Durch eine Brennkraftmaschine mit frei fliegenden Kolben angetriebener-Elektrogenerator
Es ist ein durch eine Brennkraftmaschine mit frei fliegenden Kolben angetriebener
Elektrogenerator bekannt, bei dem die longitudinal bewegten Matorkolben durch eine
Zahnstange miteinander verbunden sind und die eine Schwenkbewegung ausführenden
Elektrogeneratorteile über Zahnsegmente angetrieben werden. Dabei können die Massen
der frei bewegten Kolben durch die Massen der bewegten Generatorteile ausgeglichen
werden. Allerdings ist ein derartiger Ausgleich nicht vollkommen; es bleiben Restkräfte
bestehen. Ausserdem erfordert die Lagerung der schwingenden Generatorteile einen
zusätzlichen Aufwand. Jie Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen durch eine
Brennkraftmaschine angetriebenen Elektrogenerator, bei dem die geschilderten Nachteile
beseitigt sind und geringstmöglicher Raum- und Gewichtsbedarf erforderlich ist,
zu schaffen. Durch den vollkommenen Ausgleich der schwingenden Massen kann eine
beliebig hohe Frequenz angewendet werden, und das Gerät kann in einem Land- oder
Luftfahrzeug an beliebiger'Stelle untergebracht werden, weil seine Aufhängung im
wesentlichen lediglich durch das Eigengewicht belastet wird. Die erfindungsgemässe
Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Mittenachse der langitudinal frei
schwingenden Kolben der Brennkraftmaschine die Mittenachse des gleichfalls longitudinal
wirkenden Elektrogenerators darstellt und die schwingenden Motorteile über Umkehrglieder
derart mit den schwingenden Generatorteilen in kraftschlüssiger Verbindung stehen,
dass ein Ausgleich der in Irittenachsrichtung auftretenden Kräfte erzielt wird.
Dazu wird eine mit den Kolben der Brennkraftma'schine verbundene Kolbenst.ange als
Zahnstange
ausgebildet und über Umkehrzahnräd'e"#-m'lf' im longitud.inal
schwingenden Generstoranker angeordneten Zahnstangen in kraftschlüssige Verbindung
gebracht. In weiterer Ausbildung der Erfindung erfolgt die Zentrierung des Generatorankers
durch die im feststehenden Teil des Gerätes gelagerten Umkehrzahnräder. Die Umkehrzahnräder
können auch, um Spielfreiheit in allen Betriebszuständen zu gewährleisten, an Lenkern,
die wiederum am feststehenden Teil des Gerätes schwenkbar aufgehängt sind, oder
in radial beweglichen Kulissen gelagert sein. Die mit den Kolben der Brennkraftmaschine
verbundene Zahnstange ist zweckmässigerweise zentrisch geführt. Ls genügt dann,
die Kolben, da die Detriebsfrequenz normalerweise lastunabhängig gleich gehalten
wird, mit Spiel im Zylinder arbeiten zu lassen und eine Strömungsdichtung anzuwenden.
Dadurch wird eine Schmierung der Motorkolben überflüssig. Der Brennkraftmaschinentell
des Gerätes kann beliebig ausgebildet sein. Es kann ein doppelt im Zweitakt
wirkender Kolben, es können auch zwei doppelt wirkende, gegenläufig arbeitende Kolben
angeordnet sein; auch kann beispielsweise die Unterseite jedes Kolbens zum Spülen
der oberen ZylinderhälPte herangezogen werden. Auchrin Betrieb im Viertakt ist grundsätzlich
möglich. In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen durch eine Brennkraftmaschine mit frei fliegenden Kolben
angetriebenen Generator im Längs- und Fig. 2 im Querschnitt. Es ist ein Beispiel
gewählt worden, bei dem zwei im Zweitakt arb eitende Flugkolben angeordnet sind
und jeweils der untere Teil des Kolbens zum Spülen herangezogen wird. Mit
1 und 2 sind die beiden Kolben gekennzeichhet, die auf ihrer Ober--und Unterseite
jeweils eine ringförmige Ausnehmung 3 und 4 aufweisen, die den zur Abdichtung
erforderlichen Gaswirbel erzeugt. Die die beiden Kolben miteinander verbindende
Kolbenstange 5
ist im Bereich der Zylinderdurchführungen jeweils zylindrisch
ausgebildet
und besitzt in ihrem mittleren Teil eine Vierfach-Zahristange 6. Da die Zylinder
7 und 8 gleich ausgebildet sind, sind die Bezugs?eichen für die Stoffwechselkanile
nur einmal angegeben. Jas Frischgas wird.über eine durch Membran 9 gesteuerte
Saugleitung 10 in den Zylinderraum untLrhalb des Kolbens eingpführt und über
die Ueberströmerweiterung 11 in den Raum oberhalb des Kolbens 2
ge-
führt. Der elektrisch gesteuerte Auslass erfolgt über den Auspuffkanal
12. Der Brt,nnstoff wird mit einer Düse 13 eingespritzt. Jas Verbindungsgehäuse
14, auf das die beiden Zylinder 7 und 8 aufgesetzt sind, trägt die
vier Umkehrzahnräder 15, 16, 17, 189 die mit den Zahnstangen 19,
20, 21
und 22 kämmen. Letztere sind mit dem Schwinganker 23 des Generetors
fest verbunden . Jip Zentrierung erfolgt allein durch die Zahnräder. Upr
Schwinganker bewegt sich zu den Flugkolben (jelenläufig und induziert in den feststehenden
Ständerwicklungen 24 und 25 elektrischen Strom.Electric generator driven by an internal combustion engine with free-floating pistons An electric generator driven by an internal combustion engine with free-flying pistons is known in which the longitudinally moving motor pistons are connected to one another by a rack and the electrical generator parts performing a pivoting movement are driven via toothed segments. The masses of the freely moving pistons can be compensated for by the masses of the moving generator parts. However, such a balance is not perfect; residual forces remain. In addition, the storage of the vibrating generator parts requires additional effort. The invention has set itself the task of creating an electric generator driven by an internal combustion engine, in which the disadvantages described are eliminated and the least possible space and weight requirement is required. By completely balancing the oscillating masses, any frequency can be used, and the device can be accommodated in a land or aircraft at any point, because its suspension is essentially only loaded by its own weight. The inventive solution to this problem is that the central axis of the longitudinally freely oscillating pistons of the internal combustion engine represents the central axis of the also longitudinally acting electric generator and the oscillating engine parts are connected to the oscillating generator parts via reversing elements in such a way that the forces occurring in the axial direction are balanced is achieved. For this purpose, a piston rod connected to the piston of the internal combustion engine is designed as a toothed rack and is brought into force-locking connection via reversing toothed wheels "# - m'lf" arranged in the longitudinally oscillating generator armature. In a further embodiment of the invention, the centering takes place of the generator armature by the reversing gears mounted in the stationary part of the device The rack connected to the piston of the internal combustion engine is expediently guided centrally. It is then sufficient to let the pistons work with play in the cylinder, since the drive frequency is normally kept the same regardless of the load, and to use a flow seal. This makes lubrication of the engine pistons superfluous down the side of the device can be designed as desired. A double-acting piston in the two-stroke cycle or two double-acting, counter-rotating pistons can be arranged; also, for example, the underside of each piston can be used to flush the upper cylinder halves. In principle, four-stroke operation is also possible. In the figures, an embodiment of the invention is shown. Fig. 1 shows a generator driven by an internal combustion engine with free-flying pistons in the longitudinal and Fig. 2 in cross section. An example has been chosen in which two two-stroke working flying pistons are arranged and the lower part of the piston is used for flushing. The two pistons are marked with 1 and 2, each of which has an annular recess 3 and 4 on its top and bottom, which generates the gas vortex required for sealing. The piston rod 5 connecting the two pistons is cylindrical in the area of the cylinder passages and has a quadruple gear rod 6 in its middle part. Since the cylinders 7 and 8 are identical, the reference numbers for the metabolic channels are only given once. Jas fresh gas rises over a controlled by membrane 9 suction pipe 10 into the cylinder space eingpführt untLrhalb of the piston and on the Ueberströmerweiterung 11 performs overall into the space above the piston. 2 The electrically controlled outlet takes place via the exhaust duct 12. The fuel is injected with a nozzle 13. The connecting housing 14, on which the two cylinders 7 and 8 are placed, carries the four reversing gears 15, 16, 17, 189 which mesh with the racks 19, 20, 21 and 22. The latter are firmly connected to the oscillating armature 23 of the generator. Jip centering is done solely by the gears. Upr oscillating armature moves to the flying piston (jeleniegen and induces electric current in the stationary stator windings 24 and 25.