DE3043825A1 - Expansionsmaschine, insbesondere freikolben-stirling-maschine, mit hydrodynmaischem schmiersystem - Google Patents

Expansionsmaschine, insbesondere freikolben-stirling-maschine, mit hydrodynmaischem schmiersystem

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DE3043825A1 DE19803043825 DE3043825A DE3043825A1 DE 3043825 A1 DE3043825 A1 DE 3043825A1 DE 19803043825 DE19803043825 DE 19803043825 DE 3043825 A DE3043825 A DE 3043825A DE 3043825 A1 DE3043825 A1 DE 3043825A1
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Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Die Erfindung betrifft eine Expansionsmaschine mit wenigstens einem Zylinder, in welchem ein Kolben hin und herführbar und um seine Achse verdrehbar ist, wobei ein gasförmiges Medium teilweise in einen Teil des Zylinders hinein und teilweise aus dem Zylinder herausströmt, zu welchem Zweck Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Medium vorgesehen sind. Bei einer derartigen Expansionsmaschine kann es sich beispielsweise um eine Freikolben-Stirling-Maschine mit einem Verdrängerkolben und einem Arbeitskolben handeln, welche in zusammenwirkenden Zylindern hin und hergehen.
Ein Hauptvorteil der Freikolben-Stirling-Maschine besteht darin, daß das Arbeitsgas innerhalb der Maschine vollkommen abgedichtet werden kann, um seine Verschmutzung bzw. Leckverluste zu verhindern. Eine Schmierung der Kolben einer derartigen Freikolben-Expansionsmaschine mit herkömmlichen Schmiermitteln wie beispielsweise Schmieröl und Fett ist nicht durchführbar, da derartige Schmiermittel verdampfen, sich dadurch mit dem Arbeitsgas vermischen und dessen Wirksamkeit herabsetzen.
Um die Lebensdauer derartiger Maschinen zu verländern und ihren Verschleiß und ihre Wartung zu verringern, ist es jedoch durchaus erwünscht, auch derartige Maschinen zu schmieren.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Expansionsmaschine der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß eine hydrodynamische Schmierung der Kolben mittels der gasförmigen Medien möglich ist, welche auf die Kolben beim Betrieb einwirken bzw. von den Kolben bearbeitet werden, wobei insbesondere an ein derartiges Schmiersystem für eine Freikolben-Stirling-
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Maschine gedacht ist. Desgleichen will die Erfindung ein Verfahren zur Schmierung eines in einem Zylinder hin und hergehenden und dabei verdrehbaren Kolbens angeben.
Eine erfindungsgemäße Expansionsmaschine der eingangs genannten Art ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben rund um ihn herum mehrere Turbinenflächen ausgebildet sind und daß wenigstens eine der Öffnungen für das Medium sich in den Zylinder hinein öffnet und derart angeordnet und ausgebildet ist, daß einem Strom des Mediums eine derartige Richtung erteilbar ist, daß er auf die Turbinenflächen des Kolbens auftrifft und diesen derart beaufschlagt, daß eine Drehung des Kolbens um seine Achse erzielbar ist und ein Teil des Mediums zwecks hydrodynamischer Schmierung um seinen Mantel mitreißbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Schmiersystem für eine Freikolben-Stirling-Masehine ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in und rund um wenigstens einen der Kolben mehrere Turbinenflächen ausgebildet sind und daß wenigstens eine der Öffnungen für das Arbeitsgas in der Wandung wenigstens eines der Zylinder derart angeordnet und ausgebildet ist, daß der Strom des Arbeitsgases gegen die Turbinenflächen leitbar ist und dem Kolben ein mittleres Drehmoment erteilbar ist, wodurch infolge des erzielten Turbinen-Effektes dem ersten Kolben ein das Arbeitsgas als hydrodynamische Gasschmierung rund um seinen Umfang mitreißender Drall erteilbar ist.
In verfahrensmäßiger Hinsicht schlägt die Erfindung vor, daß dem Kolben ein derartiges Drehmoment erteilt wird, daß seine Drehung
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ausreicht, um einen Teil des Arbeitsgases längs seiner Mantelfläche mitzureißen und dadurch diese Mantelfläche von der Zylinderwandung zu trennen.
Erfindungsgemäß wird daher dem Kolben ein Drehmoment erteilt, welches ausreicht, daß er sich mit einer ausreichenden Winkelgeschwindigkeit dreht und dabei längs seines Außenmantels einen Teil des Arbeitsmediums mitreißt, welches auf den Kolben einwirkt oder von diesem beaufschlagt wird. Diese Schicht des Arbeitsmediums trennt die Innenwandung des Zylinders von der an ihr entlanggleitenden Außenwandung des Kolbens.
Insbesondere wird das Drehmoment dadurch erzielt, daß während des Einlasses oder des Auslasses des Arbeitsmediums ein Turbinen-Effekt erzeugt wird. Dem Kolben wird das gewünschte Drehmoment dabei dadurch erteilt, daß das in den Zylinder eintretende oder den Zylinder verlassende Arbeitsgas derart gegen den Kolben geleitet wird, daß ein Turbinen-Effekt erzeugt wird, durch welchen der Kolben in Drehung versetzt wird.
Zweckmäßigerweise sind in der Zylinderwandung rund um den oder die Kolben Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen ausgebildet. Turbinenflächen wie beispielsweise Schaufeln oder die Wandungen von Schlitzen sind in gewissen Abständen voneinander rund um den oder die Kolben ausgebildet. Die Öffnungen für das Arbeitsgas sind dabei derart angeordnet, .daß während des Normalbetriebes der Maschine das Arbeitsgas durch die Öffnungen hindurchströmt und periodisch auf die Turbinenflächen auftrifft, um dem Kolben eine auf seinen Umfang wirkende Kraftkomponente zu erteilen.
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Durch geeignete Anordnung der Öffnungen in vielen Vorrichtungen oder Maschinen wie beispielsweise der Freikolben-Stirling-Maschine kann der Normalbetrieb der Maschine ohne Störungen aufrecht erhalten werden, während gleichzeitig durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine hydrodynamische Schmierung mit ihren überragenden Vorteilen erzielbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der beiliegenden Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert; es zeigt
Fig.l eine schematische Darstellung einer Freikolben-Stirling-Maschine in erfindungsgemäßer Ausbildung im Axialschnitt;
Fig.2 einen Schnitt durch Fig.l längs der Linie 2-2 zur Darstellung der Unterseite des Verdrängerkolbens;
Fig.3 eine Draufsicht auf den Arbeitskolben aus Fig.l als Schnitt durch Fig.l längs der Linie 3-3;
Fig. 1^ einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausbildung der GasÖffnungen in der Zylinderwandung;
Fig.5 ein die Arbeitsweise des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellendes Diagramm;
Fig.6 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausbildung eines Verdrängerkolbens; und
Fig.7 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der Erfindung.
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Pig.l zeigt eine Freikolben-Stirling-Maschine mit einem ■Verdrängerkolben 10 und einem Arbeitskolben 12, welche in einem einzigen Zylinder 14 hin und hergehen.
Bei der dargestellten Maschine wird Wärme an ihrem Ende 16 zugeführt und von ihrem Zwischenbereich Ib entnommen. Daher besitzt die Maschine neben ihrem gekühlten Bereich lS einen Kompressionsraum 20 und neben ihrem erhitzten Ende 16 einen Expansionsraum 22, wobei diese beiden Räume an den einander gegenüberliegenden Enden des Verdrängerkolbens 10 ausgebildet sind. Die Maschine besitzt Öffnungen 24, welche mit dem Expansionsraum 22 in Verbindung stehen, und Öffnungen 26, welche mit dem Kompressionsraum 20 in Verbindung stehen. Diese öffnungen 24 und 26 stehen über einen herkömmlichen Regenerator 2δ miteinander in Verbindung«
Die Maschine arbeitet in herkömmlicher Weise, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist. Im Expansionsraum und im Kompressionsraum ist jeweils ein Arbeitsgas enthalten, welches abwechselnd durch den Verdrängerkolben 10 in den erhitzten Espansionsraum 22 und den gekühlten Kompressionsraum 20 gepreßt wird. Durch die abwechselnde Erhitzung und Abkühlung des Arbeitsgases wird dieses Gas abwechselnd expandiert und damit sein Druck erhöht bzw. komprimiert und damit sein Druck gesenkt. Durch diese abwechselndaaDruckveränderungen wird der Arbeitskolben hin und her geführt, während gleichzeitig der Verdrängerkolben genau synchron damit hin und her geht. Da die grundlegende Arbeitsweise der Freikolben-Stirling-Maschine in der einschlägigen Literatur eingehend beschrieben ist, erübrigt sich hier jede weitere Beschreibung.
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Erfindungsgemäß sind rund um den abdichtenden Mantelbereich 32 des Verdrängerkolbens 10 mehrere nach innen laufende Schlitze angeordnet. In gleicher Weise ist eine Anzahl derartiger Schlitze 34 rund um den Arbeitslosen 12 ausgebildet. Die Seitenwände dieser Schlitze bilden Turbinenflächen, auf welche das Arbeitsgas bei seiner Strömung zwischen Kompressionsraum und Expansionsraum auftrifft und dadurch einen Turbinen-Effekt erzeugt, welcher die Kolben in Drehung versetzt.
Bei dem in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 26 im Kompressionsraum derart angeordnet, daß sie mit den Schlitzen 30 des Verdrängerkolbens 10 während des Endes des Hubes dieses Verdrängerkolbens, welcher dem Kompressionsraum 20 am nächsten liegt und außerdem mit den Schlitzen Jh des Arbeitskolbens 12 am Ende dessen Hubes übereinstimmen, welcher den Kompressionsraum 20 am nächsten liegt.
Dabei sind diese Öffnungen 26 im Kompressionsraum derart angeordnet, daß der Strom des Arbeitsgases auf die Turbinenflächen in den Schlitzen der Kolben trifft und dadurch dem Kolben ein mittleres Drehmoment in einer Richtung erteilt wird. Beide Kolben gehen derart zyklisch hin und her, daß ihre Schlitze mit den Öffnungen 26 während eines Teiles des Zyklus übereinstimmen, sodaß das Gas in einer einzigen Richtung strömt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel trifft das Gas beispielsweise auf die Schlitze 30 des Verdrängerkolbens 10 zu einem Zeitpunkt des Zyklus, wenn Gas in den Kompressionsraum 20 eintritt, und auf die Schlitze 34 des ArbeitsKolbens 12 in dem Zeitraum, wenn das Arbeitsgas den Kompressionsraum 20 verläßt und in den Expansionsraum 22 überströmt. So lange die Wandungen der Schlitze
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eines jeden Kolbens mit den Gasöffnungen übereinstimmen, erteilt das strömende Gas dem betreffenden Kolben einen Drehimpuls.
Alternativ können die Schlitze im Verdrängerkolben auch am anderen Ende dieses Kolbens ausgebildet werden, sodaß das in den Expansionsraum 22 einströmende Arbeitsgas auf diese Turbinenflächen einwirkt. Des weiteren können, wie dies in Fig.6 dargestellt ist, auch an beiden Enden des Verdränge.rkolbens 10 derartige Turbinenflächen ergebende Schlitze ausgebildet werden.
Die Formgebung und Orientierung der Durchlaßöffnungen für das Arbeitsgas sowie der Turbinenflächen kann, wie dies in der Turbinentechnik allgemein bekannt ist, auf die verschiedenste Art und Weise abgewandelt werden. So können beispielsweise die Schlitze gekrümmt und/oder die Einlaßöffnungen für das Arbeitsgas schräg zur Zylinderwandung ausgebildet werden, wodurch der Strömung des Arbeitsgases eine tangentiale Komponente erteilbar ist. Da die verschiedenen Möglichkeiten bei der Ausbildung von Türbonensystemen in vielen Druckschriften eingehend erläutert sind, erübrigt sich hier eine eingehendere Beschreibung.
Außerdem können die Turbinenflächen auch auf einem besonderen Gebilde ausgebildet sein, welches mit dem Kolben oder der Kolbenstange verbunden ist. Da derartige Anordnungen jedoch funktionell einem Teil eines Kolbens äquivalent sind, werden sie in diesem Zusammenhang hier als Teil'des Kolbens angesehen.
Als weitere Alternative Können die Durchlaßöffnungen für das Arbeitsgas in der Stirnwand oder beiden Stirnwänden der Zylinder-
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kammer für einen hin und hergehenden Kolben einer Expansionsmaschine angeordnet sein, wobei geeignete damit zusammenwirkende Turbinenflächen am Kolben vorgesehen werden, damit der Gasstrom während des Einlasses oder Auslasses des Arbeitsgases dem Kolben das geeignete Drehmoment erteilt.
Die Durchgangsöffnungen in den Zylinderwandungen können auch zwischen den Totpunkten des Kolbenhubes angeordnet werden. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß sie derart angeordnet sind, daß in dem Zeitraum, zu welchem die Turbinenflächen mit diesen Durchgangsöffnungen übereinstimmen, der gesamte Gasstrom in einer einzigen Richtung erfolgt. Es ist lediglich erforderlich, daß während des Zeitraumes der Übereinstimmung der Gasöffnungen mit den Turbinenflächen ein eindeutiger oder mittlerer Gasstrom in der einen oder anderen Richtung vorhanden ist.
Des weiteren können die Gasöffnungen oder die Turbinenflächen zusätzlich einen gewissen axialen Abstand voneinander haben, statt im Abstand voneinander auf einem Umkreis angeordnet zu sein. So können beispielsweise die Gasöffnungen irgendwie schraubenförmig um den Zylinder herum angeordnet sein, um einen langer wirkenden Drehimpuls zu erzeugen.
Bei dem in Pig.l dargestellten Ausführungsbeispiel werden zweckmäßigerweise der Verdrängerkolben 10 und der Arbeitskolben 12 in entgegengesetzter Richtung in Drehung versetzt, um sicherzustellen, daß ihre aneinander entlanggleitenden Bereiche, d.h. die Kolbenstange 4o und die ihr zugeordnete Gleitbohrung 42 im Arbeitskolben 12 gegeneinander in Drehung versetzt werden.
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Dadurch wird sichergestellt, daß diese Grenzflächen ebenfalls geschmiert werden. Naturgemäß könnten beide Kolben auch im gleichen Drehsinn mit unterschiedlicher Drehzahl in Drehung versetzt werden, was jedoch einen geringeren Wirkungsgrad ergibt.
Um die erwünschte Wirkung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l zu erreichen, können die Schlitze 30 und die Schlitze 3^ in gleicher Richtung in Betriebslage ausgebildet werden, wodurch entgegengesetzte Drehmomente erzielt wer ^n, da das Arbeitsgas in den Kompressionsraum 20 einströmt, wenn es auf die Turbinenfläche 32 des Verdr'ingerkolbens 10 trifft, und, wenn es auf die Turbinenflächen ~$K des Arbeitskolbens 12 auftrifft, aus dem Kompressionsraum 20 ausströmt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schmiersystems, bei welchem ein gasförmiges Arbeitsmedium, welches einen Kolben beaufschlagt oder von einem Kolben beaufschlagt wird, eine derartige Richtung erhält, daß ein Turbinen-Effekt erzielt wird, welcher seinerseits einen Kolben in Drehung versetzt, um ihn zu schmieren, sind naturgemäß nicht allein, auf die koaxialen Freikolben-Stirling-Maschineri begrenzt.
So ist das erfindungsgemäße Schmiersystem beispielsweise auch auf Freikolben-Stirling-Maschinen anwendbar, bei denen der Verdrängerkolben und der Arbeitskolben in zwei Zylindern hin und hergehen. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Schmiersystem auch ganz allgemein auf Expansionsmaschinen angewendet werden, welche einen Kolben besitzen, der sowohl hin und hergeht wie auch um seine Längsachse frei verdrehbar ist. So haben beispielsweise
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viele derartiger Kolbenmaschinen einen Kolben, welcher durch einen Zwischenkolben oder eine Kolbenstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist. Wenn bei einer derartigen Maschine zusätzlich ein geeignetes Lager auf der Kolbenstange vorgesehen wird, kann dieser Kolben sich zusätzlich zu seiner hin und hergehenden Bewegung frei verdrehen. Die Grundgedanken der Erfindung können daher auch ohne weiteres auf andere Maschinen, Pumpen und Motoren mit einer Expansionskammer und darin hin und hergehendem Kolben angewendet werden.
Pig.5 illustriert die Arbeitsweise des in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Diagramm A dieser Fig.5 zeigt die Stellung der einander gegenüberliegenden Flächen des Verdrängerkolbens und des Arbeitskolbens innerhalb des Zylinders 14 als Funktion der Zeit. Die Horizontale P gibt die Lage der Öffnungen 26 im Kompressionsraum des Zylinders wieder. In einem genaueren Diagramm würde naturgemäß die wagerechte Linie P aus zwei parallelen horizontalen Linien bestehen, welche in einem die Breite der Öffnungen wiedergebenden Abstand voneinander verlaufen. Je näher die Kolbenflächen dem Heißraum oder Wxpansionsraum 22 liegen, um so höher verläuft die Kurve über der Zeit-Abszisse.
Jedesmal, wenn die Kurve des Verdrängerkolbens unterhalb der wagerechten Linie P verläuft bzw. jedesmal, wenn die Kurve des Arbeitskolbens über dieser horizontalen Linie P verläuft, stimmen die Schlitze im jeweiligen Kolben mit den Öffnungen 26 des Kompressionsraumes überein.
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Das Diagramm B zeigt die Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsgases in Bezug auf die Zeit.
Im Punkt 40 des Diagramms A beginnen die Schlitze des Verdrängerkolbens, mit den Öffnungen 26 im Kompressionsraum in Übereinstimmung zu kommen. Diese Übereinstimmung setzt sich bis zum Punkt 42 fort. Infolgedessen wird während der Zeitspanne zwischen den Punkten 40 und 42 dem Verdrängerkolben durch das in den Kompressionsraum einströmende Gas ein Drehimpuls erteilt, welcher im Diagramm B durch die gestrichelte Fläche 44 dargestellt ist.
In gleicher Weise empfängt der Arbeitskolben in der Zeitspanne zwischen dem Punkt 46 und dem Punkt 48 einen Drehimpuls seitens des Arbeitsgases, wie dies in der gestrichelten Fläche 50 dargestellt ist.
Fig.7 zeigt schematisch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schmiersystems für eine Freikolben-Stirling-Maschine, bei welcher die auf die Turbinenflächen auftreffende Strömung des Arbeitsmediums zur Erzielung der Kolbendrehung durch einen Aufbau erreicht wird, welcher von dem herkömmlichen Gasstrom zwischen dem Heißraum und dem Kaltraum abweicht. Dabei zeigt diese Fig.7 lediglich den für diese Abwandlung relevanten Aufbau ohne die naturgemäß auch bei dieser Abwandlung vorhandenen Besonderheiten der Ausführung gemäß Fig.l.
Die in Fig.7 dargestellte Freikolben-Expansionsmaschine besitzt einen heißen Raum 66, einen kalten Raum 68, einen Arbeitskolben 62 und einen Verdrängerkolben 60 innerhalb eines Zylinders 64 in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.l.
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Zusätzlich ist bei dieser Ausführung gemäß Fig.7 jedoch noch eine Speicherkammer 70 vorgesehen, welche mit einer oder mehreren Öffnungen 73 über ein Rückschlagventil 72 in Verbindung steht. Außerdem steht die Speicherkammer 70 in Verbindung mit Öffnungen 74 und 76. Anstelle der hier dargestellten einzelnen Öffnungen 74 und 76 können auch mehrere im Kreis angeordnete Öffnungen vorgesehen werden.
Jedesmal, wenn die Öffnung 1Jh vom Verdrängerkolben 60 freigelegt wird und der Gasdruck im Raum 66 größer ist als der Gasdruck in der Speicherkammer 70, kann das Arbeitsgas in die Speicherkammer einströmen. Infolgedessen strömt das Gas während des Hochdruckteiles des Arbeitszyklus über das Rückschlagventil 72 in die Speicherkammer 70.
Die Öffnungen 1J^ und f6 sind derart angeordnet, daß sie mit den Turbinenflächen während eines relativ niedrigen Druckteiles des Arbeitszyklus übereinstimmen. Sobald diese Übereinstimmung erreicht ist, kann infolgedessen das Gas von der Speicherkammer ausströmen und auf die Turbinenflächen auftreffen, sodaß die Kolben in gleicher Weise wie bereits im Zusammenhang mit Pig.l beschrieben in Drehung versetzt werden. Auf diese Weise sammelt die Speicherkammer 70 das gasförmige Arbeitsmedium während des Hochdruckteiles des Arbeitszyklus und gibt es während der Niederdruckteile des Arbeitszyklus frei, sodaß es gegen die Turbinenflachen strömen kann.
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-Al-Lee r s e i t

Claims (1)

  1. 304382B Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte
    Diplom-Physiker
    Dr. Walter Andrejewski
    Diplom-Ingenieur
    Dr.-Ing. Manfred Honke
    Diplom-Physiker
    Dr. Karl Gerhard Masch
    Anwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02 54
    56 25B/Sch-th 17. November I980
    Patentanmeldung
    Sunpower, Inc.
    48 W. Union Street
    Athens, Ohio 45701
    Expansionsmaschine, insbesondere Freikolben-Stirling-Maschine, mit hydrodynamischem Schmiersystem.
    Patentansprüche.
    Expansionsmaschine mit wenigstens einem Zylinder, in welchem ein Kolben hin und herführbar und um seine Achse verdrehbar ist, wobei ein gasförmiges Medium zeitweise in einen Teil des Zylinders hinein und zeitweise in einen Teil des Zylinders hinein und zeitweise aus dem Zylinder herausströmt, zu welchem Zweck Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Medium vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (10) rund um ihn
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    herum mehrere Turbinenflächen (30) ausgebildet sind und daß wenigstens eine der Öffnungen (26) für das Medium sich in den Zylinder (14) hinein öffnet und derart angeordnet und ausgebildet ist, daß einem Strom des Mediums eine derartige Richtung erteilbar ist, daß er auf die Turbinenflächen des Kolbens auftrifft und diesen derart beaufschlagt, daß eine Drehung des Kolbens um seine Achse erzielbar ist und ein Teil des Mediums zwecks hydrodynamischer Schmierung um seinen Mantel mitreißbar ist.
    2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (26) für das Medium in der Zylinderwandung ausgebildet ist.
    3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (26) nahe dem Ende eines Kolbenhubes ausgebildet ist und daß die Turbinenflächen (30) rund um das entsprechende Ende (32) des Kolbens (10) ausgebildet sind.
    4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser Öffnungen (26) in der Wandung des Zylinders (14) rund um dessen Längsachse angeordnet sind.
    5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (26) nahe dem Ende des Kolbenhubes und die Turbinenflächen (30) rund um das entsprechende Ende (32) des Kolbens (10) in diesem ausgebildet sind.
    6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (26) zwecks Erzielung einer tangentialen Komponente
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    des Stroioes des gasförmigen Mediums schräg zur Mantelfläche des Zylinders (14) in dessen Wandung verlaufen.
    7. Setaiersystem für eine Freikolben-Stirling-Maschine mit einem Verdrängerkolben und einem Arbeitskolben, welche in zusammenwirkenden Zylindern hin und hergehen, dadurch gekennzeichnet, daß in und rand mn wenigstens einen der Kolben (10; 12) mehrere Turbinen?lachen (30; 34) ausgebildet sind und daß wenigestens eine der öffnungen (26) für das Arbeitsgas in der Wandung wenigstens eines der Zylinder (14) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß der Strom des Arbeitsgases gegen die Turbinenflachen leitbar ist und dem Kolben ein mittleres Drehmoment erteilbar ist, wodurch infolge des erzielten Turbinen-Effektes dem ersten Kolben ein das Arbeitsgas als hydrodynamische Gasschmierung rund urn seinen Umfang mitreißender Drall erteilbar ist.
    fe. SciamiersysteiK nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (26) in Längsrichtung der ZyIInderwandung ausgebildet ist, -wodurch ein Turbinen-Effekt an der Stelle erzielbar ist, welche die Turbinenflächen (30; 3^0 während eines in einer Richtung fließenden Stromes des Arbeitsgases durch die Öffnung einnehmen.
    9. Schmiersystem nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflächen (30; 34) im Umfang beider Kolben (10; 12) ausgebildet sind und in den zugeordneten Zylinderwandungen wenigstens Jeweils eine öffnung (26) für das Arbeitsgas ausgebildet ist, wodurch beiden Kolben ein Drall erteilbar ist.
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    10. Schmiersystem nach Anspruch 9 für eine Maschine mit einem Zylinder, in welchem der Verdrängerkolben und der Arbeitskolben hin und hergehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflächen (30; 34) nahe den Enden der Kolben (10; 12) in deren Umfang gleichgerichtet ausgebildet sind und daß die Öffnung (26) für das Arbeitsgas in der Zylinderwandung zwischen den beiden Kolben nahe dem Ende des Hubes eines jeden Kolbens angeordnet ist, wodurch beiden Kolben eine Drehung in entgegengesetzter Richtung erteilbar ist.
    11. Schmiersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflächen (30) an beiden Enden des Verdrängerkolbens (10) ausgebildet sind und daß die öffnungen (26; 24) im Kompressionsraum (20) und im Expansionsraum (22) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß das Arbeitsgas gegen die Turbinenflächen am jeweiligen Ende des Verdrängerkolbens leitbar und dem Kolben eine stets in gleicher Richtung verlaufende Drehung erteilbar ist.
    12. Schmiersystem nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenflächen aus den Wänden von Schlitzen (30) bestehen, welche in der Wandung des Kolbens schräg zu dessen Umfang ausgebildet sind.
    13· Verfahren zur Schmierung eines in einem Zylinder hin und hergehenden und dabei verdrehbaren Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben ein derartiges Drehmoment erteilt wird, daß seine Drehung ausreicht, um einen Teil des Arbeitsgases längs seiner Mantelfläche mitzureißen und dadurch diese Mantelfläche von der Zylinderwandung zu trennen.
    130024/0794
    Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
    I^. Verfahren nach Anspruch Ij5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment dem Kolben dadurch erteilt wird, daß der Kolben in der Weise durch das Arbeitsgas beaufschlagt wird, daß ein Turbinen-Effekt entsteht.
    15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben durch das in einen Teil des Zylinders einströmende Arbeitsgas beaufschlagt wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben durch das aus einem Teil des Zylinders ausströmende Arbeitsgas beaufschlagt wird.
    13ÖÖ24/0794
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