DE2142208B2

DE2142208B2 - Ignition device for free piston internal combustion engines

Info

Publication number: DE2142208B2
Application number: DE2142208A
Authority: DE
Inventors: Anton Minneapolis Minn. Braun (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-24
Filing date: 1971-08-23
Publication date: 1975-10-23
Also published as: ZA714718B; GB1357957A; AU461892B2; FR2102376A2; FR2102376B2; AU3259371A; BR7105493D0; CH529922A; NL7111552A; CS164891B2; US3673999A; BE771550R; ES394470A2; CA930791A; DE2142208A1; SE384904B

Description

Aus der USA.-Patentschrift 3 446 197 ist eine Freikolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der die Zündvorrichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens innerhalb des Zylinders erfolgt. Bei der bekannten Vorrichtung ist an einer bestimmten Stelle des Zylinders ein Signalgeber angeordnet, der dann, wenn die Vorderkante des Kolbens diese Stelle erreicht, ein Signal zur Beaufschlagung der Zündvorrichtung abgibt.US Pat. No. 3,446,197 discloses a free-piston internal combustion engine known according to the preamble of claim 1, in which the ignition device takes place depending on the position of the piston within the cylinder. With the well-known A signal generator is arranged at a certain point on the cylinder, which then, when the When the front edge of the piston reaches this point, it emits a signal to activate the ignition device.

Hat der Kolben etwa infolge einer vorausgegangenen Fehlzündung, von Belastungsspitzen oder aus sonstigen Gründen keine ausreichende Energie, um bis zu der Stelle, an der sich der Signalgeber befindet, zurückzugelangen, so unterbleibt die nächste Zündung, und der Kolben verliert weiter an Energie, so daß die Maschine möglicherweise stehenbleibt. Tritt dagegen der Fall ein. daß der Kolben etwa infolge geringerer Belastung verhältnismäßig viel Energie hat und sich bei freier Bewegungsmöglichkeit wesentlich über diejenige Stelle hinaus bewegen würde, an der der Signalgeber sitzt, so erfolgt die stellungsabhängige, zwangläufige Beaufschlagung der Zündvorrichtung in einem der Kolbenenergic entsprechend zu frühen Zeitpunkt, so daß der Kolben durch die Zündung vorzeitig abgebremst wird und damit nutzbare Energie verlorengeht.Does the piston have a previous misfire, load peaks or run out for other reasons there is insufficient energy to reach the point where the signaling device is located, To get back, the next ignition does not take place and the piston continues to lose energy, like this that the machine may stop. However, if the case occurs. that the piston about as a result has a relatively high amount of energy under less stress and is significantly more energetic with freedom of movement would move beyond the point at which the signal transmitter is located, the position-dependent, inevitable application of the ignition device in one of the piston energies correspondingly too early Point in time, so that the piston is prematurely braked by the ignition and thus usable energy get lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung für Freikolbenmaschine!! zu schaffen, mit der sich nach jedem Koinpressionshub unabhängig davon, ob der Arbeitskolben längs seines Weges im Arbeitszylinder eine bestimmte Stellung erreicht, sicher und im jeweils optimalen Zeitpunkt der Kolbenbewcgung eine Zündung herbeiführen läßt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der Lehre des Patentanspruchs I.The invention is based on the object of an ignition device for free piston machines !! to accomplish, with which after each Koinpressionshub regardless of whether the working piston is along its Reaches a certain position in the working cylinder, ignition can be brought about safely and at the optimal point in time of the piston movement. This problem is solved according to the teaching of claim I.

Die erfindungsgernäße Zündvorrichtung vermitteltThe ignition device according to the invention mediates

Vorteil. dall im Falle eines Zundungsausfalls die Maschine nur vorübergehend an Leistung verliert und dünn wieder mit voller Leistung weiterarbeitet. Die Maschine erreicht ihre volle Leistung nach nur wenigen Hüben, auch wenn unmittelbar nach einem Zündungsausfail die zur Verfugung stehende Erergie geringer ist und der Arheitskolhen nur einen kürzeren Kompp'ssionshub ausführt, da bei jedem Arbeitshub des Kolbens die Verbrennung in einem \om Umkehrzeitpunkt abhangigen Moment ausgelost wird. Dadurch, daß die Zündung unabhängig von der Stellung des Kolbens im Arbeitszylinder erfolgt, wird die Verbrennungsenergieauf jeden Fall immer optimal in Bewegungsenergie umgesetzt, wobei gleichzeitig vermieden wird, daß die Maschine selbst bei gelegentlichem Zündungsausfall nicht stehenbleibt.Advantage. dall in the event of an ignition failure the Machine only temporarily loses performance and continues to work thinly at full power. the The machine reaches its full performance after just a few strokes, even if immediately after an ignition failure the available energy is lower is and the Arheitskolhen only a shorter one Kompp'ssionshub executes, since with every working stroke of the piston, the combustion is triggered at a moment that is dependent on the reversal point in time. Through this, that the ignition takes place independently of the position of the piston in the working cylinder, the combustion energy is increased in each case always optimally converted into kinetic energy, and at the same time avoided that the machine does not stop even with an occasional ignition failure.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Auslührungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by means of the preferred exemplary embodiments shown in the drawings explained in more detail below. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Freikolben-Brennkraftmaschine (im folgenden kurz als »'Freikolbenmaschine« bezeichnet) sowie der erfindungsgemäßen elektrischen Zündvorrichtung mit einem durch die Maschine betätigten Geschwindigkeits-Meßfühler, der das zur Zündung der Verbrennung verwendete elektrische Signal erzeugt,1 shows a schematic representation of a free-piston internal combustion engine (hereinafter referred to as "'free piston machine" for short) as well as the one according to the invention electrical ignition device with a speed sensor operated by the machine, which generates the electrical signal used to ignite the combustion,

Fig. 1 A eine vergrößerte Darstellung des Geschwindigkeits-Meßfühlers der Fig. 1.Fig. 1A is an enlarged view of the speed sensor of Fig. 1.

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung, bei der das elektrische Signal des Geschwindigkeits-Meßfühlcrs an einen Schmitt-Trigger geführt ist,Fig. 2 is a schematic representation of an electrical circuit according to the invention, in which the electrical signal of the speed sensor is fed to a Schmitt trigger,

Fig. 3 bis <i den elektrischen Spannungsverlanf an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig. 2.Fig. 3 to <i show the electrical voltage variation different points of the circuit of FIG.

Fig. 7 die schematische Darstellung einer zusätziiehen elektrischen Schaltung, die zusammen mit der Schaltung der Fig. 2 zur Unterstützung des Starts einer Freikolbenmaschine verwendet werden kann,7 shows the schematic representation of an additional electrical circuit, which together with the circuit of FIG. 2 to support the start of a Free piston machine can be used

Fig. 8 die Darstellung eines in tig. 7 schemalisch gezeigten Schalters,Fig. 8 shows the representation of an in tig. 7 schematically shown switch,

Fig. 9 bis 12 den Spannungsverlauf an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig. 2, wenn sie zusammen mit der Schaltung der Fig. 7 verwendet wird. 9 to 12 show the voltage waveform at various points in the circuit of FIG. 2 when it is used in conjunction with the circuit of FIG.

Fig. 13 die schematische Darstellung einer zusätzlichen elektrischen Schaltung, die zusammen mit den Schaltungen der Fig. 2 und 7 zur weiteren Unterstützung des Starts einer Freikolbenmaschine verwendet werden kann.13 shows the schematic representation of an additional electrical circuit, which together with the circuits of Figs. 2 and 7 for further assistance the start of a free piston machine can be used.

Fig. 14 eine dem Signalerzcugungs- und -eingangsteil der Fig. 2 ähnliche Schaltung, jedoch mit einer bevorzugten Widerstands-Kondensator- und Diodenschaltung mit dem auf die Geschwindigkeit ansprechenden Meßwertübertragcr oder Meßfühler zur Erzeugung des Eingangssignals für den .Schmitt-Trigger. 14 shows the signal generation and input part the circuit similar to FIG. 2, but with a preferred resistor-capacitor and Diode circuit with the measured value transmitter or sensor that responds to the speed to generate the input signal for the .Schmitt trigger.

Fig. LS in einem Diagramm die Abhängigkeit der Zündzeit von der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens und den Mittelwert der Spannung am Kondensator der Fig. 14 während des Betriebs der Maschine, undFig. LS in a diagram the dependence of Ignition time from the speed of the working piston and the mean value of the voltage across the capacitor 14 during operation of the machine, and

Fig. Ui in einem Diagramm die Spannungsänderung am Kondensator während des Starts der Maschine aus dem Stillstand.Fig. Ui in a diagram the voltage change on the capacitor during the start of the machine from standstill.

Die in fig. I gezeigte Freikolbenmaschine 13 enthält einen Arbeitskolben 14 und einen Kompressorkolben 19. die durch eine Kolbenstange 21 initeinander verbunden sind und gemeinsam eine bewegliche Arbeitseinrichtung bilden. Der Arbeitskolben 14 ist in einem innerhalb eines Gehäuses 25 der Freikolbenmaschine 13 befindlichen Arbeitszylinder 23 hin- und herbeweglich, so daß die Gase in einer innernalb des Arbeitszylinders 23 liegenden Brennkammer 27 abwechselnd expandiert und komprimiert werden. Ein Permanentmagnet 15 ist mit der Kolbenstange 21 verbunden und somit gemeinsam mit dem Arbeitskolben 14 beweglich. Am Gehäuse 25 der Freikolbenmaschine 13 ist bei der gezeigten Ausführungsform ein magnetisches Teil 20 fest angebracht. Das rnagnetisehe Teil 20 besteht aus einer Spule aus gut leitendem Draht, der auf magnetisches Material verhältnismäßig hoher Permeabilität und mit verhältnismäßig geringen Hystereseverlusten gewickelt ist. An den Klemmen 30 und 32 der Spule wird ein elektrisches Signal abge-The in fig. I free piston machine 13 shown includes a working piston 14 and a compressor piston 19. which are connected to one another by a piston rod 21 and together are movable Form work facility. The working piston 14 is in a housing 25 of the free piston machine 13 located working cylinder 23 reciprocable so that the gases in an innernalb des Working cylinder 23 lying combustion chamber 27 are alternately expanded and compressed. A Permanent magnet 15 is connected to piston rod 21 and thus together with the working piston 14 movable. In the embodiment shown, a is on the housing 25 of the free-piston machine 13 magnetic part 20 firmly attached. The magnetic Part 20 consists of a coil of highly conductive wire, which is relatively magnetic on material high permeability and is wound with relatively low hysteresis losses. At the terminals 30 and 32 of the coil an electrical signal is emitted.

•5 geben, das in noch zu beschreibender Weise der Schaltung der Fig. 2 zugeführt wird. Die Schaltung der Fig. 2 führt einer herkömmlichen Zündkerze ein elektrisches Signal zu, um die Verbrennung in der Freikolbenmaschine 13 zu zünden. Da das magnetisehe Teil 20 gegenüber dem Gehäuse der Freikolbenmaschine bei der Ausführungsform der Fig. 1 festliegt und der Magnet 15 mit dem Arbeitskolben 14 beweglich ist, bev/egen sich der Magnet 15 und das magnetische Teil 20 gegeneinander in der Freikolbenmaschine 13 hin und her.• 5 give that in a manner to be described Circuit of Fig. 2 is supplied. The circuit of Figure 2 introduces a conventional spark plug electrical signal to ignite the combustion in the free piston engine 13. Since the magnetisehe Part 20 with respect to the housing of the free piston machine in the embodiment of FIG. 1 is fixed and the magnet 15 is movable with the working piston 14, the magnet 15 and the magnetic one move Part 20 against each other in the free piston machine 13 back and forth.

Gemäß Fig. IA enthält der Permanentmagnet 15 einen ersten und zweiten Pol 16 bzw. 17. die durch einen Steg 18 miteinander verbunden sind. Das magnetische Teil 20 enthält einen ersten Arm 22 undAccording to FIG. 1A, the permanent magnet contains 15 a first and second pole 16 and 17, respectively, which are connected to one another by a web 18. The magnetic one Part 20 includes a first arm 22 and

einen zweiten Arm 24, die durch einen Mittelteil 26 befestigt sind, und zwar so. daß sie über die Pole 16 bzw. 17 des Permanentmagneten 15 hinweggeführt werden. Wie aus Fig. IA hervorgeht, ist die Spule 28 auf den Mittelteil 26 des magnetischen Teils 20 gewickelt, so daß der veränderliche Fluß vom Arm 22 durch den Mittelteil 26 zum Arm 24 auch durch die Spule 28 hindurchgeht und an den an den beiden Seiten der Spule 28 angebrachten Klemmen 30 und 32 eine Spannung induzier'.a second arm 24 attached by a central part 26 as follows. that they have pole 16 or 17 of the permanent magnet 15 are carried away. As can be seen from Fig. 1A, the coil is 28 wound on the central part 26 of the magnetic part 20 so that the variable flux from the arm 22 through the middle part 26 to the arm 24 also through the coil 28 and to the one on the two Clamps 30 and 32 attached to the sides of the coil 28 induce a voltage.

Der Magnet 15 und das magnetische Teil 20 bilden zusammen eine Meß- oder Fühleinrichtung für eine auf die Bewegung bezogene Kenngröße. Sie erzeugen zusammen mit der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung ein auf die Augenblicksgeschwindigkeit des Arbeitskolbens der Freikolbenmaschine bezogenes Signal. Die auf die Bewegung bezogene Kenngröße, die zur Erzeugung eines Signals für die erfindungsgemäße Schaltung gemessen wird, kann auch auf die Beschleunigung des Freikolbens oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung eines anderen mit diesem innerhalb der Maschine beweglichen Teil bezogen sein, die Kenngröße kann ferner aus einem durch den Arbeitskolben in der Maschine erzeugten Druck, einem durch die Bewegung eines Kolbens in der Maschine erzeugten Fluidstrom, einer von einem durch die Freikolbenmaschine angetriebenen Generator abgegebenen Spannung oder einer anderen Kenngröße bestehen, die auf die Bewegung des Arbeitskolbens oder einer anderen Masse innerhalb der Maschine bezogen ist. Die auf die Bewegung bezogene Kenngröße ist allgemein ein Parameter, der eine Anzeige der Bewegung des Freikolbens oder einer andelen Masse innerhalb der Maschine, die mit dem Arbeitskolben beweglich ist, ergibt, im Gegensatz zu einer bestimmten linearen Stellung des Kolbens oder dor anderen Masse. Die auf die Bewegung bezogene Kenngröße ist zu unterscheiden von einer Verschiebungs-Kenngröße, die direkt die Stellung oder lineareThe magnet 15 and the magnetic part 20 together form a measuring or sensing device for a parameter related to the movement. They generate together with the electronic according to the invention Switching on related to the instantaneous speed of the working piston of the free piston machine Signal. The characteristic variable related to the movement that is used to generate a signal for the inventive Circuit measured can also be based on the acceleration of the free piston or the speed or the acceleration of another part moving with this part within the machine The parameter can also be generated from one generated by the working piston in the machine Pressure, a flow of fluid created by the movement of a piston in the machine, one of a voltage output by the generator driven by the free piston machine or another Parameters exist that relate to the movement of the working piston or some other mass within the Machine is related. The characteristic quantity related to the movement is generally a parameter that is an indication the movement of the free piston or some other mass within the machine associated with the working piston is movable, results, in contrast to a certain linear position of the piston or dor other mass. The parameter related to the movement must be distinguished from a displacement parameter, the direct position or linear

Verschiebung des Freikolbens längs seines Wegs anzeigt. Beispiele für derartige Verschiebungs-Kenngrößen sind die Verschiebung oder Stellung mechanisch mit einem beweglichen Kolben innerhalb einer Freikolbenmaschine verbundener Teile und die spezifische Verschiebung oder augenblickliche Lage eines Nockenstößels, der auf einer am beweglichen Kolben innerhalb der Maschine befestigten Nockenfläche läuft.Indicates displacement of the free piston along its path. Examples of such displacement parameters are the displacement or position mechanical associated with a moving piston within a free piston machine and the specific Displacement or instantaneous position of a cam follower on a moving piston The cam surface attached within the machine runs.

Eine derartige auf die Bewegung bezogene Kenngröße wird zur Erzeugung eines elektrischen Steuersignals verwendet, das auf einer auf die Umkehrzeit bezogenen Arbeitscharakteristik beruht, d. h., das eine vorherbestimmte Beziehung zu der Zeit aufweist, zu der der Arbeitskolben seinen Kompressionshub beendet und bereit ist, den Arbeitshub in der Gegenrichtung zu beginnen. An diesem Umkehrpunkt ist die Kolbengeschwindigkeit wenigstens vorübergehend gleich Null. Das auf die Umkehrzeit bezogene Signal wird so dazu verwendet, die Verbrennung zu einem Zeitpunkt einzuleiten, der in einer gewünschten Zeitbeziehung zu dem Augenblick steht, zu dem der Arbeitskolben seine Bewegungsrichtung umkehrt, und zwar auch dann, wenn der Umkehrzeitpunkt von Hub zu Hub an unterschiedlichen linearen Stellungen des Aroeiskotbens auftritt.Such a parameter related to the movement is used to generate an electrical control signal is used which is based on an operating characteristic related to the reversal time, i.e. h., the one has a predetermined relationship with the time the power piston finishes its compression stroke and is ready to start the working stroke in the opposite direction. At this turning point is the Piston speed at least temporarily equal to zero. The signal related to the reversal time is thus used to initiate the combustion at a point in time that is in a desired time relationship stands at the moment at which the working piston reverses its direction of movement, and even if the point in time of reversal from stroke to stroke is at different linear positions of the Aroeiskotbens occurs.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ist ein veränderlicher Widerstand 34 zwischen die Klemme 30 und einen Verbindungspunkt 36 geschaltet. Ein Widerstand 38 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 36 und der Klemme 32, die Bestandteil einer gemeinsamen Leitung der Schaltung und an Masse angeschlossen ist. Der veränderliche Widerstand 34 und der Widerstand 38 bilden zwei Bestandteile eines Spannungsteilers, dessen Ausgangsspannung an dem Verbindungspunkt 36 abgenommen wird. Der Vetbindungspunkt In the circuit shown in Fig. 2, a variable resistor 34 is between terminals 30 and a connection point 36 is connected. A resistor 38 lies between the connection point 36 and of terminal 32, which forms part of a common line of the circuit and is connected to ground is. The variable resistor 34 and the resistor 38 form two components of a voltage divider, the output voltage of which is taken from the connection point 36. The connection point

36 ist mit einem weiteren Verbindungspunkt 37 verbunden. Die Anode einer ersten Diode 40 ist an den Verbindungspunkt 37. ihre Kathode ist an eine Spannungs-Eingangsklemme 42 angeschlossen, an die die positive Spannung einer Spannungsquelle geführt ist. Die Kathode einer zweiten Diode 44 ist mit dem Verbindungspunkt 37 verbunden, ihre Anode ist an die die Klemme 32 enthaltende gemeinsame Leitung der Schaltung angeschlossen. Durch die Diode 40 wird verhindert, daß die Spannung am Verbindungspunkt36 is connected to a further connection point 37. The anode of a first diode 40 is connected to the Junction 37. its cathode is to a voltage input terminal 42 connected to which the positive voltage of a voltage source is carried. The cathode of a second diode 44 is connected to the connection point 37, its anode is connected to the the common line of the circuit containing terminal 32 is connected. Through the diode 40 is prevents tension at the connection point

37 die an der Eingangsklemme 42 anliegende positive Spannung übersteigt, die Diode 44 verhindert, daß die Spannung am Verbindungspunkt 37 unter die Spannung der Klemme 32 absinkt. Die eine Seite eines Widerstands 46 ist an den Verbindungspunkt 37 angeschlossen, seine andere Seite ist mit einer Basis 48 eines npn-Transistors 50 verbunden. Der Kollektor 52 des Transistors 50 ist über einen Kollektorwiderstand 54 mit der Spannungseingangsklemme 42 verbunden. Der Emitter 56 des Transistors 50 ist über einen Emitter-Vorspannungswiderstand 58 an die gemeinsame Leitung der Schaltung angeschlossen. Der Emitter 74 eines weiteren Transistors 72 ist mit dem Emitter 56 des Transistors 50 und mit der einen Seite des Emitter-Vorspannungswiderstands 58 verbunden. Der Kollektor 76 des Transistors 72 ist über einen Kollektorwiderstand 78 an die Spannur.gseingangsklemme 42 angeschlossen, die Basis 80 des Transistors 72 ist über einen Widerstand 82 mit dem Kollektor 52 verbunden. Die Transistoren 50 und 72 bilden zusammen mit den mit ihnen verbundenen Vorspannungsschaltungen einen Schmitt-Trigger 83. Die Anode einer Diode 84 ist mil dein Kollektor 76 des Transistors 72 verbunden, ihre Kathode mit der Basis 86 eines Transistors 88. Der Emitter MU des Transistors 88 ist an die gemeinsame Leitung und sein KoI-lektor 92 über einen Kollcktorwidcrstand 94 an die Spannungseingangskleniine 42 angeschlossen. Ein Kondensator 96 verbindet den Kollektor 92 des Transistors 88 mit einem Verbindungspunkt 98. Die Kathode einer Diode 100 ist an den Verbindungspunkt 98 angeschlossen, ihre Anode an die gemeinsame Leitung der Schaltung. Die Diode 100 verhindert, dab die Spannung am Verbindungspunkt unter die Spannung der gemeinsamen Leitung absinkt.37 exceeds the positive voltage applied to the input terminal 42, the diode 44 prevents that the voltage at connection point 37 drops below the voltage at terminal 32. One side of one Resistor 46 is connected to connection point 37, its other side is connected to a base 48 an npn transistor 50 is connected. The collector 52 of the transistor 50 is across a collector resistor 54 is connected to the voltage input terminal 42. The emitter 56 of transistor 50 is over an emitter bias resistor 58 is connected to the common line of the circuit. Of the Emitter 74 of a further transistor 72 is connected to the emitter 56 of transistor 50 and to one side of the emitter bias resistor 58 is connected. The collector 76 of the transistor 72 is via a Collector resistor 78 to the voltage input terminal 42 connected, the base 80 of the transistor 72 is connected via a resistor 82 to the collector 52 connected. Transistors 50 and 72, along with their associated bias circuits a Schmitt trigger 83. The anode of a diode 84 is mil your collector 76 of the Transistor 72 is connected, its cathode to the base 86 of a transistor 88. The emitter MU of the transistor 88 is to the joint management and its KoI lector 92 to the Voltage input cycle 42 connected. A Capacitor 96 connects collector 92 of transistor 88 to a connection point 98. The cathode of a diode 100 is at the connection point 98, its anode to the common line of the circuit. The diode 100 prevents that the voltage at the connection point drops below the voltage on the common line.

Die Schaltung der Fig. 2 enthält zwei weitere Ein-The circuit of Fig. 2 contains two further inputs

'5 gangsklemmen 102 und 104, die einen herkömmlichen Gleichspannungswandler oder -umsetzer 106 mit einer nicht gezeigten Spannungsquelle, beispielsweise einer Zwölf-Volt-Batterie verbinden. Der Gleichspannungswandler 106 gibt an seinen Ausgangsklemmen 108 (positiv) und 110 (negativ) eine Spannung von 400 Volt ab. An die Klemmen 108 und 110 des Gleichspannungswandlers ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter oder Thyristor 112 angeschlossen, und zwar mit seiner Anode an die Klemme 1085 output terminals 102 and 104, which have a conventional DC voltage converter or converter 106 with a voltage source, not shown, for example a twelve-volt battery. The DC / DC converter 106 is at its output terminals 108 (positive) and 110 (negative) produce a voltage of 400 volts. To terminals 108 and 110 of the DC / DC converter is connected to a controlled silicon rectifier or thyristor 112, with its anode to terminal 108

^a5 und mit seiner Kathode an die Klemme 110. Der Steueranschluß des Thyristors 112 ist mit dem Verbindungspunkt 98 verbunden. Ein Kondensator 114 ist mit einer Seite an die Ausgangsklemme 108 und na it der zweiten an eine Klemme 116 der Primärwicklung 118 einer Zündspule 120 angeschlossen. Die Zündspule 120 ist herkömmlicher Bauart, wie sie bei der Kondensatorentladungs-Zündung verwendet wird. Die andere Klemme 122 der Primärwicklung 118 ist mit der gemeinsamen Leitung der Schaltung bzw. mit Masse verbunden. Die Klemme 126 der Sekundärwicklung 124 der Zündspule 120 liegt ebenfalls an Masse, während die andere Seite 128 der Sekundärwicklung zur Zündkerze 29 bzw. einer anderen bekannten, die Verbrennung herbeiführenden Einrichtung der Freikolbenmaschine geführt ist. ^a 5 and with its cathode to the terminal 110. The control connection of the thyristor 112 is connected to the connection point 98. One side of a capacitor 114 is connected to the output terminal 108 and, on the other, to a terminal 116 of the primary winding 118 of an ignition coil 120. The ignition coil 120 is of the conventional type used in capacitor discharge ignition. The other terminal 122 of the primary winding 118 is connected to the common line of the circuit or to ground. The terminal 126 of the secondary winding 124 of the ignition coil 120 is also connected to ground, while the other side 128 of the secondary winding is led to the spark plug 29 or another known device of the free-piston machine that induces combustion.

Im Betrieb bewegt sich der Magnet 15 mit dem Arbeitskolben der Freikolbenmaschine dauernd hin und her. Das magnetische Teil 20 ist am Gehäuse der Freikolbenmaschine angrenzend an den hin- und herbeweglichen Magneten 15 derart befestigt, daß die Arme 22 und 24 des magnetischen Teils 20 mit den Polen 16 bzw. 17 des Magneten 15 fluchten, während der Magnet 15 unter dem Teil 20 hin- und hergeführt wird. Wenn die Arme 22 und 24 über den Polen 16 und 17 liegen, so schließt sich ein magnetischer Kreis vom Pol 17 über den Arm 24, durch den Mittelteil 26, durch den Arm 22 zum Pol 16. Der genaue Abstand des magnetischen Teils 20 vom Magneten 15 ist abhängig von der gewünschten AusgangsspannungIn operation, the magnet 15 moves with the working piston the free piston machine continuously back and forth. The magnetic part 20 is on the housing of the free piston machine attached adjacent to the reciprocating magnet 15 so that the arms 22 and 24 of the magnetic part 20 are aligned with the poles 16 and 17 of the magnet 15, respectively, during the Magnet 15 is guided back and forth under part 20. When the arms 22 and 24 are over the poles 16 and 17 lie, a magnetic circuit closes from pole 17 via arm 24, through the middle part 26, through the arm 22 to the pole 16. The exact distance of the magnetic part 20 from the magnet 15 depends on the desired output voltage

der Spule 28. Bei größeren Abständen sind jedoch Änderungen der magnetischen Polstärke bei verschiedenen Magneten ohne merkliche Änderungen der Ausgangsspannung möglich. Das magnetische Teil 20 geht durch die Spule 28 hindurch, so daß zwischen den Klemmen 30 und 32 der Spule 28 eine Spannung induziert wird.of the coil 28. However, at greater distances, changes in the magnetic pole strength are at different Magnets possible without noticeable changes in the output voltage. The magnetic part 20 passes through the coil 28, so that between the terminals 30 and 32 of the coil 28 a voltage is induced.

Da die Flußänderung durch die Spule 28 proportional ist der Änderungsgeschwindigkeit der Überlappung zwischen den Polen 16 und 17 einerseits undSince the change in flux through the coil 28 is proportional to the rate of change of the overlap between poles 16 and 17 on the one hand and

ö5 den Armen 22 und 24 andererseits, ist die in die Spule 28 induzierte Spannung direkt proportional der Geschwindigkeit des Magneten 15 gegenüber der Spule 28. Der Verlauf der in die Spule 28 induzierten Span-ö5 arms 22 and 24, on the other hand, is the one in the spool 28 induced voltage directly proportional to the speed of the magnet 15 with respect to the coil 28. The course of the voltage induced in the coil 28

Ί 42Ί 42

llung ist in I-iμ. 3 gezeigt. Bevoi die Anne 22 und 24ühi:i ilen Polen 16 bzw. 17 liegen, wird keine Spannung in die Spule 28 indu/ierl.llung is in I-iμ. 3 shown. Bevoi the Anne 22 and 24ühi: if poles 16 or 17 are located, there is no tension in the coil 28 indu / ierl.

Wenn die Arme 22 und 24 übet die Pole 16 um: 17 gelangen, so fließt unmittelbar ein Nuß \oni Pol 5 17. durch <.icn Arm 24, den Mittelteil 26 um! den Arm 22 /um Pol 16. .Ic nach der relativen Geschwindigkeit des Magneten 15 und des Teils 20 wird ein Spannungssprung bestimmte; Amplitude in die Spult- 28 induziert. Zur Steuerung der Zündung der Ve ihren- ^;o nung in öcr Freikolbenmaschine ist das Teil 20 in der Nahe des Endes des Hubs des Arbeitskolbens angeordnet, d. h. in der Nähe des obeien oder inneren Totpunktes des Arbeilskolbenv Durch diese Anordnung wird die Erzeugung de: gewünschten Signale sowohl '3 am Ende eines Arbeitshubs nominier Tange als auch bei kürzeren Hüben gewählleistet, die wahrend des Starts oder infolge einer Fehlzündung oder c'ifics Zündaussetzers auftreten konp.cn.When the arms 22 and 24 übet the poles 16 to: reach 17, flows directly a nut \ Pol 5 17 oni by <.icn arm 24, the central portion 26 about! the arm 22 / around the pole 16. .Ic according to the relative speed of the magnet 15 and the part 20, a voltage jump is determined; Amplitude induced in the coil 28. Ihren- for controlling the ignition of ^{Ve; o} voltage in öcr free-piston engine, the part 20 is arranged near the end of the stroke of the working piston, that is in the vicinity of the obeien or inner dead center position of the Arbeilskolbenv By this arrangement, the generation of en: desired signals both '3 nominated at the end of a working stroke and selected for shorter strokes that occur during start-up or as a result of a misfire or misfiring konp.cn.

In der Nähe des Endts des Sibeitskoibenluihs sink! au die in die Spule 28 indu/ieitc Spannung langsam vom anfänglichen positiven Wert des Sprungs auf Null und steigt in negativer Richtung, wenn der Arbeitskoiben und damit der Magnet 15 langsamer werden, anhalten und gegenüber der Spule 28 ihre Bewegungsrichtung ^a5 umkehren. Wennsich die Pole 16 und 17 aus der Stellung unterhalb der Arme 22 und 24 herausbewegen, so tritt keine Flußänderung mehr ein, und die in die Spule 28 induzierte Spannung üillt sprungartig aul Null. " " 3"Near the end of the Sibeitskoibenluihs sink! au the voltage induced in the coil 28 slowly from the initial positive value of the jump to zero and increases in the negative direction when the working cylinder and thus the magnet 15 slow down, stop and reverse ^{their direction of movement a} 5 with respect to the coil 28. When the poles 16 and 17 move out of the position below the arms 22 and 24, there is no longer any change in the flux and the voltage induced in the coil 28 suddenly drops to zero. "" 3 "

Die von der Spule 28 abgegebene Spannung, deren Verlauf in Fig. 3 dargestellt ist, wird der elektrischen Schaltung der Fig. 2 zugeführt. Mit Hilfe der Spannungsteilerwiderstände 34 und 38 wird liiese Spannung zunächst herabgesetzt. Fin fester Anteil dieser Spannung, der von der Große der Widerstände 34 und 38 abhängig ist. tritt an dem Verbindungspunkt 36 auf. Durch Einstellung des veränderlichen Widerstands 34 kann der genaue Zeitpunkt der Zündung in gewissen Grenzen gesteuert werden.The voltage emitted by the coil 28, the course of which is shown in FIG. 3, is fed to the electrical circuit of FIG. With the help of the voltage divider resistors 34 and 38, this voltage is first reduced. Fin fixed portion of this voltage, which depends on the size of the resistors 34 and 38. occurs at connection point 36. By setting the variable resistor 34 , the exact time of ignition can be controlled within certain limits.

Die am Verbindungspunkt 36 auftretende Spannung wird einem Schmitt-Trigger 83. d. h. der Basis 48 des normalerweise nicht leitenden Transistors 50 zugeführt. Duich den Sprung der in Fig. 3 gezeigten Spannung zum Zeitpunkt T. wird der Transistor 50 durchgeschaltet, da die Spannung an der Basis 48 des Transistors 50 die Spannung am Emitter 56 des Transistors 50 um mehr als die zum Durchschalten des Transistors erforderliche Basis-Emitter-Spannung übersteigt. Wenn der Transistor 50 beginnt, leitend zu werden, so beginnt die Spannung zwischen dem Kollektor 52 und dem Emitter 56 des Transistors 50 schnell auf die Kollektor-Emitter-Restspannung von etwa 0,8 Volt (bei Siliziumtransistoren) abzufallen. The voltage occurring at the connection point 36 is fed to a Schmitt trigger 83, ie the base 48 of the normally non-conductive transistor 50. Due to the jump in the voltage shown in FIG. 3 at the time T. The transistor 50 is switched through, since the voltage at the base 48 of the transistor 50 exceeds the voltage at the emitter 56 of the transistor 50 by more than the base-emitter required to switch the transistor through -Voltage exceeds. When the transistor 50 begins to become conductive, the voltage between the collector 52 and the emitter 56 residual voltage collector-emitter of the transistor 50 begins quickly to about 0.8 volts (for silicon transistors) decrease.

Der Transistor 72 des Schmitt-Triggers 83 ist normalerweise leitend. Wenn jedoch der Transistor 50 beginnt leitend zu werden, so wird der Basisstrom für den Transistor 72 durch den Transistor 50 nach Masse geshuntet und der Transistor 72 führt weniger Strom. Dadurch sinkt der Strom durch den Emitterwiderstand 58 ab, so daß auch die Spannung am Widerstand 58 geringer wird. Dadurch wird die Spannung am Emitter 56 des Transistors 50 abgesenkt und die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 50 steigt an, so daß dieser stärker leitend wird. Dieser Vorgang setzt *j sich fort, bis der Transistor 50 voll durchgeschaltet ist. Ist dieser Zustand erreicht, so ist die Kollektor- Emitter-Restspannung oder -Sättigungsspannung des transistors 50 etwa gleich der notwendigen Basis-I mitte!-Spannung des Transistors 72. Damit ist die Spannung am Basiswiderstand 82 zu gering, um einen fiasisstrom durch den Transistor 72 /u treiben, so daß dieser abgeschaltet wird. The transistor 72 of the Schmitt trigger 83 is normally conductive. However, when transistor 50 begins to conduct, the base current for transistor 72 is shunted to ground by transistor 50 and transistor 72 conducts less current. As a result, the current through the emitter resistor 58 drops, so that the voltage across the resistor 58 also drops. As a result, the voltage at the emitter 56 of the transistor 50 is lowered and the base-emitter voltage of the transistor 50 rises, so that it becomes more conductive. This process continues until transistor 50 is fully turned on. Once this state has been reached, the residual collector-emitter voltage or saturation voltage of transistor 50 is approximately equal to the necessary base-I middle! 72 / u drive so that it is switched off.

1st der TranMstoi 72 voll durchgcschaltet. so ist die Spannung an seinem Kollektor 76 wegen der Kollektor- Kinitler-RestMiaiwHing des Transistors 72 und des durch den Widerstand 58 fließenden Stroms in positiver Richtung etwas größer als die Massespannung. Wild de! Transistor 50 durchgeschaltet und der Transistor 72 ausgeschaltet, so steigt die Spannung am Kollektor 76 sehneil auf die Spannung der Eingangsklemme 42 an. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 4 als Zeil V₁ bezeichnet. Wenn der Arbeiiskolben das Ende seines Hubs und damit die Gesehwindigkeil Null erreicht. IaIIi die von der Spule 28 abgegebene Spannung aul Null (Fig. 3). Zur Zeit 7- reicht dk Spannung am Verbindungspunkt 36 nicht mehr aus Jen Transistor 50 im durchgeschalteten Zustand zl haiten, so daß die Spannung um Kollektor 52 dei Transistors 50 zu steigen beginnt. Durch diesen Spannungsanstieg im Kollektor 52 wird der Transistor 72 in lien leitenden Zustand gebracht, bis schließlich dei Transistor 50 wieder abgeschaltet und der Transistoi 72 durchgeschaltet ist. Somit erreicht die Spannung am Kollektor 76 des Transistors 72 zum Zeitpunkt 7, wieder den .Spannungspegel der gemeinsamen Leitung b/.w. Massepotentiai.If the TranMstoi 72 is fully switched on. so the voltage at its collector 76 is somewhat greater than the ground voltage in the positive direction because of the collector-kinitler-RestMiaiwHing of the transistor 72 and the current flowing through the resistor 58. Wild de! When transistor 50 is switched on and transistor 72 is switched off, the voltage at collector 76 rises to the voltage at input terminal 42 . This point in time is designated as line V ₁ in FIG. 4. When the working piston reaches the end of its stroke and thus the visual wind wedge zero. IaIIi the voltage delivered by the coil 28 to zero (Fig. 3). At time 7, the voltage at connection point 36 is no longer sufficient to keep transistor 50 in the through-connected state, so that the voltage around collector 52 of transistor 50 begins to rise. This increase in voltage in the collector 52 brings the transistor 72 into a conductive state until finally the transistor 50 is switched off again and the transistor 72 is switched on. Thus, the voltage at the collector 76 of the transistor 72 at time 7 again reaches the voltage level of the common line b / .w. Ground potentials.

Dadurch, daß der Transistor 50 zum Zeitpunkt 7", durchgeschaltet und zum Zeitpunkt 7\ ausgeschaltet wird, wird am kollektor 76 des Transistors 72 ein Spannungsimpuls erzeugt. Dieser Spannungsimpuls wird der Diode 84 zugeführt, durch die zwischen dem Kollektor 76 des Transistors 72 und der Basis 86 des Transistors 88 eine Spannungsverlagerung eintritt Die Spannung an der Basis 86 liegt daher näher an der Massespannung, wenn der Transistor 72 leitend ist.Because transistor 50 is switched on at time 7 ″ and switched off at time 7 \ is, a voltage pulse is generated at the collector 76 of the transistor 72. This voltage pulse is fed to the diode 84, through which between the collector 76 of the transistor 72 and the base 86 of the Transistor 88 a voltage shift occurs. The voltage at base 86 is therefore closer to the ground voltage when transistor 72 is conductive.

Der Transistor 88 ist normalerweise abgeschaltet, da der dem Transistor 88 über den Widerstand 78 zugcfüiirte Basisstrom über den normalerweise leitenden Transistor 72 geshuntet ist. Wird jedoch dei Transistor 72 zum Zeitpunkt 7, abgeschaltet, so daC die Spannung am Kollektor 76 des Transistors 72 in Richtung zu der an der Spannungseingangsklemme 42 anliegenden Spannung anzusteigen beginnt, so wird der Transistor 88 leitend, und die Spannung am Kollektor 92 des Transistors 88 fällt von der Spannung an der Eingangsklemme 42 etwa auf die Spannung auf der gemeinsamen Leitung der Schaltung ab. Zui Zeit T₇, wenn der Transistor 72 wieder durchgeschaltet wird, wird der Transistor 88 nicht leitend und die Spannung am Kollektor 92 steigt wieder auf die Spannung der Eingangsklemme 42. Der Transistor 88 in vertiert also die am Kollektor 76 dies Transistors 11 auftretenden Spannungsimpulse (Fig. 5). The transistor 88 is normally switched off, since the base current supplied to the transistor 88 via the resistor 78 is shunted via the normally conducting transistor 72. If, however, transistor 72 is switched off at time 7, so that the voltage at collector 76 of transistor 72 begins to rise in the direction of the voltage applied to voltage input terminal 42 , transistor 88 becomes conductive and the voltage at collector 92 of transistor 88 drops from the voltage at input terminal 42 to approximately the voltage on the common line of the circuit. At time T ₇ , when transistor 72 is turned on again, transistor 88 becomes non-conductive and the voltage at collector 92 rises again to the voltage at input terminal 42. Transistor 88 thus inverts the voltage pulses occurring at collector 76 of transistor 11 ( Fig. 5).

Da der Kondensator 96 in Reihe mit dem Widerstand 94 und der Steueranschluß-Masse-Impedani des Thyristors 112 liegt, wird der Kondensator 9i etwa auf die Spannung der Eingangsklemme 42 aufgeladen. Wenn die am Kollektor 92 des Transistor; 88 zur Zeit T₁ auftretende negative vordere Flanke dem Kondensator 96 zugeführt wird, so kann die ar ihm liegende Spannung sich nicht augenblicklich ändern, so daß die Spannung am Verbindungspunkt 98 unter die Massespannung absinkt (Fig. 6). Da die< durch die Diode lftO verhindert wird, entlädt sich deiSince the capacitor 96 is in series with the resistor 94 and the control connection ground impedance of the thyristor 112, the capacitor 9i is charged approximately to the voltage of the input terminal 42. When the at collector 92 of the transistor; 88 at the time T ₁ occurring negative leading edge is fed to the capacitor 96, the voltage lying on it cannot change instantaneously, so that the voltage at the connection point 98 drops below the ground voltage (FIG. 6). Since the <is prevented by the diode lftO, the dei discharges

509 543/326509 543/326

Kondensator 9ft zur Zeil V₁ schnell durch ilen mnleitenden Transistor 88 und in Durchlaßrichtung durch die Diode 100. Zur /eit V. ist der Kondensator völligentladen. Wenn die am Kollektor 92 des Transistors 88 /ur Zeit 1\ auftretende positive hintere Hanke dem Kondensator 96 zugeführt wird, so kann sieh desse Spannung wiederum nicht augenblicklich andern, so daß am Verbindungspunkt 98 ein positiv er Spannungssprungauftritt (l'ig. 6). Durch diesen positiven Spannungssprung wird die Diode 100 inlolge ihrer Polarität nicht leitend und erzeugt den Triggerstrom. der notwendig ist. um den Thyristor 112 durchzuschalten.Capacitor 9ft to line V ₁ quickly through a conductive transistor 88 and in the forward direction through diode 100. At V, the capacitor is completely discharged. If the positive trailing edge occurring at the collector 92 of the transistor 88 / ur Zeit 1 \ is fed to the capacitor 96, its voltage cannot change immediately, so that a positive voltage jump occurs at the connection point 98 (Fig. 6). As a result of this positive voltage jump, the diode 100 becomes non-conductive due to its polarity and generates the trigger current. which is necessary. to switch the thyristor 112 through.

Wenn der Thyristor 112 leitet, liegen der Kondensator 114 und die Primärwicklung 1IS der Zündspule 120 miteinander in Reihe und der Strom durch die Zündspule 120 steigt, wie hei herkömmlicher Z.iindschaltungen. schnell oszillatorisch an. Dieser schnelle Stromanstieg wird dann in herkömmlicher Weise durch die Sekundärwicklung 124 der Zündspule 120 auf die Zündkerze übertragen.When the thyristor 112 conducts, the capacitor is lying 114 and the primary winding 1IS of the ignition coil 120 in series and the current through the ignition coil 120 increases, as with conventional ignition circuits. rapidly oscillatory. This rapid increase in current is then performed in a conventional manner transmitted through the secondary winding 124 of the ignition coil 120 to the spark plug.

Durch Einstellung des Widerslands 34 des Spannungsteilers (Widerstände 34 und 38) kann über die Änderung des Zeitpunkts, zu dem der Transistor 50 ausgeschaltet wird, der Zündzeitpunkt genau eingestellt werden. Wird der Widerstand des Widerstands 34 verringert, so wird dem Schmitt-Trigger 83 ein größerer Teil der zwischen den Klemmen 30 und 32 anliegenden Spannung zugeführt. Durch diese größere Spannung wird der Zeilpunkt verzögert, zu dem die an der Basis 48 des Tiansistors 50 anliegende Spannung ausreichend abgesenkt wird, um den Transistor 50 durch die Regeneration des Schmitt-Triggers 83 auszuschalten. Durch Verringerung des Widerstands des Widerstands 34 wird also der Zündzeitpunkt verzögert. Umgekehrt liegt bei einem höheren Wert des Widerstands 34 ein geringerer Anteil der zwischen den Klemmen 30 und 32 liegenden Spannung am Widerstand 38 an. so daß der Transistor 50 zu einem früheren Zeitpunkt abgeschaltet wird. Durch Verringerung des Widerstands 34 tritt also die Zündung zu einem früheren Zeitpunkt auf. Die Zeitsteuerung kann also so variiert werden, daß die Verbrennung auf ein gewünschtes Zeitintervall vor der Kolbenumkehr oder der Geschwindigkeit Null des Arbeitskolhens getriggert werden kann. DieserTriggerpunkt tritt auf. wenn das elektrische Signal, das der Geschwindigkeit des Arbei'skolbens proportional ist. um einen vorherbestimmten Anteil unterhalb seines Maximalwertes abgesunken ist (7, in Fig. 3). z. B. auf den Wert zur Zeit T, in Fig. 3.By setting the contradiction 34 of the voltage divider (resistors 34 and 38), the ignition point can be set precisely by changing the point in time at which the transistor 50 is switched off. If the resistance of resistor 34 is reduced, a larger part of the voltage between terminals 30 and 32 is fed to Schmitt trigger 83. This higher voltage delays the point at which the voltage applied to the base 48 of the transistor 50 is sufficiently lowered to switch off the transistor 50 by the regeneration of the Schmitt trigger 83. The ignition timing is thus delayed by reducing the resistance of the resistor 34. Conversely, if the value of the resistor 34 is higher, a smaller proportion of the voltage between the terminals 30 and 32 is applied to the resistor 38. so that transistor 50 is turned off at an earlier point in time. By reducing the resistance 34, the ignition occurs at an earlier point in time. The timing can therefore be varied so that the combustion can be triggered at a desired time interval before the piston reversal or the zero speed of the working piston. This trigger point occurs. when the electrical signal is proportional to the speed of the working piston. has fallen by a predetermined proportion below its maximum value (7, in Fig. 3). z. B. to the value at time T in FIG. 3.

Zweckmäßigerweise wird beim Starten einer Freikolbenmaschine der Arbeitskolben wesentlich langsamer vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt gebracht als während des Betriebs der Maschine. Da der Geschwindigkeits-Meßfühier der Fig. 1 hei Arbeitsgeschwindigkeit Ausgangsspannungen der richtigen Höhe erzeugt und diese direkt proportional der Arbeitsgeschwindigkeit abnimmt, ist während des ersten Starthubs des Arbeitskolbens die von der Spule 28 abgegebene Ausgangsspannung annähernd gleich Null. Das heißt, die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens beträgt, wenn er sich während des ersten Hubs vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt, größenordnungsmäßig etwa ', ,„„ der normalen Maximalgschwindigkeii. Daher wird die Flußänderungsgeschwindigkeit in der Spule 28, wenn sie am Magneten 15 vorbeigeführt wird, ebenfalls beträchtlich verringert Didier ist wahruni des eisten Siarthubs des Arbcilskolbens in der Freikolbenmaschine die von der Spule 28 abgegebene Ausgangsspannung nicht ausreichend, der, Schmitt-Trigger 83 /v betreiben, und zwar auch dünn nicht, wenn sie direkt der Basis 48 des Transistors 50 zugeführt wird llinzu kommt, daß während der ersten Hube der Maschine die Maximalgeschw indigkeit des Arbeitskolbens kontinuierlich bis zur Maximalgeschwindigkeit während des Norrnalhetriebs ansteigt. Die Maximalaniplitudc der von der Spule 28 abgegebenen Ausgangsspannung ist daher wählend dei ersten Arbeitszyklen ebenfalls herabgesetzt. Es ist festgestellt worden daß die Maxiinalspannung während dei erster, Hube, wenn sie durch die •5 Widerstände 34 und 38 aufgeteilt wird, höchstwahrscheinlich geringer ist als die zum Betrieb des Schmitt-Triggers 83 benötigte Spannung, so daß der Schmitt-Trigger während der eisten Hübe nicht arbeiten kann. Zur Lösung dieser Schwierigkeit kann die Schaltung der Fig. 7 verwendet werden, bei der ein großer Widerstand 130 zwischen die Spannungseingangsklemme 42 und einen Verhindungspunkt 132 geschaltet ist. Zwischen den Verbindungspunkt 132 und die gemeinsame Leitung (Masse) ist ein Kondcnsalor 134 geschaltet. Der Widerstand 130 und der Kondensator 134 sind so gewählt, daß sich eine extra lange Zeitkonstante ergibt, beispielsweise in der Größenordnung von ' ■ ₁₀ bis 1 Sekunde. Zwischen den Verhindungspunki 132 und einen Vcrbindungs- oder Fingangspunki 70 ist ein Schalter 136 geschaltet. Zwischen dem Verbindungspunkt 70 und der Basis 68 eines Transistors 60 liegt ein Basiswiderstand 66. Der Transistor 60 liegt parallel zu dem Transistor 50 der Hg. 2. wobei der Kollektor 62 des Transistors 60 mit dem Kollektor 52 und der F-mittcr 64 des Transistors 60 mit dem Emitter 56 des Transistors 50 verbunden ist Die eine Seile eines Widerstands 139 ist an den Verbindungspunkt 70 angeschlossen, seine andere Seite an die gemeinsame Leitung. Der Wert des Widerstands 139 ist. verglichen mit dem des Widerstands 130. gering.When a free-piston machine is started, the working piston is expediently brought from bottom dead center to top dead center much more slowly than during operation of the machine. Since the speed measuring guide of FIG. 1 generates output voltages of the correct magnitude at working speed and this decreases in direct proportion to the working speed, the output voltage emitted by the coil 28 is approximately zero during the first starting stroke of the working piston. This means that the speed of the working piston, when it moves from bottom dead center to top dead center during the first stroke, is of the order of about ',, "" the normal maximum speed. Therefore, the Flußänderungsgeschwindigkeit in the coil 28, when it is moved past the magnet 15 is also considerably reduced Didier is wahruni of Eisten Siarthubs of Arbcilskolbens in the free-piston engine, the output from the coil 28 output voltage is not adequate, the Schmitt trigger 83 / operate v , and not even thin if it is fed directly to the base 48 of the transistor 50 linzu comes that during the first stroke of the machine, the maximum speed of the working piston increases continuously to the maximum speed during normal operation. The maximum amplitude of the output voltage emitted by the coil 28 is therefore also reduced during the first working cycles. It has been found that the maximum voltage during the first stroke, when divided by the resistors 34 and 38, is most likely less than the voltage required to operate the Schmitt trigger 83, so that the Schmitt trigger during the most Strokes can't work. The circuit of FIG. 7, in which a large resistor 130 is connected between the voltage input terminal 42 and a disconnection point 132, can be used to solve this problem. A capacitor 134 is connected between the connection point 132 and the common line (ground). The resistor 130 and the capacitor 134 are chosen so that an extra long time constant results, for example in the order of magnitude of ₁₀ to 1 second. A switch 136 is connected between the prevention point 132 and a connection or entry point 70. A base resistor 66 is located between the junction 70 and the base 68 of a transistor 60. The transistor 60 is parallel to the transistor 50 of FIG is connected to the emitter 56 of the transistor 50. One line of a resistor 139 is connected to the connection point 70, its other side to the common line. The value of resistor 139 is. compared to that of resistor 130th. low.

Im Betrieb lädt sich der Kondensator 134 über den Widerstand 130 auf und Speichen die an der Eingangsklemme 42 anstehende Spannung. Während des ersten Stanhuhs der Maschine i>t der Schalter 136 geschlossen, und die Spannung des Kondensators 134 entlädt sich schnell über den Widerstand 139. Während der Entladung des Kondensators 134 wird dem Eingangspunkt 70 des Transistors 60 ein positiver Impuls zugeführt (Zeit V, in Fig. 4). Da der Transistoi 60 parallel zum Transistor 50 geschaltet ist und dei durch die Entladung des Kondensators 134 erzeugte Spannungsimpuls ausreichend hoch ist, um den Tran sistor 60 durchzuschalten, arbeitet der Schmitt-Trig ger 83 in der gleichen Weise wie oben beschrieben wobei der Transistor 50 zeitweilig durch den Transi stör60ersetzt ist. Die Kurven der Fig. 9bis 12 zeiget die Spannungen und Zeitbczichungen während diese Arbeitsphase im Vergleich zu den entsprechende! Spannungen und Zeitbeziehungen in den Fig. 3 bi (S während des Normalbetriebs. wenn die Maschim mit voller Geschwindigkeit läuft.In operation, the capacitor 134 charges through the resistor 130 and spokes at the input terminal 42 pending voltage. Switch 136 is used during the first standstill of the machine is closed, and the voltage of capacitor 134 rapidly discharges through resistor 139. During the discharge of the capacitor 134 is the input point 70 of the transistor 60 a positive pulse supplied (time V, in Fig. 4). Since the Transistoi 60 is connected in parallel with transistor 50 and generated by the discharge of capacitor 134 The voltage pulse is high enough to turn on the Tran sistor 60, the Schmitt-Trig works ger 83 in the same way as described above with the transistor 50 temporarily through the transi stör60 is replaced. The curves of Figures 9 through 12 show the tensions and timings during this work phase compared to the corresponding ones! Voltages and time relationships in FIGS. 3 bi (S during normal operation. When the Maschim running at full speed.

Fig. 8 zeigt die Art und Weise, in der der Schalte 136 geschlossen wird. Der Schalter 136 besteht au ^fi5 einem Reed-Schaltcr mit einem Glaskolben 140 un< magnetisch betätigbaren Kontakten 142 und 144. Ei Magnet 146, der siel·, von dem Magneten 15 der Fig. unterscheidet, ist ebenfalls mit dem Arbeitskolben deFig. 8 shows the manner in which switch 136 is closed. The switch 136 is au ^fi 5 a reed Schaltcr with a glass bulb 140 un <magnetically actuated contacts 142 and 144. Egg magnet 146 that fell · by the magnet 15 of FIG. Differs, is also with the working piston de

I reikolbenmaschine lim- und herbeweglich befestigt. und /war so nahe am Schalter 136, daß die Kontakte 142 und 144 während eines Teils des Hubs des Arbeitskolbens magnetisch betätigt werden, /wischen dem Magneten 146 und dem Schalter 136 ist ein Streifen 145 aus magnetischem Material angebiaclit. Wenn die Freikolbenmaschine mit der richtigen Geschwindigkeit läuft und die Schaltung der I ig. 7 abgeschaltet werden soll, so kam: der Streifen 145 beispielsweise pneumatisch /wischen den Magneten 146 und den Schalter 136 gebracht werden, so daß die Kontakte 142 und 144 des Schalters 136 durch den Magneten 146 nicht geschlossen weiden können. Der Streuen 145 ist jedoch nicht unbedingt notwendig, weil de; Widerstandswert ties Widerstands 139 im Vergleich /u dem des Widerstands 130 gering ist und weil die Zeitkoristante des Widerstands 130 und des Kondensators 134 über 0,1 see beträgt, während die normale llulveit der Freikolbenmaschine in der Größenordnung von 0,001 see liegt. Somit ist während eines Hubs nicht genügend Zeit vorhanden, um am Kondensator 134 eine Spannung aufzuhauen, und der Kondensator 134 wild über den Widerstand 139 während jedes Zyklus entladen. Daher wird während des ersten 1 lubs der Maschine der Transistor 60 nicht leitend. Der Streifen 145 ist jedoch zur Verlängerung der Lebensdauer des Sehalters 136 zweckmäßig.I attached lim- and float machine. and / was so close to switch 136 that the contacts 142 and 144 are magnetically actuated / wipe during part of the stroke of the power piston a strip 145 of magnetic material is attached to the magnet 146 and the switch 136. if the free piston machine at the right speed runs and the circuit of the I ig. 7 is to be switched off, so came: the strip 145 for example pneumatically / wipe the magnet 146 and the switch 136 are brought so that the contacts 142 and 144 of the switch 136 cannot be closed by the magnet 146. The scatter 145 is not absolutely necessary because de; Resistance value ties resistance 139 in comparison / u that of resistor 130 is low and because the time constant of resistor 130 and the capacitor 134 over 0.1 seconds, while the normal llulveit of the free piston machine is in the order of magnitude of 0.001 see. This means that there is not enough time to spend on the capacitor during a stroke 134 to build up a voltage, and the capacitor 134 wildly across the resistor 139 during discharged every cycle. Therefore, transistor 60 does not conduct during the first 1 lub of the machine. However, the strip 145 is useful for extending the life of the holder 136.

Da der Schalter 136 während des ersten Starthubs durch die Kolbenbewegung selbst geschlossen wird, wird der Zündfunke gegenüber dem Schiießmoment des Schalters 136 etwas verzögert. Diese geringe Verzögerung beeinträchtigt jedoch die Arbeitsweise der Maschine nicht, da sich der Arbcitskülben während des ersten Starthubs nur langsam bewegt.Since the switch 136 is closed during the first start stroke by the piston movement itself, the ignition spark is somewhat delayed compared to the closing moment of switch 136. This slight delay however, does not affect the operation of the machine, as the work piece during of the first start stroke only moved slowly.

Fig. 1 3 zeigt eine weitere zusätzliche Schaltung, die zusammen mit der Schaltung der Fig. 7 und N zur weiteren Unterstützung des Starts der Freikolbenmaschine verwende! werden kann, um die Schwierigkeit der Signale verminderter Amplitude der Spule 28 während der ersten Arbeitszyklen der Maschine zu überwinden. Die Schaltung der Fig. 13 enthält zwei Einiiangsklemmen 150 und 152. Zwischen die Eingangsklemme 150 und einen Verbindungspunkt 156 ist ein Widerstand 154 geschaltet. Zwischen dem Verbindungspunkt 156 und der Eingangsklemme. 152 liegt ein Kondensator 158, wobei die Eingangsklemme 152 wieder an die gemeinsame Leitung der Schaltung angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt 156 ist ferner an die Basis 160 eines Transistors 162 angeschlossen. Der Kollektor 164 des Transistors 162 ist über einen Widerstand 166 mit dem Verbindungspunkt 36 der Fig. 2 verbunden. Die Eingangsklemmen 150 und 152 werden durch eine von der Maschine erzeugte elektrische Spannung gespeist, so daß diese Spannung erst mit voller Amplitude anliegt, nachdem die Maschine die richtige Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat.Fig. 1 3 shows another additional circuit that together with the circuit of FIGS. 7 and N for the further Use support for starting the free piston machine! can be to the difficulty of the decreased amplitude signals of the coil 28 during the first working cycles of the machine overcome. The circuit of Fig. 13 includes two terminal blocks 150 and 152. Between the input terminal 150 and a connection point 156, a resistor 154 is connected. Between the connection point 156 and the input terminal. 152 is a capacitor 158, the input terminal 152 being connected to the common line of the Circuit is connected. The connection point 156 is also connected to the base 160 of a transistor 162 connected. The collector 164 of the transistor 162 is connected to the connection point 36 of FIG. 2 via a resistor 166. The input terminals 150 and 152 are fed by an electrical voltage generated by the machine, so that this Voltage is only applied with full amplitude after the machine has reached the correct working speed Has.

Während des Starts der Maschine ist der Transistor 162 nicht leitend und der Widerstand 38 bildet allein den einen Schenkel des aus den Widerständen 34 und 38 bestehenden Spannungsteilers der Fig. 2. Hierdurch ergibt sich ein erstes Spannungsteilungsverhältnis. Nach den ersten Arbeitszyklen der Maschine, wenn die von der Spule 28 abgegebene Spannung ihre richtige Amplitude erreicht hat, kann ein niedrigeres Spannungsteilerverhältnis verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt hat auch die von der Maschine erzeugte elektrische Spannung eine Höhe erreicht, bei der der Transistor 162 leitend bzw. durchgeschaltet wird. Bei leitendem Transistor 162 liegt der Widerstand 166 parallel zu dem Widerstand 38, so daß der Widerstandswer! dieses Schenkels lies Spannungsteilers vcrringert wird und sich damit das gewünschte geringere Spannungsteilerverhällnis ergibt. Bei der Wahl des Widerstands muß das während der ersten Arbeitszyklen der Maschine notwendige Verhältnis beachtet werden. So kann durch entsprechende Wahl des Widerstands 166 das Spannungsteilerverhältnis für den Normalbetrieb der Maschine herabgesetzt werden.During the start of the machine, the transistor 162 is not conductive and the resistor 38 forms alone one leg of the voltage divider of FIG. 2, which consists of resistors 34 and 38. As a result a first voltage division ratio results. After the first working cycles of the machine, when the voltage emitted by the coil 28 has reached its correct amplitude, a lower voltage can be used Voltage divider ratio can be used. At this point it also has the one generated by the machine electrical voltage reaches a level at which the transistor 162 is conductive or switched through. at Conducting transistor 162, resistor 166 is parallel to resistor 38, so that the resistors! this leg let the voltage divider be reduced and thus the desired lower voltage divider ratio results. When choosing the Resistance must take into account the ratio necessary during the first working cycles of the machine will. Thus, by appropriate selection of the resistor 166, the voltage divider ratio for the Normal operation of the machine can be reduced.

Steht eine von der Freikolbenmaschine abgegebeneIf there is a dispensed from the free piston machine

elektrische Spannung nicht zur Verfugung, so kann die Schaltfunktion des Transistors 162 auch durch ei-electrical voltage is not available, so may the switching function of transistor 162 also by a

•5 neu mechanischen Schalter erreicht weiden. Ein derartiger Schalter kann durch ein gedämpftes Drosselklappenventil betätigt werden, das in der Abgasleitung der Maschine so angeordnet ist, daß, wenn da:· Abgas anzeigt, daß die Maschine in Betrieb ist, das Drosselklappenventil durch die hindurchströmendeii Abgase geöffnet wird und die Schaltfunktion de* Transistors 162 auf mechanische Weise vorgenommen wird.• 5 new mechanical switches reached willow. One of those Switch can be operated by a damped throttle valve, which is in the exhaust pipe the engine is so arranged that if there: · Exhaust gas indicates that the engine is in operation, the Throttle valve through which exhaust gases flowing through is opened and the switching function de * Transistor 162 is made in a mechanical manner.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen die Schaltung und die Arbeitsweise einer bevorzugten R-C-Diodenschaltung, durch die der Spannungsteiler im linken Teil dei Fig. 2 ersetzt werden kann. Gemäß Fig. 14 ist dit Spule 28, die die der augenblicklichen Geschwindigkeit des Arbeitskolbens proportionalen elektrischer Signale erzeugt, mit ihrer Klemme 32 über eine Parallelschaltung an Masse bzw. die gemeinsame Leitung; geführt. Der eine Zweig der Parallelschaltung enthält einen Kondensator 170, der andere eine Reihenschaltung aus einem festen Widerstand 171 und einem va-14 to 16 show the circuit and the mode of operation of a preferred R-C diode circuit, by which the voltage divider in the left part of FIG. 2 can be replaced. According to FIG. 14, dit Coil 28, which has the electrical proportional to the instantaneous speed of the working piston Signals generated with their terminal 32 via a parallel connection to ground or the common line; guided. One branch of the parallel circuit contains a capacitor 170, the other a series circuit from a fixed resistor 171 and a va-

.',5 riablen Widerstand 172. Die andere Klemme 30 dei Geschwindigkeitsmeßspule 28 ist über eine Diode 173 an ilen Eingang 37 des Schmitt-Triggers 83 angeschlossen, der schem.'itisch mit gestrichelten Linier angedeutet ist.. ', 5 variable resistor 172. The other terminal 30 dei Speed measuring coil 28 is connected to a diode 173 connected to ilen input 37 of the Schmitt trigger 83, which is schematically indicated with dashed lines.

Wie bei der Schaltung der Fig. 2 sind die Dioder 40 und 44 zwischen die positive Spannungseingangsklemme 42 und den Verbindungspunkt 37 am Eingang des Schmitt-Γ riggers bzw. zwischen den Verbindungspunkt 37 und Masse geschaltet. Die Dioden 4( und 44 haben im wesentlichen die gleiche Funktior wie bei der Schaltung der Fig. 2. Die Diode 44 verhindert darüber hinaus, daß an den Verbindungspunk· 37 unerwünschte transiente Signale gelangen, die ir der R-C-Schaltung erzeugt werden könnten.As with the circuit of Figure 2, diodes 40 and 44 are between the positive voltage input terminal 42 and the connection point 37 at the entrance of the Schmitt rig or between the connection point 37 and connected to ground. The diodes 4 (and 44 have essentially the same function as in the circuit of Fig. 2. The diode 44 also prevents that at the connection point · 37 unwanted transient signals arrive which could be generated in the R-C circuit.

Fig. 15 zeigt die Beziehungen zwischen der KoI bengeschwindigkeit und der Spannung an verschiede nen Punkten. Die Kurve 174 gibt die augenblicklicht Geschwindigkeit des Kolbens wieder, und zwar begin nend an einem Punkt A, der dem äußeren Umkehr oder Totpunkt entspricht, an dem die Kolbenge schwindigkeit gleich Null ist, unmittelbar bevor de Kolben reversiert und seinen Kompressionshub be ginnt. Die Kolbengeschwindigkeit erreicht dann wan rend des Normalbetriebs verhältnismäßig schnell eii Maximum bei B, während dein Kolben in bekannte Weise eine Rückkehrenergie zugeführt wird. Wäh rcnddes weiteren Kompressionshubs, währenddessei das Gemisch in der Brennkammer komprimiert ~'ird nimmt die Kolbengeschwindigkeit von ihrem Nwxi malwcrl bei B ab und erreicht schließlich bei C dei Wert Null, der dem inneren Umkehrpunkt am Endi des Kompressionshubs und beim Beginn des Arbeits hubs entspricht. Die Kolbengeschwindigkeit steigFig. 15 shows the relationships between the piston speed and the tension at various points. The curve 174 reflects the instantaneous speed of the piston, beginning at a point A, which corresponds to the outer reversal or dead center, at which the piston speed is zero, immediately before the piston reverses and its compression stroke begins. The piston speed then reaches a maximum at B relatively quickly during normal operation, while the piston is supplied with return energy in a known manner. During the further compression stroke, during which the mixture is compressed in the combustion chamber, the piston speed decreases from its Nwxi timeswcrl at B and finally reaches zero at C , which corresponds to the inner turning point at the end of the compression stroke and at the beginning of the working stroke. The piston speed increases

21 42 20δ21 42 20 δ

dann während des Arbeitshubs in der anderen Richtung schnei! an. erreicht ihr Maximum bei D u:ui geht dann wieder am äußeren Umke.h.- oiler Totpunkt des Kolbens, im Diagramm bei /·.". auf Nu:! zurück.then snow in the other direction during the working stroke! at. reaches its maximum at D u: ui then goes back to Nu :! at the outer Umke.h.- oiler dead point of the piston, in the diagram at / ·. ".

Während des Normalhetriehs entspricht der AHmilutwert des Mittelwerts der Spannung am Kondens;-.-ior 170 der Linie 176 in Mg. '5. d. h. ihrem Ab-uviC 178 von der horizontalen Ad^c des Diagramms. Die tatsächliche Spannung an der Spule 28 ändert sich im wesentlichen gemäß der Kur\e 174. da sie stet·· Jet Momentangeschwindigkeit de·· Kolbens proportional ist. Wenn die Spannung, die durch die negative Wirspannung am Kondensator 170 verringert wird, ein dem Funkt R auf der Kurve 174 entsprechendes Maximum oder einen bestimmten Wert entsprechend einem etwas vor B liegender! Punk! erreicht, so wird der Schmitt-Trigger in der oben beschriebenen Weise umgeschaltet. Wenn die am Punkt 37 (Fig. 2 und !-Ii anliegende Spannung um einen vtherhestimmten Anteil von ihrem Maximalwert abfällt (Κ''^Λ· ihrem etwas niedrigeren vorgewählten Wert), so schaltet ik-i Schmitt-Trigger in den Zustand, in dem in der Brennkammer der Maschine ein Zündfunke erzeugt vird Dieser Zündpunkt ist in Fig. 15 bei /längs der Bewegungsbahn des Kolbens gezeigt. Die Linie 180 dieser Figur und ihr Abstand 182 von der Achs·:· des Diagramms stellen die gewünschte vorherbestimmte verminderte Geschwindigkeit (bzw. das der Geschwindigkeit entsprechende Signal) dar. hei der ..icr Schmitt-Trigger die Zündung herbeiführt.During normalcycling, the AHmilut value of the mean value of the voltage across the condenser; -.- ior 170 corresponds to line 176 in Mg. '5. ie their ab- uviC 178 from the horizontal ad ^ c of the diagram. The actual voltage at the coil 28 changes essentially according to the curve 174, since it is constantly proportional to the instantaneous speed of the piston. If the voltage, which is reduced by the negative voltage on capacitor 170, reaches a maximum corresponding to point R on curve 174 or a certain value corresponding to a value slightly before B ! Punk! reached, the Schmitt trigger is switched in the manner described above. If the voltage present at point 37 (Fig. 2 and! -Ii drops by a certain percentage from its maximum value (Κ '' ^Λ · its slightly lower preselected value), ik-i Schmitt trigger switches to the state in which An ignition spark is generated in the combustion chamber of the engine This ignition point is shown at / along the path of movement of the piston in Fig. 15. The line 180 of this figure and its distance 182 from the axis of the diagram represent the desired, predetermined reduced speed (resp . the signal corresponding to the speed). That is, the ..icr Schmitt trigger brings about the ignition.

Fig. 16 zeigt, wie der Mittelwert 184 der Spannung am Kondensator 170 allmählich in negativer Vorspannrichtung ansteigt, während die Maschine aus dem Stillstand startet (auf der linken Seite des Diagramms) und (auf der rechten Seite des Diagramms) ihren Normalbetrieb erreicht. Der Momentanwert der Spannung am Kondensator 170 ändert sich gemäß der Kurve 186 entsprechend der Zeitkonstanten der R-C-Sehaltung. 16 shows the mean value 184 of the voltage across capacitor 170 gradually increasing in the negative bias direction as the machine starts from rest (on the left side of the graph) and reaches normal operation (on the right side of the graph). The instantaneous value of the voltage on capacitor 170 changes according to curve 186 in accordance with the time constants of the RC setting.

Wenn die Maschine zum ersten Mal zündet, so ist, wie im linken Teil der Fig. 16 gezeigt, der Mittelwert der Spannung am Kondensator 170 gleich Null. Der Zündpunkt bei Fin Fig. 15 liegt gegenüber dem Umkehrpunkt des Kolbens entsprechend später, d. h. weiter von der Maximalgeschwindigkeit B djs Kolbens entfernt und näher am Umkehrpunkt C als der normale Zündpunkt während des Dauerbetriebs. Während die Maschine in ihren Normalbetrieb beschleunigt, steigt der Mittelwert der Spannung am Kondensator 170 gemäß Fig. 16 in negativer Richtung an. Der Zündzeitpunkt wi.d daher progressiv vorgeschoben.When the engine ignites for the first time, as shown in the left-hand part of FIG. 16, the mean value of the voltage on capacitor 170 is zero. The ignition point at Fin Fig. 15 is correspondingly later than the reversal point of the piston, ie further away from the maximum piston speed B djs and closer to the reversal point C than the normal ignition point during continuous operation. While the machine is accelerating into its normal operation, the mean value of the voltage across capacitor 170 rises in a negative direction as shown in FIG. 16. The ignition point is therefore advanced progressively.

Es ist festgestellt worden, daß, um einen optimalen Betrieb der Maschine zu erreichen, der Zündfunke in manchen Fällen überspringen sollte, wenn die Kolbengeschwindigkeit nur um etwa 1(1% von der Maximalgeschwindigkeit während des Kompressionshubs (B in Fig. 15) abgefallen ist, d. h., beträchtlich vor dem Punkt, an dem die Kolbengeschwindigkeit während der Kolbenumkehr beim Deginn des Arbeitshubs (C in Fig. 15) auf Null abfällt. Um ein so frühzeitiges Signal von der Schaltung der Fig. 2 zu erhalten, muß das Spannungsteilerverhältnis des Spannungsteilers dieser Schaltung verhältnismäßig hoch sein, so daß dem Schmitt-Trigger eine unverwünscht niedrige EingangsKpannung zugeführt wird und die Spannung zur Zündung eines Funkens zu gering sein könnte. Bei der Schaltung der Fig. 14 v.ird dagegen an dei R-C-Paralleischaltung eine Spannung erzeugt, ceren Mittelwert proportional der mittleren Maschinengcschwindigkeit ist. Diese Spannung wird dem Grschwindigkeitssignal der Spule 28 derart hinzuaddiert.It has been found that, in order to achieve optimal operation of the engine, the spark should in some cases skip when the piston speed has dropped by only about 1 (1% from the maximum speed during the compression stroke (B in Fig. 15), ie considerably in front of the point at which the piston speed decreases during piston reversal in Deginn of the working stroke (C in Fig. 15) to zero. in order to obtain such an early signal from the circuit of Fig. 2, the voltage dividing ratio of the voltage divider has this Circuit can be relatively high, so that the Schmitt trigger is supplied with an undesirably low input voltage and the voltage to ignite a spark could be too low Mean value is proportional to the mean machine speed. This voltage is added to the speed signal of the coil 28 in this way rt.

JaU das Signa! de<~ Spule 28 negativ \oryespunnt v, ird.Yes, the Signa! de <~ coil 28 negative \ oryespunnt v, ird.

d.h.. die Spannung am Kondensator 170 v.ird voni.e. the voltage on the capacitor 170 v. is from

vier Siüüaispannung an der Spule 28 abgezogen.four Siüüaisvoltage on the coil 28 withdrawn.

Bei einer Fehlzündung oder einem ZündaussetzerIn the event of a misfire or a misfire

^:c :a!lt die Amplitude des Geschwindigkeitssignals an der Spule 28 ab. Wählt man jedoch die Zeilkonsf ante lie.s R-C-TeUs der Schaltung der Fig. 14 si,. daB sie üleich oder kurzer ist als die mechanische Zeitkonstante der Maschine, so wird die negative Vorspan- ^{: c} : a! detects the amplitude of the speed signal at the spool 28. If, however, one chooses the Zeilkonf ante lie.s RC-TeUs of the circuit of Fig. 14 si ,. that it is equal to or shorter than the mechanical time constant of the machine, the negative preload

^:5 nung am Schmitt-Trigger-Eirigang durch die mittlere Spannung am Kondensator 170 augenblicklich ■· ermindert oder sie entfällt ganz. Damit wird auch be: reduziertem Signal von der Spule 28 gewährleiste! daß das vom Verbindungspunkt 37 dem Schmitt-Trii;-tier /ugeführte Signal zur Zündung eines Funken- ausreicht, und /.war in einer wirkungsvollen /eitbe/ie hung zu dem Unikehrmoment am Ende des nächste;: Kompressionshubs nach der Fehlzündung. ^: 5 The voltage at the Schmitt-Trigger-Eirigang is immediately reduced by the mean voltage on the capacitor 170 or it is completely eliminated. This also guarantees a reduced signal from the coil 28! that the signal passed to the Schmitt-Trii; animal from connection point 37 was sufficient to ignite a spark, and /. was in an effective preparation for the moment of unicorning at the end of the next;: compression stroke after the misfire.

Beispielsweise können bei der Schaltung _Kk: For example, in the case of the circuit _K k:

Fig. 14 der Kondensator 170 einen Wert von 12 ui . der Widerstand 171 einen Wert von 22(H) Ohm _ιπκ·; der veränderliche Widerstand 172 einen Maximalwert von K)(K)O Ohm haben.14, capacitor 170 has a value of 12 µl. the resistor 171 has a value of 22 (H) Ohm _ιπκ ·; the variable resistor 172 have a maximum value of K) (K) O ohms.

Die Arbeitsweise des zusammen mit der Lingangsschaltung der Fig. 14 verwendeten Schmitt-Triggers ist im wesentlichen ähnlich der Arbeitsweise· des an Hand der Fig. 2 beschriebenen.The operation of the together with the input circuit 14 is essentially similar to the operation of the an Hand of Fig. 2 described.

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde zwar an Hand einer Funkenzundungs-Freikolbenmaschine erläutert, die Arbeitsprinzipien der vorliegenden Erfindung können jedoch auch bei nach dem Dieselprinzip arbeitenden Maschinen angewendet werden. Bei Dieselmaschinen kann die die Verbrennung herbeiführende Einrichtung ein Kraftstoffeinspritzsystem sein, wobei die erfindungsgemäße elektrische Schaltung die Kraftstoffpumpe des Einspritzsystems steuert. Ferner kann das Arbeilsprinzip der vorliegenden Erfindung auch bei Schichtfüllungsmaschinen angewendet werden, wo sowohl das Funkenzündungs- als auch das Einspritzsystem entsprechend gesteuert werden. Das Funkenzündungssystem wird zwar bevorzugt, die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.While the preferred embodiment of the present invention was made using a spark ignition free piston engine explained, the operating principles of the present invention can, however, also apply to machines operating according to the diesel principle be applied. In the case of diesel engines, the device causing the combustion can be Be a fuel injection system, the electrical circuit according to the invention being the fuel pump of the injection system controls. Furthermore, the working principle of the present invention can also be used in Stratification filling machines are applied where both the spark ignition and injection systems are used controlled accordingly. While the spark ignition system is preferred to the invention however, it is not limited to this.

Ferner ist auch die Erfindung nicht auf die Verwen-Furthermore, the invention is not limited to the use

5" dung eines Schmitt-Triggers beschränkt. Statt dessen können auch jegliche auf eine Spannungshöhe ansprechenden Triggereinrichtungen mit einem Hystereseverhalten verwendet werden. Beispielsweise kann ein Differenzverstärker verwendet werden, wobei einem Eingang des Verstärkers ein Schwellwert-Bezugssignal zugeführt wird und dem anderen Eingang die Spannung vom Verbindungspunkt 37 der Fig. 2. Der Vorteil eines Schmitt-Triggers gegenüber einem Differenzverstärker liegt darin, daß der Schmitt-Triggcr ein besseres Hystereseverhalten zeigt. Bei einer Hysterese von nur wenigen Zehntel Volt kann deshalb der Schmitt-Trigger nicht durch auftretende Störspannungen sofort wieder in seinen vorherigen Zustand zurückgeschaltet werden, wenn die Eingangs-5 "to a Schmitt trigger. Instead Any trigger devices that respond to a voltage level and have a hysteresis behavior can also be used be used. For example, a differential amplifier can be used, with one A threshold reference signal is fed to the input of the amplifier and the other input the voltage from junction 37 of FIG. 2. The advantage of a Schmitt trigger over a Differential amplifier lies in the fact that the Schmitt-Triggcr shows a better hysteresis behavior. With a hysteresis of only a few tenths of a volt, therefore the Schmitt trigger does not immediately return to its previous state due to interference voltages switched back when the input

^e5 spannung am Schmitt-Trigger einmal einen ausreichenden Wert zur Änderung des Zustands de; Ausgangs erreicht hat. Das heißt, wenn der Transistor 50 der Fig. 2 leitet und die Spannung an der Basis ^e 5 voltage at the Schmitt trigger once a sufficient value to change the state de; Output has reached. That is, when transistor 50 of FIG. 2 conducts and the voltage at the base

interhalb den Wert fällt der nmu, r Transistor 50 im leitenden _ZuS"anT If der Transistor SO nicht leitend t sspannung des Schmitt-Triggers L! -ΐ t unmittelbar danach ein Störfm^s _sod_aß d e abspannung wieder die Spannung übersfei ' otwend,g _Bt, den Transistor SO im leitenden Z_u I zu halten, so verhindert die Hvster^ λ .itt-Triggers, daß durch den Stö^p'uS Z a£ _5SIgnal weder geändert wird. Dagegen wtde^ 16 inter half the value of the NMU, r transistor 50 does not fall in the conductive _ZuS "ANT If the transistor SO conductively t sspannung of the Schmitt trigger L! -ΐ the tension T immediately thereafter Störfm ^ s _as d _a ß de bracing again übersfei 'otwend the Hvster ^ λ .itt trigger ^ 16 to keep g _Bt, the transistor in the conducting sO Z _u I, as prevented from being changed by the Stö p'uS ^ £ Z a _5SI gnal contrast, neither wtde.

einem Differenzverstärker durch < der Ausgang desselben in einen and .'.etzt. Da Störimpulse normaler« Dauer sind, würde das Ausgangssigi Verstärkers sofort in seinen andere schaltet. Daher könnte der Differ folge der einlaufenden Welle überl; nungen eine Reihe von impulsen a dies durch die Hysterese eines Sehr hindert wird.a differential amplifier <the exit of the same into another. '. Since glitches are more normal « Are permanent, the original si amplifier would immediately switch to its other switches. Therefore, the difference could follow the incoming wave überl; a series of impulses through the hysteresis of a very is prevented.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Ignition circuit for free-piston internal combustion crane machines with a working piston that can be moved freely to and fro in a working cylinder, a working stroke in one direction being immediately followed by a coinpression stroke in the opposite direction, further with an ignition device for initiating combustion in the working cylinder, with a sensing device which a fixed relative to the working cylinder member and be coupled with this back as a function of the piston movement and-forth movably element comprises and a caused by the mutual coupling of the two elements as a result of S ¹ · Kolber.iiewegung. Signal generated, as well as with a control circuit which receives the signal generated by the sensing device at its input and emits a control signal for actuating the ignition device at its output, characterized in that the two elements (15, 20) of the sensing device are designed so that they are coupled to one another during a substantial part of the working piston stroke containing the end of the Konipressionshubs, and that the control circuit generates the control signal at a point in time which depends on the instantaneous value of the movement speed of the working piston (! 4) and in a specific relationship to the reversal point in time of the working piston on The end of the compression sleeve stands.

2. Ignition circuit according to claim 1, characterized in that the fixed element (20) of the Sensing device contains a coil (28) in which the Signal is generated, and in series with an adjustable R-C link. that a parallel connection comprises a resistor (171, 172) and a capacitor (170), and a diode (173) is connected to the input of the control circuit (83, 88).

3. Ignition circuit according to claim 1, characterized in that the fixed element (20) of the Sensing device includes a coil (28) with a first resistor (34) and a second Resistor (38) is connected in series. wherein the output voltage tapped at the second resistor (38) is at the input of the control circuit (83, 88).

4. Ignition circuit according to claim 2 or 3, da- 5 "characterized in that the control circuit (83.88) contains a trigger (83) which then, if the voltage at the input of the control circuit exceeds a specified response value, supplies the control signal to a control input (98) of the ignition device (112, 120).

5. Ignition circuit according to claim 4, characterized in that the trigger consists of one Schmitt trigger (83) exists.

fi. Ignition circuit according to Claim 4 or 5, characterized characterized in that the control circuit is connected to the output of the trigger (83) contains inverting pulse amplifier (88), which has a capacitance (96) with the Control input (98) of the ignition device (112.120) and - additionally via a rectifying one Diode! 100) - is connected to a common point (32) of the control circuit.

7. Ignition circuit according to one of Claims 3 to 6. characterized in that in support the start of the free piston internal combustion engine a controllable closed during normal operation of the free-piston internal combustion engine Switch (162) and a voltage ratio upon closing the switch (162) reducing third resistor (166) in series with one another and in parallel with the second resistor (38) are.

8. Ignition circuit according to claim ⁷ . characterized in that the controllable switch consists of a transistor (162).

¹ J. Ignition circuit according to Claim 7 or 5, characterized in that to further support the start of the free-piston internal combustion engine "a fourth resistor (130) and a capacitance (134) between an electrical voltage source (42) and the common point (32) ° of the control circuit (83, 38) are connected in series with one another, and that the output voltage of the capacitor (134) can be fed to the trigger (83) via a switch (136) which can be operated by the internal combustion engine first starting stroke of the free piston internal combustion engine is applied.