuse (03) eines Freikolbengenerators, wobei der Schwinganker (01) oszillierende im Wesentlichen lineare Schwingbewegungen entlang seiner Zentralachse (06) ausführen kann, wobei der Schwinganker (01) mittels einer Führung (02) am Gehäuse (03) gelagert ist, wobei die Führung (02) aus zumindest einem länglichen plattenförmigen Federelement (04) besteht, und wobei das Federelement (04) in einer zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) etwa rechtwinklig verlaufenden Ebene angeordnet ist, und wobei das Federelement (04) im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse (06) elastisch ist, und wobei das Federelement (04) mit seinem ersten Ende (08) mit dem Schwinganker (01) verbunden ist, und wobei das Federelement (04) mit seinem zweiten Ende (07) fest und starr mit dem Gehäuse (03) verbunden ist sodass das zweite Ende (07) des Federelementes (04) bei einer Federbewegung (15) relativ zum Gehäuse (03) unbewegt bleibt, und wobei der Schwinganker (01) zumindest ein längliches plattenförmiges Federelement (12) umfasst, wobei das Federelement (12) parallel zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) angeordnet ist, und wobei das Federelement (12) im Wesentlichen nur senkrecht zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) elastisch ist, und wobei das Federelement (04) der Führung (02) mit seinem ersten Ende (08) mit dem Federelement (12) des Schwingankers (01) verbunden ist.Device for supporting a vibration anchor ( 01 ) on the housing ( 03 ) of a free piston generator, wherein the oscillating armature ( 01 ) oscillating substantially linear oscillatory motions along its central axis ( 06 ), wherein the oscillating armature ( 01 ) by means of a guide ( 02 ) on the housing ( 03 ), the guide ( 02 ) of at least one elongate plate-shaped spring element ( 04 ), and wherein the spring element ( 04 ) in one to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) is arranged approximately at right angles extending plane, and wherein the spring element ( 04 ) substantially only in the direction of the central axis ( 06 ) is elastic, and wherein the spring element ( 04 ) with its first end ( 08 ) with the oscillating armature ( 01 ), and wherein the spring element ( 04 ) with its second end ( 07 ) fixed and rigid with the housing ( 03 ) is connected so that the second end ( 07 ) of the spring element ( 04 ) during a spring movement ( 15 ) relative to the housing ( 03 ) remains unmoved, and wherein the oscillating armature ( 01 ) at least one elongated plate-shaped spring element ( 12 ), wherein the spring element ( 12 ) parallel to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) is arranged, and wherein the spring element ( 12 ) substantially only perpendicular to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) is elastic, and wherein the spring element ( 04 ) the leadership ( 02 ) with its first end ( 08 ) with the spring element ( 12 ) of the oscillating armature ( 01 ) connected is. Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (02) zumindest ein zweites längliches plattenförmiges Federelement (04) aufweist, wobei das zweite Federelement (04) in der gleichen Ebene angeordnet ist wie das erste Federelement (04) der Führung (02), und wobei das zweite Federelement (04) relativ zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) etwa gegenüber dem ersten Federelement (04) der Führung (02) angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement (04) im Wesentlichen nur in Richtung der Zentralachse (06) elastisch ist, und wobei das zweite Federelement (04) mit seinem ersten Ende (08) mit dem Schwinganker (01) verbunden ist, und wobei das zweite Federelement (04) mit seinem zweiten Ende (07) fest und starr mit dem Gehäuse (03) verbunden ist sodass das zweite Ende (07) des zweiten Federelementes (04) bei einer Federbewegung (15) relativ zum Gehäuse (03) unbewegt bleibt, und wobei der Schwinganker (01) zumindest ein zweites längliches plattenförmiges Federelement (12) umfasst, wobei das zweite Federelement (12) parallel zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement (12) relativ zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) etwa gegenüber dem ersten Federelement (12) des Schwingankers (01) angeordnet ist, und wobei das zweite Federelement (12) im Wesentlichen nur senkrecht zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) elastisch ist, und wobei das zweite Federelement (04) der Führung (02) mit seinem ersten Ende (08) mit dem zweiten Federelement (12) verbunden ist.Device for mounting a vibration anchor according to claim 1, characterized in that the guide ( 02 ) at least one second elongate plate-shaped spring element ( 04 ), wherein the second spring element ( 04 ) is arranged in the same plane as the first spring element ( 04 ) the leadership ( 02 ), and wherein the second spring element ( 04 ) relative to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) about the first spring element ( 04 ) the leadership ( 02 ), and wherein the second spring element ( 04 ) substantially only in the direction of the central axis ( 06 ) is elastic, and wherein the second spring element ( 04 ) with its first end ( 08 ) with the oscillating armature ( 01 ), and wherein the second spring element ( 04 ) with its second end ( 07 ) fixed and rigid with the housing ( 03 ) is connected so that the second end ( 07 ) of the second spring element ( 04 ) during a spring movement ( 15 ) relative to the housing ( 03 ) remains unmoved, and wherein the oscillating armature ( 01 ) at least one second elongate plate-shaped spring element ( 12 ), wherein the second spring element ( 12 ) parallel to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ), and wherein the second spring element ( 12 ) relative to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) about the first spring element ( 12 ) of the oscillating armature ( 01 ), and wherein the second spring element ( 12 ) substantially only perpendicular to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) is elastic, and wherein the second spring element ( 04 ) the leadership ( 02 ) with its first end ( 08 ) with the second spring element ( 12 ) connected is. Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinganker (01) eine Haltevorrichtung umfasst, wobei an der Haltevorrichtung in Richtung der Zentralachse (06) polweise alternierend Permanentmagneten (13) befestigt sind.Device for mounting an oscillating armature according to one of claims 1 to 2, characterized in that the oscillating armature ( 01 ) comprises a holding device, wherein on the holding device in the direction of the central axis ( 06 ) Polweise alternating permanent magnets ( 13 ) are attached. Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung im Wesentlichen aus einer rechteckigen Platte besteht.Device for mounting a rocking armature after Claim 3, characterized in that the holding device in Essentially consists of a rectangular plate. Vorrichtung zur Lagerung eines Schwingankers nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Federelement (12) des Schwingankers (01) an den zur Zentralachse (06) des Schwingankers (01) parallelen Seitenkanten der rechteckigen Platte befestigt sind.Device for mounting an oscillating armature according to claim 4, characterized in that the first and second spring element ( 12 ) of the oscillating armature ( 01 ) to the central axis ( 06 ) of the oscillating armature ( 01 ) are mounted parallel side edges of the rectangular plate.
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