DE1626401A1

DE1626401A1 - Hydraulic free piston pumping device

Info

Publication number: DE1626401A1
Application number: DE19631626401
Authority: DE
Inventors: Vannevar Bush
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1962-02-13
Filing date: 1963-02-13
Publication date: 1972-06-15
Also published as: US3145660A; GB1043591A; CH474665A

Description

Hydraulische FreikolbenpumpeinrichtungHydraulic free piston pumping device

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Pumpeinrichtung mit einer Freikolbenmaschine und einer hydraulischen Pumpe, die zu einer einzigen zusammenwirkenden Einheit kombiniert sind, wobei die Ausgangsenergie der Freikolbenmaschine unmittelbar die Eingangsenergie für die hydraulische Pumpe liefert.The invention relates to a hydraulic pumping device with a free piston machine and a hydraulic pump that form a single cooperating unit are combined, whereby the output energy of the free piston machine is directly the input energy for the hydraulic Pump delivers.

Eine Freikolbenmaschine ist in der USA-Patentschrift
2 983 098 aufgezeigt. Sie besteht aus zwei einfachen zylindrischen Kolben, die in -einem an seinen Enden geschlossenen Zylinder gleichförmigen Durchmessers hin- und herbewegbar
angeordnet sind. In dem Raum zwischen den beiden Kolben
findet ein nach dem Dieselprinzip erfolgender Prozeß statt (nachstehend kurz "Dieselprozeß" genannt) durch welchen
die Kolben auseinandergetrieben werden. Zwischen jedem Kolben und dem zugehörigen Ende des Zylinders wird Luft zu-A free piston machine is in the United States patent
2,983,098. It consists of two simple cylindrical pistons, which can be moved back and forth in a cylinder of uniform diameter, which is closed at its ends
are arranged. In the space between the two pistons
a process taking place according to the diesel principle takes place (hereinafter referred to as "diesel process" for short) through which
the pistons are driven apart. Air is supplied between each piston and the associated end of the cylinder.

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sammengedrückt, und die auf diese Weise erhaltene Energie wird nach einer Umwandlung zur Aufladung des Dieselprozesses verwendet. Innerhalb von an den äußeren Enden des Zylinders vorgesehenen Pufferkammern wird die verbleibende kinetische Energie der Kolben dazu ausgenutzt, die Kolben für den nächsten Dieselprozeß zur Mitte des Zylinders zurückzuführen. Die Abgase des Dieselprozesses werden zum Antrieb einer Turbine verwendet, um Nutzarbeit zu leisten.compressed, and the energy obtained in this way is used after a conversion to charge the diesel process. Inside from at the outer ends of the cylinder provided buffer chambers, the remaining kinetic energy of the piston is used to the piston returned to the center of the cylinder for the next diesel process. The exhaust gases from the diesel process become Drive a turbine used to do useful work.

Die den Kolben durch den Dieselprozeß erteilte Auswärt sbewegung wird nicht unmittelbar verwendet, um Nutzarbeit zu leisten. Die kinetische Energie der sieh hin- und herbewegenden Kolben gestattet vielmehr lediglich die wiederholte Ausführung von Dieselprozessen, bei welchen heiße Abgase erzeugt werden. Der Überschuß der in dem Dieselprozess entstehenden Abgase, der zur Aufrechterhaltung der Kolbenschwingung nicht erforderlich ist, wird aus der Freikolbenmaschine herausgeführt, um eine unabhängige Hilfsvorrichtung, beispielsweise eine Turbine, anzutreiben, von welcher die endgültige Ausgangsarbeit abgenommen wird.The outward given to the pistons by the diesel process Movement is not used directly to do useful work. The kinetic energy of seeing back and forth Rather, the reciprocating piston only allows the repeated execution of diesel processes in which hot Exhaust gases are generated. The excess of the exhaust gases produced in the diesel process, which is necessary to maintain the Piston vibration is not required, is made from the free piston machine led out to drive an independent auxiliary device such as a turbine, from which the final initial work will be taken off.

Bei vielen Anwendungen ist es erwünscht, daß die Ausgangsarbeit Leistung in Form von hydraulischem Arbeitsmittel unter hohem Druck und hoher Flußgeschwindigkeit vorliegt, und zwar wegen der Leichtigkeit der Umwandlung von Arbeitsmitteldruckenergie in mechanische Nutzarbeit, der Leichtigkeit des Förderns und Speicherns von Arbeitsmitteldur, ckenerg ie, der Wirtschaftlichkeit der Installation undIn many applications it is desirable that the output work power in the form of hydraulic working fluid is under high pressure and high flow rate because of the ease of conversion of Working medium pressure energy in mechanical useful work, the ease of conveying and storing working medium duration, ckenerg ie, the economy of the installation and

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des' Betriebes und der großen Ausgangs energie die innerhalb eines begrenzten Raumes verfügbar ist. Bisher ist die hydraulische Energieeinrichtung nicht selbst mit einer Antriebsmaschine für bezogenes abhängiges Arbeiten mit dieser kombiniert worden. Vielmehr treibt die Antriebsmaschine, beispielsweise ein Elektromotor, eine Turbine oder eine Verbrennungsmaschine, die hydraulische Einrichtung an, wobei ihr Arbeiten von dem Arbeiten der hydraulischen Einrichtung unabhängig ist und im allgemeinen mittels einer mechanischen Übertragungsvorrichtung nur auf gemeinsame oder bezogene Geschwindigkeiten usw. gebracht wird. Dies erfordert wenigstens zwei Einheiten, die teuer als eine einzige kombinierte Einheit sind, da die Kosten jeder Einheit erforderlich sind, und die einen geringeren Gesamtwirkungsgrad haben, weil die Verluste der beiden Einheiten überwunden werden müssen.of the 'operation and the large output energy within limited space is available. So far the hydraulic one Energy device not itself with a prime mover for related dependent work with this have been combined. Rather, drives the drive machine, for example an electric motor, a turbine or an internal combustion engine, the hydraulic device, its working from the working of the hydraulic Facility is independent and generally by means of a mechanical transmission device is brought to common or related speeds, etc. only. this requires at least two units, which are more expensive than a single one are combined units because the cost of each unit is required and the overall efficiency is lower have overcome because the losses of the two units Need to become.

Demgemäß besteht ein Zweck der Erfindung dariin, eine Freikolbenmaschine und eine hydraulische Pumpe in einer einzigen Einheit für einheitlich kombiniertes Arbeiten zusammenzufassen, wobei die Ausgangsenergie der Freikolbenmaschine unmittelbar die Eingangsenergie für die hydraulische Pumpe liefert.Accordingly, one purpose of the invention is to provide a Combine free piston machine and a hydraulic pump in a single unit for uniformly combined work, where the output energy of the free piston machine is directly the input energy for the hydraulic one Pump delivers.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Ändern des je Arbeitszyklus der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung erhaltenen Ausgang entweder in Form von konstantem hydraulischen Fluß verän-Another purpose of the invention is to provide a device for changing the output obtained per working cycle of the hydraulic free piston pumping device either in the form of constant hydraulic flow

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derlichen Druckes oder in Form von konstantem Arbeitsmitteldruck veränderlicher Flußgeschwindigkeit.such pressure or in the form of constant working medium pressure variable flow rate.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, in einer hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung Mittel vorzusehen, dieein gleichmäßiges Spiel zwischen den Kolben und den Zylinderbohrungen für alle Betriebsbedingungen aufrechterhalten, um Leck- oder Gasverluste auf einem Minimum zu halten.Another purpose of the invention is in a hydraulic free piston pumping device to provide means which ensure an even clearance between the pistons and maintain the cylinder bores for all operating conditions, to keep leakage or gas losses to a minimum.

Diese und andere Zwecke gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert wird.These and other purposes are evident from the description below in which the invention is explained, for example, with reference to the drawing.

■ Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine hydraulische Preikolbenpumpeinrichfcung gemäß der Erfindung, wobei wesentliche Einzelheiten aus Gründen der besseren Übersicht fortgelassen sind. Fig* 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer hydraulischen Pumpe, die bei der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß Fig. verwendet werden kann, und sie zeigt insbesondere eine Vorrichtung zum Einstellen des Ausgangs der Einrichtung.■ Fig. 1 is a longitudinal section through a hydraulic Preikolbenpumpeinrichfcung according to the invention, essential details have been omitted for the sake of clarity. Fig * 2 is a longitudinal section through an embodiment of a hydraulic pump used in the hydraulic Free piston pumping device according to FIG. Can be used, and it shows in particular a device for adjusting the output of the device.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein Steuerventil, das bei der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Fig* 4 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer hydraulischen Pumpe, die beiFig. 3 is a longitudinal section through a control valve, which can be used in the hydraulic free piston pumping device according to FIG. Fig. 4 is a longitudinal section through a second embodiment a hydraulic pump that works with

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der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß Pig« 1 verwendet werden· kann. Pig. 5 ist eine teilweise geschnittene tmd teilweisethe hydraulic free piston pumping device according to Pig «1 can be used. Pig. Fig. 5 is a partially sectioned tmd

weggebrochene Draufsicht auf den Endteil der hydraulischen Pumpe gemäß Fig. 4 und zeigt eine andere Vorrichtung zum Ändern des Ausgangs der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung. broken away plan view of the end part of FIG hydraulic pump according to FIG. 4 and shows another device for changing the output of the free piston hydraulic pumping device.

Fig, 6 ist eine Seitenansicht der Pumpe gemäß Fig· 5 und zeigt gewisse zusätzliche Einzelheiten.FIG. 6 is a side view of the pump of FIG. 5 and shows certain additional details.

Fig. 7 ist ein Längsschnitt durofcf ein Entlastungsventil, das bei, der hydraulischen FreikoXbenpumpein-r richtung gemäß Fig» 1 verwendet werden kann.Fig. 7 is a longitudinal section through a relief valve, this is the case with the hydraulic free-xbene pump direction according to Fig »1 can be used.

Fig. 8 ist ein Längsschnitt durcli ein Thermostatventil, das bei der hydraulischen Freikolbenpumpeinriohtung gemäß Fig. 1 verwendet werden kann.Fig. 8 is a longitudinal section through a thermostatic valve, this is the case with the hydraulic free-piston pump unit according to Fig. 1 can be used.

Fig. 9 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer hydraulischen Pumpe und zeigt eine Kolbenausführung, die bei der hydraulischen Preikolbenpumpeinrichtung gemäß Fig. 1 verwendet werden kann.Fig. 9 is a longitudinal section through a further embodiment a hydraulic pump and shows a piston design that is used in the hydraulic Preikolbenpumpeinrichtung according to Fig. 1 used can be.

Fig.10 ist ein Längsschnitt durch eine andere Kolbenausführung, die bei der hydraulischen Freikolben-" pumpe iiirichtung gemäß Fig. 1 verwendet werden kannFig. 10 is a longitudinal section through another piston design, which can be used in the hydraulic free-piston pump device according to FIG

Fig.11 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer hydraulischen Pumpe, die bei11 is a longitudinal section through a further embodiment a hydraulic pump that works with

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der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß Pig. I verwendet werden kann. Fig. 12 ist ein Längsschnitt nach der Linie 12-12 derthe hydraulic free piston pumping device according to Pig. I can be used. Fig. 12 is a longitudinal section taken on line 12-12 of FIG

Fig. 13 einer weiteren Kolbenausführung, die bei der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß Fig, 1 verwendet werden kann. Fig. 13 ist ein Querschnitt nach der Linie]l3-13 der Fig. 12.13 of a further piston design which is used in the hydraulic free piston pumping device according to FIG. 1 can be used. Fig. 13 is a cross-section along the line] 13-13 of FIG Fig. 12.

Der in Fig. 1 wiedergegebene schematische Längsschnitt der hydraulischen Freikolbenpumpeinriohtung gemäß der Erfindung ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sehr vereinfacht, lind fortgelassene wichtige Einzelheiten werden später beschrieben. Die Einrichtung weist einen Zylinder 1 mit gleichförmiger Bohrung 2 auf, in dem zwei Kolben 3 aufgenommen sind, die in der Zylinderbohrung schwingen können. Wenn die Kolben 3 sich an dem Punkt ihrer größten Annäherung^ befinden, wird in αίφ zwischen den Kolben gebildete Brennkammer Kraftstoff aus einer Düse 4 eingespritzt. Wenn die Kolben 3 sich an dem Punkt ihrer größten Entfernung voneinander befinden, erfolgt der Auspuff der Gase über ein Auslaßventil 6, und durch ein Ein-laßventil 7 eintretende Luft spült den Zylinder. Die Ventile 6 und J sind mit am Umfang angeordneten öffnungen (nicht dargestellt) verbunden.The schematic longitudinal section of the hydraulic free-piston pump device according to the invention shown in FIG. 1 is very simplified for reasons of clarity, and important details which are omitted are described later. The device has a cylinder 1 with a uniform bore 2, in which two pistons 3 are received, which can oscillate in the cylinder bore. When the pistons 3 are at the point of their closest approach, fuel is injected from a nozzle 4 in a combustion chamber formed between the pistons. When the pistons 3 are at their greatest distance from one another, the gases are exhausted through an exhaust valve 6 and air entering through an intake valve 7 flushes the cylinder. The valves 6 and J are connected to openings (not shown) arranged on the circumference.

Die Endräume 9 des Zylinders 1 wirken als Gebläse (mehr als Gebläse, denn als Kompressoren), da in ihnen sehr geringer Druck erzeugt wird und sie sehr wenig Energie absorbierenThe end spaces 9 of the cylinder 1 act as fans (more as blowers, rather than compressors), as very little pressure is generated in them and they absorb very little energy

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Einlaßöffnungen 10 mit Rückschlagventilen 11 gestatten den Eintritt von Atmosphärenluft in die ■ Endräume 9, und Auslaß-Öffnungen 13 mit Rückschlagventilen 14 bewirken, daß die Luft durch Leitungen 16 hindurch über das Einlaßventil 7 in die Verbrennungskammer geblasen wird, wobei ein Behälter 17 zum Glätten der Strömung vorgesehen ist. Die zwischen den ZylinderendwändenJ20 und den Öffnungen 10 und 13 befindlichen Räume 19 wirken als Pufferkammer, um die Kolben 3 in Schwingung zu halten.Inlet ports 10 with check valves 11 allow the Ingress of atmospheric air into the end spaces 9 and outlet openings 13 with check valves 14 cause the Air through lines 16 via the inlet valve 7 is blown into the combustion chamber, a container 17 is provided to smooth the flow. The one between the Cylinder end walls J20 and openings 10 and 13 Spaces 19 act as a buffer chamber to keep the pistons 3 in To keep vibration.

Soweit ist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der in der oben erwähnten USA-Patentschrift 2 983 O98 aufgezeigten Vorrichtung ähnlich, mit der Ausnahme, daß die in dem Dieselprozeß erzeugte Energie nicht ausgenutzt wird.So far is the embodiment shown in FIG. 1 that shown in U.S. Patent No. 2,983,098 mentioned above Device similar except that the energy generated in the diesel process is not used.

Die Kolben 3 werden daher mit Bezug auf den Zylinderjl und mit Bezug aufeinander in synchroner Schwingung gehalten, und zwar durch den gesteuerten Gasweehsel zwischen den Pufferkammern 19 und durch eine zwangsläufige Zentrierung bewirkende Mittel, die durch die unterschiedlichen Drücke in dem Zylinder betätigt werden, wie es aus der genannten USA-Patentschrift 2 983 098 hervorgeht. Die Kraftstoffzündung der Maschine, das Öffnen und Schließen der Einlaßventile 7 und der Auslaßventile 6 der Maschine und die Einleitung der Anfangsschwingung der Kolben 3 zum Starten der Maschine werden durch Mittel bewirkt, die von den Gaörücken in dem Zylinder abhängig sind.The pistons 3 are therefore with respect to the cylinder and kept in synchronous oscillation with respect to one another by the controlled gas exchange between the buffer chambers 19 and by an inevitable centering effect Means by the different pressures in the cylinder can be actuated, as is apparent from the aforementioned US Pat. No. 2,983,098. The fuel ignition of the engine, the opening and closing of the intake valves 7 and the Outlet valves 6 of the machine and the initiation of the initial oscillation the pistons 3 for starting the engine are effected by means from the gauges in the cylinder are dependent.

Die hier aufgezeigte hydraulische Freikolbenpumpe Jindert?The hydraulic free piston pump shown here.

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die Anordmiwig -gemäß der genannten USA-Pätentschrift^{: :} ■·"^:/^r 2 985 Q98. An= den Endwänden 20 des Hauptzylinders 1 sind Zusatazylinder 21 befestigt, 'deren jeder eine Bohrung 22 von kleinem Durehmesser besitzt, in der ein Pumpenkolben 2²I- angeordnet ist. Die Pumpenkolben 24 sind unmittelbar mit den Schwingkolben 3 durch Stangen 26 verbunden, die durch Öffnungen 27 in den Endwänden 20 des Zylinders 1 hindurchgehen, Durch geeignete Packungen bzw. Dichtungen 28 sind die Zylinderbohrungen 2 und 22 voneinander getrennt.the Anordmiwig -According to the said ^{US-Pätentschrift:} ■ · ^": / ^r 2 985 Q98 An = the end walls 20 of the master cylinder 1 are fixed Zusatazylinder 21 'each of which a bore 22 has small-Durehmesser in which a pump piston. 2 ² I- is arranged. the pump piston 24 are connected directly to the oscillating piston 3 by rods 26 which pass through openings 27 in the end walls 20 of the cylinder 1, through suitable packings or seals 28, the cylinder bores 2 and 22 are separated from each other.

Jeder Kolben 24 und der ihn aufnehmende Zylinder 21 bilden an dem äußeren Ende desZyInders eine ausdehnbare ölkammer 31, Leitungen 32, die von einem Ölsumpf (nicht dargestellt) kommen,- stehen über Einlaßrückschlagventile 33 mit den Kammern 31- in Verbindung, Aus den Kammern jl wird das Öl über Rückschlagventile J55 und durch Leitungen 36 und yi hindurch der angetriebenen hydraulischen Vorrichtung (nicht dargestellt) zugeführt» Die Ölkammern 31 sind miteinander verbunden, um die Belastung an den Schwingkolben j5 gleich zu halten, Die an der Innenseite der Kolben 24 befindlichen Kammern 38 werden durch Leitungen 39 hindurch In den Ölsumpf (nicht dargestellt) entleert*Each piston 24 and the cylinder 21 accommodating it form at the outer end of the cylinder an expandable oil chamber 31, lines 32 which come from an oil sump (not shown) - are in communication with the chambers 31 via inlet check valves 33 - from the chambers jl the oil is supplied to the driven hydraulic device (not shown) via check valves J55 and through lines 36 and yi 38 are emptied through lines 39 into the oil sump (not shown) *

Die Schwingung der Kolben 3 und 24 bewirkt unmittelbar einen Druckanstieg des Öls in den Kammern 31 und den sich daraus ergebenden Austritt von Öl aus den Kammern 31 durch die Auslaßrückschlagventile 35 hindurch. Zu diesem Pumpen von öl bei hohem Druck und hoher StrömungsgeschwindigkeitThe oscillation of the pistons 3 and 24 directly causes an increase in the pressure of the oil in the chambers 31 and the itself the resulting leakage of oil from the chambers 31 through the outlet check valves 35. To this pumping of oil at high pressure and high flow velocity

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wird die durch den Dieselprozeß erzeugte Ausgangsenergie ausgenützt. Die in dem Dieselprozeß freigegebene Energie wird somit daztiverwendet, die Kolben 3 auseinanderzutrei-becomes the output energy generated by the diesel process exploited. The energy released in the diesel process is thus used to pull the pistons 3 apart.

ben und sie in Schwingung zu halten, wobei die Kolben 3 ihrerseits Energie auf die Ölpumpenkolben 24 und letztlich auf das hydraulische Öl übertragen.and keep them vibrating, keeping the pistons 3 in turn transfer energy to the oil pump piston 24 and ultimately to the hydraulic oil.

Ein Druckausgleichäom (nicht dargestellt) kann in den Ausgangsleitungen 36 und 37 vorgesehen sein, um die Strömung und den Druck zu glätten oder um beim Arbeiten der Pumpe auftretende anfängliche Druckstöße aufzunehmen. In ähnlicher Weise kann auf der Auslaßseite der Pumpe ein Überdruckentlastungsventil (nicht dargestellt) vorgesehen sein/ um zu verhindern, daß der Öldruck ein Maximum überschreitet.A pressure equalization (not shown) can be in the Output lines 36 and 37 may be provided to the flow and to smooth the pressure or around when working the pump take up occurring initial pressure surges. Similarly, a pressure relief valve can be installed on the outlet side of the pump (not shown) may be provided / to prevent the oil pressure from exceeding a maximum.

Für einen schnellen Pumpbetrieb ist es erwünscht, das Öl auf der Einlaßseite der Pumpe unter Druck zu setzen, um Kavitation zu vermeiden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein auf der Einlaßseite des Ölsystems vorgesehener Ausgleichsdom (nicht dargestellt) unter mäßigem Druck gehalten wird. ;For rapid pumping operation, it is desirable to pressurize the oil on the inlet side of the pump Avoid cavitation. This can be achieved in that a compensating dome provided on the inlet side of the oil system (not shown) is held under moderate pressure. ;

Der Ausgang des hydraulischen Systems kann derart gesteuert werden, daß entweder ein Arbeiten bei konstantem Volumen oder ein Arbeiten bei konstantem Druck erfolgt. Somit ist, wenn eine konstante Amplitude und eine konstante Schwingungsfrequenz der Schwingkolben 3 und der Pumpenkolben 2k vorausgesetzt werden, bei irgendeiner Einstellung der Steuerung der Ölstrom konstant und vom Abgabedruck un-The output of the hydraulic system can be controlled to either operate at constant volume or to operate at constant pressure. Thus, if a constant amplitude and a constant oscillation frequency of the oscillating piston 3 and the pump piston 2k are assumed, with any setting of the control the oil flow is constant and dependent on the discharge pressure.

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abhängig, oder er ändert sich mit dem Abgabedruck in einer vorbestimmten Weise,dependent, or it changes in one with the delivery pressure predetermined way,

In jedem System stellt sich der Abgabedruck oder das Volumen des gepumpten Öles selbsttätig entsprechend dem zugeführten Kraftstoff und der geforderten Ausgangsenergie ein. In der oben genannten USA-Patentschrift 2 983 O98 sind Mittel aufgezeigt, welche die Amplitude und die Frequenz der Kolbenschwingung bei Belastungsänderungen der Freikolbenmaschine konstant halten·In every system there is the dispensing pressure or the Volume of the pumped oil automatically according to the supplied Fuel and the required output energy. In the aforementioned U.S. Patent 2,983,098 are Means shown, which the amplitude and the frequency of the piston vibration with load changes of the free piston machine keep constant

Ein mit konstantem Volumen arbeitendes System ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser hydraulischen Pumpe hat der Zylinder 21 eine innere Hülse 42, in welcher der Ölkolben 24 arbeitet. Diese Hülse 42 kann innerhalb des Zylinders 21 mittels einer geeigneten Vorrichtung axial bewegt werden, beispielsweise einer Stange 45, die mit der Hülse 42 verbunden ist und sich durch eine öffnung 46 in der Endwand des Zylinders 21 hindurcherstreckt. Eine Packung 4? dichtet die öffnung 46 ab, um ein Lecken aus der gebildeten Kammer 31 zu verhindern. Zum Bewegen der Stange 45 steht mit einem an ihrem Ende ausgebildeten Gewindeteil 48 ein Schraubenglied 50 im Eingriff, das durch ein Gleitlager 51 abgestützt ist. Die Hülse 42 hat eine öffnung 53, die über/eine ringförmige Ausnehmung 54 im Zylinder 21 mit einer zu dem ölsümpf füh- ; renden Leitung 55 in Verbindung steht. Es sei bemakt, daß zwei öffnungen 53 vorgesehen sind, die sich diametral gegenüberliegen, jedoch ist die zweite öffnung aus Gründen derA constant volume system is in Fig. 2 shown. In this hydraulic pump, the cylinder 21 has an inner sleeve 42 in which the oil piston 24 works. This sleeve 42 can be moved axially within the cylinder 21 by means of a suitable device, for example a rod 45 connected to the sleeve 42 and extends through an opening 46 in the end wall of the cylinder 21. A pack of 4? seals the opening 46 to prevent leakage from the chamber 31 formed. To move the rod 45 is available with a threaded part 48 formed at its end is a screw member 50 in engagement, which is supported by a slide bearing 51. The sleeve 42 has an opening 53, which over / an annular Recess 54 in the cylinder 21 with a leading to the oil sump; renden line 55 is in communication. It should be noted that two openings 53 are provided which are diametrically opposite one another, however, the second opening is for the sake of it

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besseren Übersichtlichkeit^-in Fig. 2 nicht dargestellt.better clarity ^ - in Fig. 2 not shown.

Der Kolben 24, die Hülse 42 und der zylinder g^bilden eine ausdehnbare ölkammer< 31, wie oben ausgeführt* Öffnungen 57 in dem Ende- der Hülse 42; gestatten einen freien Durch-' fluß von Öl durch die Karamel? 3-U Die Rückschlagventile. 33 und 55 arbeiten in der oben beschriebenen We^e, Jinmer dann, wenn die öffnungen 53 inder Hülse 42 durch den Kolben 24 abgedeckt werden, arbeitet; die Pumpe in gewöhnlicher Weise über die Rückschlagventile 33 und 35. Wenn die Öffnungen 53 von dem Kolben 24 freigelegt werden, bewirkt der Bück-* fluß in der leitung 55,daß in der Ölkammer 31 ein vernachlässigbarer Druck erzeugt wird. Durch Einstellen der axialen Stellung der Hülse 42 und damit der Öffnungen 53 kann Somit der wirksame Hub der Pumpe und damit ihre Abgabemenge geän~ dert werden.The piston 24, the sleeve 42 and the cylinder g ^ form an expandable oil chamber <31, as stated above * openings 57 in the end of the sleeve 42; allow a free passage flow of oil through the caramel? 3-U The check valves. 33 and 55 work in the manner described above, Jinmer then, when the openings 53 in the sleeve 42 through the piston 24 to be covered, works; the pump in the usual way through the check valves 33 and 35. When the openings 53 are exposed by the piston 24, the Bück- * flow in the line 55 that in the oil chamber 31 is a negligible Pressure is generated. By adjusting the axial position of the sleeve 42 and thus the openings 53 can thus the effective stroke of the pump and thus its delivery rate changes be changed.

Wenn die öffnungen 53 in der Hülse 42 sich in ihrer Stellung am weitesten links gemäß (Fig. 2) befinden* läuft die Pumpe leer, und es wird wenig oder gar. kein Ärbeitsmit-; tel abgegeben. Wenn die Hülse42 mit den öffnungen 53 nach rechts bewegt wird, nimmt die Arbeitsmittelabgabe zu. In der Leerlaufstellung wird lediglich Öl aus dem Einlaß 33 durch die Kammer 31 und die Öffnungen 53 hindurch in den Ölsumpf gedrückt. Dadurch kann eine Erwärmung des Öles in der Pumpe bewirkt werden^ jedoch kann dieser Erwärmung reicht durch einen"in der Leitung angeordneten (nicht dargestellten) Ölkühler abgeholfen werden. Wenn des Ei-nlaßrückschlagventilWhen the openings 53 in the sleeve 42 are in their Position furthest to the left according to (Fig. 2) are * the pump runs empty, and there is little or no. no co-work; tel delivered. If the sleeve 42 with the openings 53 after is moved to the right, the work equipment delivery increases. In the idling position, only oil is discharged from the inlet 33 through the chamber 31 and the openings 53 into the oil sump pressed. This can cause the oil in the Pump can be effected ^ however, this warming can be enough by a "arranged in the line (not shown) Oil cooler can be remedied. When the inlet check valve

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33 und die Öffnungen 53 mit gegenüberliegenden Seiten dieses Kühlers verbunden werden, wird in der Leerlaufstellung Öl durch den Kühler hindurch zirkulieren gelassen, da das Rückschlagventil 33 das Öl nur in einer Richtung durchläßt.33 and the openings 53 with opposite sides of this When the cooler is connected, oil is generated in the idle position circulated through the radiator since the check valve 33 only allows the oil to pass in one direction.

Der Kolben 24 der hydraulischen Pumpe besitzt einen kleinen wirksamen Querschnitt und arbeitet auf verhältnismäßig langen Hüben und mit hohen Geschwindigkeiten. Um die Reibungsverluste zu vermindern, kann die Hülse 42 fast vollständig weggeschnitten sein, so daß lediglich Material zu ihrer Führung und zur Führung des Kolbens 24 sowie zum Abdecken der Öffnungen 53 verbleibt. Der Kolben 24 selbst ist etwas langer als der Hub ausgeführt, um zu gewährleisten, daß die Öffnungen 53 während des wirksamen Pumpenhubes ohne Rücksicht auf die jeweilige Einstellung abgedeckt bleiben. Innerhalb des hydraulischen Zylinder 21 an dem Kolben 24 vorbeileckendes Öl wird, wie oben in Bezug auf Fig, I erwähnt, durch die Leitung 39 in den Sumpf zurückgeführt.The piston 24 of the hydraulic pump has a small effective cross section and works on a relatively long strokes and at high speeds. In order to reduce the friction losses, the sleeve 42 can be almost completely be cut away, so that only material for their guidance and for guiding the piston 24 and for covering the openings 53 remains. The piston 24 itself is slightly longer than the stroke to ensure that the openings 53 remain covered during the effective pump stroke regardless of the respective setting. Inside the hydraulic cylinder 21 on the piston 24 Leaking oil is, as mentioned above in relation to FIG.

Ein mit konstantem Druck arbeitendes System wird mit einer kleinen Abänderung des in Fig. 2 dargestellten Systems erhalten. Das Schraubenglied 50 und der Gewindeteil 48 der Stange 4-5 der in Fig. 2 gezeigten Anordnung sind, wie dies in Fig. 3dargesteilt ist, durch eine Steuervorrichtung 6o ersetzt, die einen Zylinder 6l mit einer gleichförmigen Bohrung 62 aufweist, in welcher ein Steuerkolben 63 aufgenommen ist. Der Steuerkolben 63 ist mit einer Stange 65 verbunden, die ihrerseits durch zweckentsprechende Mittel mit der StangeA system working with constant pressure will be with a minor modification of the system shown in FIG. The screw member 50 and the threaded portion 48 of the Rods 4-5 are of the arrangement shown in FIG. 2, as shown in FIG Fig. 3 is shown, replaced by a control device 6o, which has a cylinder 6l with a uniform bore 62 in which a control piston 63 is received. The control piston 63 is connected to a rod 65 which in turn by appropriate means with the rod

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45 zum Betätigen der Hülse 42 verbunden ist. Packungen 64 zwischen- der Stange 65 und dem Zylinder 6l dichten die Borhung 62 gegen Lecken ab. Der Steuerkolben 63 begrenzt auf45 is connected to actuate the sleeve 42. Packs of 64 between the rod 65 and the cylinder 6l seal the Borhung 62 against licking. The control piston 63 is limited to

seiner einen Seite eine druckdichte Kammer 66, währen-d der Raum 67 auf seiner anderen Seite übereine Leitung 69 mit dem Sumpf (nicht dargestellt) verbunden ist. Eine Feder 70 steht mit dem Kolben 63 im Eingriff und drückt ihn gemäß Fig. 3 nach rechts.its one side a pressure-tight chamber 66, while-d the space 67 on its other side is connected to the sump (not shown) via a line 69. A feather 70 is in engagement with the piston 63 and pushes it according to FIG. 3 to the right.

Die Steuerkammer 66 ist über ein Nadelventil 72 mit dem Sumpf und überfein Entlastungsventil 74 mit der Hochdruckseite des Pumpensystems verbunden. Das Ventil 74 weist eine Feder 75 auf, welche das Ventilglied 76 auf seinem Sitz hält, um die Ventilöffnung 77 zu schließen. Die Kraft der Feder ist mittels einer Stellschraube 78 veränderbar. Der Druck, bei welchem sich das Ventil 74 öffnet, hängt von des? Einstellung de,r Schraube 78 ab. Auch nach Öffnen des Entlastungsventils 74 vergrößert sich der Fluß durch das Ventil 74 hindurch bei' einem Druckanstieg ziemlich langsam, d.h. die Ventilöffnung 77 ist klein.The control chamber 66 is connected via a needle valve 72 the sump and via fine relief valve 74 to the high pressure side connected to the pump system. The valve 74 has a Spring 75 which holds the valve member 76 on its seat in order to close the valve opening 77. The force of the spring is can be changed by means of an adjusting screw 78. The pressure at which valve 74 opens depends on the? setting de, r screw 78. Even after opening the relief valve 74, the flow through the valve 74 increases at ' a pressure rise rather slowly, i.e. the valve opening 77 is small.

Die Steuervorrichtung 60 ist in zweckentsprechender Weise mit der Hülse 42 so verbunden, daß die Feder 70 der Steuervorrichtung 60 die Hülse 42 in die Stellung für maximales Pumpen nach rechts drückt (gemäS Fig. 2). Die auf den Steuerkolben 63 wirkenden Kräfte sind: die ihn nach rechts drückende Kraft der Feder 70, der ihn nach links drückende Arbeitsmitteldruck in der Kammer 66, die durch die Stange 65The control device 60 is appropriately connected to the sleeve 42 so that the spring 70 of the Control device 60 pushes sleeve 42 into the position for maximum pumping to the right (according to FIG. 2). The on the Forces acting on control piston 63 are: which moves it to the right pressing force of the spring 70, the working medium pressure in the chamber 66, which is pressed to the left by the rod 65

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ausgeübte Kraft sowie eine geringe Reibungskraft. Wenn der Arbeitsmitteldruck in der Steuerkammer 66 den Steuerkolben 65 bewegt, wird die Hülse 42 in die Leerlaufstellung nach links (gemäß Pig. 2) bewegt, d.h. in die Stellung, in welcher kein Pumpen erfolgt.exerted force as well as a low frictional force. If the Working medium pressure in the control chamber 66 moves the control piston 65, the sleeve 42 is moved into the idle position moved to the left (according to Pig. 2), i.e. into the position in which no pumping occurs.

Es sei angenommen, daß der minimale Druck, der in dem hydraulischen System aufrechterhalten werden soll, 7 kg/cm beträgt. Daher wird durch einen in der Kammer 66 auf denIt is assumed that the minimum pressure to be maintained in the hydraulic system is 7 kg / cm. Therefore, by one in the chamber 66 on the

ρ Steuerkolben 63 wirkenden Druck von 7 gfc/cm die Feder 70 voll zusammengedrückt und bewirkt, daß die Hülse 42 aus der Stellung für volles Pumpen in die Leerlaufstellung bewegt wird. Um einen Druck an dem Steuerkolben 63 zu erzeugen, gibt die Stellschraube 78 den Federdruck auf das Entlastungsventil 74 frei, so daß sich dieses leicht öffnet. Da das Lecken durch das Nadelventil 72 hindurch klein ist, tritt in der Kammer 66 bald der volle Druck des Systems auf, um auf den Steuerkolben 63 zu wirken. Unter Anlaßbedingungen befindet sich die Hülse 42 in der Stellung für volles Pumpen, und in der Steuerkammer 66 ist kein Druck vorhanden. Arbeitsmittel wird solange abgegeben, bis die Pumpe einen Druck von 7ρ control piston 63 acting pressure of 7 gfc / cm the spring 70 is fully compressed and causes the sleeve 42 to be moved from the position for full pumping to the idle position. In order to generate a pressure on the control piston 63, the adjusting screw 78 releases the spring pressure on the relief valve 74 so that it opens easily. Since the leakage through the needle valve 72 is small, the full pressure of the system soon occurs in the chamber 66 in order to act on the control piston 63. Under cranking conditions, the sleeve 42 is in the full pump position and there is no pressure in the control chamber 66. Working medium is released until the pump has a pressure of 7

2
kg/cm erzeugt, welcher in die Kammer 66 übertragen wird, um die Hülse 42 in die Leerlaufstellung zu bewegen. Danach isf kein Öldurchfluß mehr vorhanden, jedoch befindet sich das austretende Öl auf dem eingestellten Druck.2
kg / cm, which is transferred into the chamber 66 to move the sleeve 42 to the idle position. Thereafter, there is no more oil flow, but the emerging oil is at the set pressure.

Durch Betätigen der Stellschraube 78 kann die Kraft der Feder 75 so erhöht werden, daß Arbeitsmitteldrücke bis zuBy operating the adjusting screw 78, the force of the spring 75 can be increased so that working medium pressures up to

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70 kg/cm erreicht werden können. Bis der Pumpenausgang auf diesen Druck kommt, findet ein volles Pumpen statt, da infolge des geschlossenen Entlastungsventils 7^ in der Steuerkammer 66 kein Druck vorhanden ist» Bei einem Ausgangsdruck von 70 kg/cm beginnt das Absperrventil 74 sich zu Öffnen. Der Druckaufbau in der Steuerkammer 66 hängt von dem Ausmaß des Öffnens des Entlastungsventils 74 und dem eingestellten Lecken des Nadelventils 72 ab. Bei einem Ausgangsdruck von ungefähr2
70 kg / cm can be achieved. Until the pump output reaches this pressure, full pumping takes place, since there is no pressure in the control chamber 66 due to the closed relief valve 7 ^. At an output pressure of 70 kg / cm, the shut-off valve 74 begins to open. The pressure build-up in the control chamber 66 depends on the extent of the opening of the relief valve 74 and the set leakage of the needle valve 72. At an outlet pressure of approximately

ρ ρρ ρ

70 kg/cm steugt der Druck in der Kammer 66 auf 7 kg/cm ,-um die Hülse 42 in die Leerlaufsteilung zu bewegen. Wenn das Lecken durch das Nadelventil 72 hindurch im Vergleich mit der Abgabe aus dem Entlastungsventil 74 gering ist, geht die Pumpe von voller Abgabe in Leerlauf über, wobei sich der Abgabedruck geringfügig ähndert. Die Pumpe ist somit sehr empfindlich. Wenn das Lecken durch das Nadelventil 72 hindurch vergrößert wird, tritt eine größere Druckänderung auf, bevor der Steuerkolben 63 einen vollen Hub macht. Die Steuerung -kann weiterhin derart eingeregelt werden, daß eine Übersteuerung vermieden wird, indem z.B. zwischen dem Entlastungsventil 74 und der Steuervorrichtung 60 ein Nadelventil (nicht dargestellt) angeordnet wird.70 kg / cm increases the pressure in the chamber 66 to 7 kg / cm, -um to move the sleeve 42 to the idle pitch. if the leakage through needle valve 72 in comparison with the discharge from the relief valve 74 is low, goes the pump from full delivery to idle, with the delivery pressure changing slightly. The pump is thus very sensitive. If the leak is through the needle valve 72 is increased, a greater pressure change occurs before the control piston 63 makes a full stroke. The control -can also be adjusted in such a way that overriding is avoided, e.g. by placing between the relief valve 74 and the control device 60 a needle valve (not shown) is arranged.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform *ier hydraulischen Pumpe dargestellt, die unter bestimmten Bedingungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorzuziehen ist. Der Schwingkolben 3 ist mit einem abgesetzten hydraulischen Kolben 81 verbunden, der einen Pumpenteil 82 von großemIn Fig. 4 is another embodiment * ier hydraulic Pump shown, which is preferable to the embodiment described above under certain conditions. The oscillating piston 3 is connected to a remote hydraulic piston 81, which has a pump part 82 of large

2 0 9 8 2 5/0066 BAD ORiGiNAL2 0 9 8 2 5/0066 BAD ORiGiNAL

- ιβ -- ιβ -

Durchmesser und einen Stangenteil 83 von kleinerem Durchmesser aufweist, der sich durch die Endwand 84 des Pumpenzylinders 21 erstreckt. Der den großen Durchmesser besitzende Pumpenteil 82 des Kolbens 8l ist an dem inneren Ende des Pumpenzylinders 21 durch eine Packung 86 abgedichtet, während der Stangenteil 85 an dem äußeren Ende des Pumpenzylinders durch eine Packung 87 abgedichtet ist. Das Herauspumpen von Öl aus der Kammer 31 t>^ei Jedem Hub bzw. die wirksame Fläche des Pumpenkolbens 81 ist durch die Querschnittsflächendifferenz zwischen den Kolbenteilen 82 und 83 bestimmt.Diameter and a rod portion 83 of smaller diameter which extends through the end wall 84 of the pump cylinder 21. The large diameter pump part 82 of the piston 81 is sealed at the inner end of the pump cylinder 21 by a packing 86, while the rod part 85 is sealed at the outer end of the pump cylinder by a packing 87. The pumping out of oil from the chamber 31 t> ^e i each stroke or the effective area of the pump piston 81 is determined by the cross-sectional area difference between the piston parts 82 and 83.

Die Hin- und Herbewegung des Schwingkolbens 3 bewirkt, daß der mit ihm verbundene Pumpenkolben 8l eine Änderung des Volumens der Ölkammer Jl herbeiführt. Durch eine Auswärtsbewegung des Kolbens 8l (gemäß Fig. 4 nach links) wird das Volumen der Kammer 31 vermindert. Das Einlaßrückschlagventil 33 und das Auslaßrückschlagventil 35 stehen mit der Ölkammer 31 in Verbindung und arbeiten in der oben beschrieben Weise. Da das effektive Pumpvolumen je Hub in dem Ölzylinder 21 durch den Unterschied im Querschnitt der beiden Kolbenteile 82 und 83 bestimmt wird, kann der gewünschte Querschnitt im Vergleich zu dem Querschnitt des Schwingkolbens 3 bequem geschaffen werden*The back and forth movement of the oscillating piston 3 causes the pump piston 8l connected to it to change its volume brings about the oil chamber Jl. By moving outwards of the piston 8l (according to FIG. 4 to the left) is the volume the chamber 31 is reduced. The inlet check valve 33 and the outlet check valve 35 are associated with the oil chamber 31 in connection and operate in the manner described above. Since the effective pump volume per stroke in the oil cylinder 21 is determined by the difference in the cross section of the two piston parts 82 and 83, the desired cross section in Compared to the cross section of the oscillating piston 3 convenient be created*

In den Figuren 5 und 6 ist eine andere Vorrichtung zum Ändern des effektiven Pumpenhubes dargestellt. Der aus dem Ende des Zylinders 21 vorstehende Stangenteil 83 kleinen Durchmessers des Pumpenkolbens 8l ist an seinem äußerenIn Figures 5 and 6 is another device for Changing the effective pump stroke shown. The rod part 83 protruding from the end of the cylinder 21 is small Diameter of the pump piston 8l is on its outer

209825/0066 «D209825/0066 «D

Ende rait einem abgerundeten Ring 91 versehen. Ein an dem Zylinder 21 angeordneter Tragarm 92 stützt eine sich parallel zu dem Stangenteil 8j5 des Pumpenkolbens 8l erstreckende Lagerachse 93 ab. Auf der Lagerachse 93 ist' ein Rahmen 95 angeordnet, der eine sich parallel zum Hub des Pumpenkolbens 8-1 erstreckende Stange 96 aufweist. Auf der Stange 96 des RahmensA rounded ring 91 is provided at the end. One on the cylinder Support arm 92 arranged in 21 supports a bearing axis extending parallel to rod part 8j5 of pump piston 8l 93 from. A frame 95 is arranged on the bearing axis 93, the one extending parallel to the stroke of the pump piston 8-1 Having rod 96. On the rod 96 of the frame

95 ist ein Gleitstück 97 angeordnet, das durch einen Energiezylinder 98, welcher der oben beschriebenen Steuervorrichtung 60 ähnlich ist, in irgendeine Stellung längs der Stange95 a slider 97 is arranged, which is supported by an energy cylinder 98, which is similar to the control device 60 described above, in any position along the rod

96 bewegt werden kann. Der Rahmen 95 kann sich in der einen Richtung frei um die Achse 95 drehen und ruht an einem Anschlag 99, dereiner Bewegung in der entgegengesetzten Richtung entgegenwirkt.96 can be moved. The frame 95 can rotate freely in one direction about the axis 95 and rests on a stop 99, that of moving in the opposite direction counteracts.

Wenn der Ring 91 hin- und herbewegt wird, berührt er eine an dem Gleitstück 97 vorgesehene Rolle Io2 und hebt das G.leüstück 97 und die Drehrahmenstange 96 kurzzeitig an. Die Drehrahmenstange 96 schlägt dadurch gegen den Stößel eines Ventils Io4, um dieses zu betätigen. Das Ventil ist ein Entlastungsventil, das, wie dies nachstehend beschrieben wird, über eine Leitung I06 mit der Pumpenkammer J51 in Verbindung steht.When the ring 91 is reciprocated, it contacts a roller Io2 provided on the slider 97 and lifts it G.leüstück 97 and the rotating frame rod 96 briefly on. The rotating frame rod 96 thereby strikes against the plunger of a valve Io4 to operate it. The valve is a relief valve which, as described below, is connected to the pump chamber via line I06 J51 is in communication.

Das Entlastungsventil Io4 ist in Fig. 7 dargestellt. In dieser Figur ist, wie in allen Figuren der Zeichnung,- lediglich die eine von zwei Öffnungen zwecks besserer Übersichtlichkeit dargestellt. Es ist jedoch zu verstehen, daß, wie bei allen ausbalancierten Ventilen für jede Öffnung eineThe relief valve Io4 is shown in FIG. 7. In this figure is, as in all figures of the drawing, - only one of two openings shown for the sake of clarity. However, it should be understood that how one for each opening on all balanced valves

' . BAD ORIG'NAL'. BAD ORIG'NAL

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gleiche und diametral gegenüberliegende Öffnung vorgesehen ist.same and diametrically opposite opening provided is.

Das Ventil Io4 weist einen Zylinder Io7 auf, der eine mit der Leitung I06 verbundene Einlaßöffnung I08 und eine mit einer Leitung Ho verbundene Auslaßöffnung Io9 besitzt. Die Leitung Ιοβ steht mit der Ölkammer j51 in Verbindung, während die Leitung 110 zu dem Sumpf des hydraulischen Systems führt. Ein mit einer mittleren Ausnehmung 112 versehener Kolben 111 schwingt innerhalb des Zylinders I07. Das Ausnehmung 112 steht über einen kleinen Durchgang II5 mit einer Endkammer 115 in Verbindung. Die öffnungen I08 und I09 liegen zwischen den Enden des Zylnders Io7 allgemein in Ausrichtung miteinander, jedoch ist die Öffnung I09 etwas weiter von der Endkammer II5 entfernt. Eine an dem einen Ende des Kolbens 111 angeordnete Druckfeder II6 drückt den Kolben 111 mit einer im allgemeinen geringen Kraft gegen die Endkammer 115. Der Stößel Ioj5 an dem Kolben 111 erstreckt sich zur Außenseite des Ventils Io4 und kann von der Stange 96 des Drehrahmens 95 betätigt werden, wie es oben ausgeführt worden ist. Die Kammer II5 ist übeijeine Leitung II8 und ein Nadelventil(das nicht dargestellt, jedoch dem oben erwähnten Ventil 72 ähnlich ist) mit dem Sumpf verbunden. Das die Feder I06 enthaltende Ende des Zylinders I07 wird übereine Leitung in den Sumpf entleert.The valve Io4 has a cylinder Io7 which is a inlet port I08 connected to line I06 and one has an outlet port Io9 connected to a line Ho. The line Ιοβ is in communication with the oil chamber j51, while the line 110 leads to the sump of the hydraulic system. One provided with a central recess 112 Piston 111 swings within cylinder I07. That recess 112 stands over a small passage II5 with a End chamber 115 in connection. The openings I08 and I09 are generally in alignment between the ends of cylinder Io7 with each other, but the opening I09 is a little wider away from the end chamber II5. One at one end of the piston 111 arranged compression spring II6 presses the piston 111 with a generally small force against the end chamber 115. The plunger Ioj5 on the piston 111 extends to the outside of the valve Io4 and can be removed from the rod 96 of the Rotary frame 95 are operated, as has been stated above. Chamber II5 has a line II8 and a needle valve (the not shown, but similar to valve 72 mentioned above) connected to the sump. That the spring I06 containing end of the cylinder I07 is via a pipe emptied into the swamp.

Wenn der Ring 91 auf die Rolle Io2 trifft, um den vorstehenden Stößel Io3 des Ventils Io4 zu betätigen, wird derWhen the ring 91 meets the roll Io2, the above To operate the tappet Io3 of the valve Io4, the

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Kolben 111 gemäß Fig. 7 senkrecht nach oben bewegt, um die Einlaßöffnung 108, die über die Leitung 106 mit der Pumpenkammer 31 in Verbindung steht, mit der Kolbenausnehmüng 112 zu verbinden» Dadurch wird der Kammer II5 über die Ausnehmung 112 und den Durchgang ll]5J)ruck zugeführt, wodurch ein positiver Impuls auf den Kolben 111 ausgeübt wird, der gegen die Kraft der leichten Feder II6 wirkt.. Dadurch wird die Öffnung Io9 freigelegt und Nebenfluß von der Leitung I06 über die Ausnehmung 112 zur Leitung 110 ermöglicht. Durch den Druckabfall in der Auslaßöffnung I09 und dem in eingeregelter Stellung befindlichen, nicht dargestellten Nadelventil wird das Ventil Io4 offen gehalten, selbst wenn die auf den Stößel Io3 wirkende Kraft weggenommen wird.Piston 111 according to FIG. 7 moved vertically upwards to the Inlet port 108 connected via line 106 to the pump chamber 31 is in communication with the piston recess 112 to connect »This will bring the chamber II5 over the recess 112 and the passage II] 5J) fed back, whereby a positive pulse is applied to the piston 111, the acts against the force of the light spring II6 the opening Io9 exposed and tributary from the pipe I06 via the recess 112 to the line 110 allows. Due to the pressure drop in the outlet port I09 and the in needle valve, not shown, located in the regulated position the valve Io4 is kept open even if the force acting on the plunger Io3 is removed.

Die Wirkung des Entlastungsventils lo*l· zusammen mit dem hydraulischen Zylinder 21 ist folgende: die Pumpe beginnt ihren Energiehub (gemäß Fig. 5 und 6 nach links), wobei das Entlastungsventil lo^ geschlossen ist und ölabgabe zum Auslaß erfolgt. An dem durch die Steuervorrichtung 60 bestimmten Punkt des Hubes (in Fig. 5 und 6 durch ausgezogene Linien dargestellt) wird das Ventil Io4 geöffnet und das Pumpen durch das AuslaßrückschJ^ventil 55 hindurch hört auf, da das Arbeitsmittel aus der Kammer Jl über das Ventil Io4 zum Sumpf geleitet wird. Wie. oben ausgeführt, bleibt das Ventil Io4 auf dem Rest-des Pumpenhubes (in Fig. 5 und 6 durch strichpunktierte Linien dargestellt) offen. Auf dem Rückkehrhub des Pumpenkolbens 8l wird das VentilThe effect of the relief valve lo * l · together with the hydraulic cylinder 21 is as follows: the pump begins its energy stroke (according to FIGS. 5 and 6 to the left), whereby the relief valve lo ^ is closed and oil is dispensed to the outlet. At the point of the stroke determined by the control device 60 (in FIGS. 5 and 6 by solid lines Lines shown) the valve Io4 is opened and the pumping through the outlet check valve 55 hears through on, since the working fluid from the chamber Jl via the valve Io4 is directed to the sump. As. stated above remains the valve Io4 on the remainder of the pump stroke (in Fig. 5 and 6 represented by dash-dotted lines) open. On the return stroke of the pump piston 8l, the valve

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durch die Feder 116 geschlossen, so daß es für die nächste Ableitoperation bereit ist.closed by spring 116 so that it is ready for the next draining operation.

Bei der dargestellten Ausführungsform würde der Ring 91 auch auf dem Rückwärtshub über die Rolle Io2 das Ventil Io4 betätigen. Da jedoch in der Leitung I06 nur ein geringer Abgabedruck: herrscht, ist diese Wirkung ohne Bedeutung. Diese Wirkung kann jedoch leicht dadurch verhindert werden, daß eine einfache zusätzliche Betätigungslenkerverbindung (nicht dargestellt) vorgesehen wird, die lediglich auf die Auswärtsbewegung des Kolbens anspricht.In the embodiment shown, the ring 91 would also be the valve on the return stroke via the roller Io2 Press Io4. However, there is only a small one in line I06 Delivery pressure: if there is, this effect is irrelevant. However, this effect can easily be prevented by that a simple additional control arm connection (not shown) is provided which is only responsive to the outward movement of the piston.

Es sei bemerkt, daß die durch den in Fig. 2 dargestellten Mechanismus erfolgende Einstellung der Abgabe bewirkt, daß auf dem ersten Teil des nach außen gerichteten Pumpenhubes Arbeitsmittel abgeleitet wird, während der restliche Teil des Hubes der wirkliche Pumphub ist. In Fig. 5 und 6 ist eine Ausführung dargeäbellt, bei welcher die Einstellung der Abgabe dadurch erfolgt, daß der erste Teil des Auswärtshubes der Pumphub ist, während der restliche Teil des Hubes zum Ableiten des Arbeitsmitfcesl dient. Je nach den gewünschten Zwecken kann es zuweilen vorzuziehen sein, daß der wirksame Teil des Pumpenhubes am Beginn statt am Ende des Energiehubes liegt. Hierdurch wird ein plötzlicher Druckaufbau vermieden, wenn der Kolben sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, da der Kolben mit dem Pumpen in der mittleren Kolbenstellung beginnt, in welcher seine leschwindigkeit Null ist.It should be noted that the adjustment of the dispensing by the mechanism shown in FIG. that working fluid is diverted on the first part of the outward pump stroke, while the remainder Part of the stroke is the real pump stroke. In Figs. 5 and 6 is an embodiment shown in which the adjustment of the delivery is done by the fact that the first part of the outward stroke is the pumping stroke, while the remaining part of the stroke is used to divert the work material. Depending on the desired For purposes, it may sometimes be preferable to have the effective part of the pump stroke at the beginning rather than at the end of the energy stroke lies. This avoids a sudden build-up of pressure when the piston is moving at high speed, because the piston starts pumping in the middle piston position, in which its delivery speed is zero.

Es ist weiter zu bemerken, daß die EinsteilvorrichtungenIt should also be noted that the adjustment devices

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gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 5 und 6 sich aus dem Aufbau innerhalb des Pumpenzylinders und dem an der Außenseite des Pumpenzylinders angeordneten Aufbau ergeben. Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführung ist diejenige eines Systems konstarien Druckes und arbeitet dahingehend, einen konstanten Ausgangsöldruck bei "veränderlichen Flußgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten. Es ist jedoch ersichtlich, daß das Gleitstück 97, wenn es gewünscht wird, auch unabhängig vom Druck durch einen dem in Fig. 2 dargestellten Schraubenglied 50 ähnlichen Aufbau längs der Drehrahmenstange 96 bewegt werden kann.according to FIG. 2 or FIGS. 5 and 6 can be derived from the structure within of the pump cylinder and the structure arranged on the outside of the pump cylinder. The ones shown in Figs The embodiment shown is that of a constant pressure system and operates to maintain a constant output oil pressure at "varying flow rates. It can be seen, however, that the slider 97, if so desired, also independently of the pressure by means of a structure similar to the screw member 50 shown in FIG can be moved along the rotating frame rod 96.

Obwohl es möglich ist, eine Schwingvorrichtung, wie sie hier beschrieben worden ist, mit einem üblichen Kolben auszuführen, der Kolbenringe aufweist und bei dem einejOlschmie-Although it is possible to have a vibrating device like her has been described here to be carried out with a conventional piston which has piston rings and in which a joint

jedoch
rung vorgesehen ist, ist es/vorzuziehen, eine Luftsehmierung des Kolbens zu verwenden, wie es in der oben genannten USA-Patentschrift 2 983 098 beschrieben ist. Die Arbeitstemperaturen können dann bei verbessertem Wirkungsgrad höher sein, da die Temperaturen nicht durch Anwesenheit von Schmieröl begrenzt sind.However
It is / is preferable to use air suction of the piston as described in U.S. Patent No. 2,983,098 referenced above. The working temperatures can then be higher with improved efficiency, since the temperatures are not limited by the presence of lubricating oil.

Das Spiel zwischen den Schwingkoiben und dem Zylinder soll klein sein,.um Verluste infolge Gasdurchsickerns an den Kolben vorbei auf einem Minimum zu halten. Das Kriterium für das zulässige Spiel ist das maximal zulässige Hindurchsickern während des bei vollem Kreislauf erfolgenden Arbeitens, bei welchem die Dauer des hohen Druckes, der ein Hindurchsickern von Gas verursacht, sehr kurz ist. Wenn während diesesThe clearance between the oscillating head and the cylinder should be small to avoid losses due to gas leakage to the Keep flask passing to a minimum. The criterion for the allowable play is the maximum allowable leakage while working in full circulation, where the duration of the high pressure, the seepage caused by gas, is very short. If during this

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■kurzen Zeitraumes die Menge des durch den hohen Druck auftretenden Gasverlustes im Vergleich zu der Gesamtmenge des Gases gering ist, z.B. 1 oder 2 % beträgt, dann ist das Spiel zulässig. ■ For a short period of time the amount of gas loss occurring due to the high pressure is small compared to the total amount of gas, eg 1 or 2 % , then the clearance is permissible.

Es ist erwünscht, die Kolben und Zylinder mit einem kleinen Anfangsspiel auszuführen und dieses Spiel während des Arbeitens aufrechtzuerhalten. Wenn die Wärmeausdehnungen des Zylinders und der Kolben während des Anlassens, Arbeitens und Anhaltens der Einrichtung eng bemessen sind, kann das kleine minimale Spiel dauernd aufrechterhalten werden. Dies ist dadurch möglich, daß zwischen dem Zylinder und den Kolben bestimmte Temperaturverhältnisse aufrechterhalten werden, die sich mit einer gleichförmigen Ausdehnung des Zylinders und der Kolben vertragen, oder dadurch, daß die Wärmeausdehnung des Zylinders und der Kolben vermieden oder weitgehend vermindert wird.It is desirable to design the pistons and cylinders with a small initial clearance and this clearance during of working. When the thermal expansions of the cylinder and pistons are tightly sized during starting, operating and stopping the device, this can small minimum play to be maintained permanently. This is possible because between the cylinder and the piston certain temperature conditions are maintained, which result in a uniform expansion of the cylinder and the piston tolerated, or by the fact that the thermal expansion of the cylinder and the piston avoided or largely is decreased.

Ein mögliches Verfahren zum Aufrechterhalten eines gleichmäßigen Spiels besteht darin, den Zylinder und die Kolben aus bestimmten Materialien herzustellen und die Temperaturänderungen des Zylinders und def Kolben umgekehrt proportional zu den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien zu halten. Der die Schwingkolben 3 aufnehmende Zylinder 1 kann dadurch auf gleichmäßiger und vorbestimmter Temperatur gehalten werden, daß er mit einem Kühlmantel 122 (Pig. I) versehen wird,durch den ein Kühlmittel strömt. Der Kühlmantel 122 kann in mehrere Teile unterteilt werden, und die Temperatur jedesOne possible method of maintaining even clearance is to make the cylinder and piston off Manufacture certain materials and the temperature changes of the cylinder and def piston are inversely proportional to it to maintain the coefficient of thermal expansion of the materials. The cylinder 1 receiving the oscillating piston 3 can thereby be kept at a uniform and predetermined temperature that it is provided with a cooling jacket 122 (Pig. I) through which a coolant flows. The cooling jacket 122 can be divided into several parts and the temperature of each

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Teiles kann für sich geregelt werden. Beispielsweise kann ein Mantel 123 um den mittleren Teil des Zylinder? 1 vorgesehen sein, und getrennte untereinander verbundene Mantel 124 und 125 können um die Enden des Zylinders 1 angeordnet sein. Die Kühlmittelflüsse durch die einzelnen Mantelteile hindurch werden unabhängig voneinander durch Thermostaten geregelt. - " ■ .Part can be regulated for itself. For example, can a jacket 123 around the middle part of the cylinder? 1 provided and separate interconnected shells 124 and 125 may be placed around the ends of cylinder 1 be. The coolant flows through the individual jacket parts are regulated independently of one another by thermostats regulated. - "■.

Es ist möglich, den Zylinder 1 dadurch zu kühlen, daß das hydraulische Arbeitsmittel als Kühlmöbel verwendet wird. Wenn ein Silikonöl oder irgendein anderes HochtemperaturÖl als Arbeitsmittel verwendet wird, kann die Betriebstemperatur bis zu pl6 C betragen, um höhe Wirkungsgrade zu gewährleisten. Wenn es erforderlich ist, kann ein Wärmeaustauscher in dem Arbeitsmittel erzeugte übermäßige Wärme zerstreuen.It is possible to cool the cylinder 1 by that the hydraulic equipment is used as a refrigeration unit. If a silicone oil or any other high temperature oil is used as a working medium, the operating temperature can be up to pl6 C in order to ensure a high degree of efficiency. If required, a heat exchanger can dissipate excessive heat generated in the working fluid.

Nachstehend wird ein außerordentlich empfindliches zwangsläufig arbeitendes Thermostatventil beschrieben, das zum Aufrechterhalten konstanter Temperaturen geeignet ist, obwohl auch andere Arten von Ventilen in ähnlicher Weise verwendet werden können.The following describes an extremely sensitive inevitable thermostatic valve which is suitable for maintaining constant temperatures, although other types of valves are used in a similar manner can be.

In Fig. 8 ist ein Thermostatventil 128 dargestellt, welches eine Bohrung 129 gleichmäßigen Durchmessers aufweist. Ein Kolben 13I mit einer mittleren Ringnut 132 steht in der Bohrung 129 unter dem Einfluß eines Balgens 133 und einer Feder 135. Eine Rohrleitung 136 dient als Einlaß für das Arbeitsmittel. Eine Rohrleitung 137 bildet die Hinleitung zu. dem Kühlmantel und eine Rohrleitung I38 die Rückleitung von8 shows a thermostatic valve 128 which has a bore 129 of uniform diameter. A piston 13I with a central annular groove 132 is in the Bore 129 under the influence of a bellows 133 and one Spring 135. A pipe 136 serves as an inlet for the working medium. A pipe 137 forms the feed line to. the cooling jacket and a pipe I38 the return line from

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dem Kühlmantel. Eine Rohrleitung I4o dient als Auslaß für das Arbeitsmittel und steht mit einem anderen Mantel oder mit dem hydraulischen System in Verbindung. Eine Rohrleitung ]Al dient zum Abführen von Leckflüssigkeit zu dem Sumpf. Der Balgen iy$ ist mit einem Hochdruckgas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt, die einen hohen und rasch veränderbaren Dampfdruck in dem Temperaturbereich besitzt, in welchem eine Regelung zu erwarten ist.the cooling jacket. A pipe I4o serves as an outlet for the working medium and is in connection with another jacket or with the hydraulic system. A pipeline] Al serves to discharge leakage fluid to the sump. The bellows iy $ is filled with a high pressure gas or with a liquid which has a high and rapidly changeable vapor pressure in the temperature range in which regulation is to be expected.

Die Temperatur des aus dem Kühlmantel 122 zurückkehrenden Öles ist ein gutes Maß für die Temperatur des Zylinders 1. Der Balgen befindet sich annähernd auf der Temperatur dieses zurückkehrenden Öles. Wenn die Temperatur des Kühlmantels 122 gering ist, befindet sich der Kolben IJl in seiner am höchsten angehobenen Stellung (Fig. 8), und der Zufluß zu dem Kühlmantel 122 ist gering. Ein Anschlag 142 ist für den Kolben IJl vorgesehen, so daß dauernd etwas Öl von der Einlaßrohrleitung 136 über die Nut 1^2 zu der Rohrleitung 137 und damit zu dem Kühlmantel 122 flfeßt. Der Hauptteil des Öles fließt durch einen Nebenwegdurchgang 144 hindurch in die Ausgangsleitung l4O* Wenn die Temperatur des von dem Kühlmantel 122 zurückkehrenden Öls ansteigt und die eingestellte Temperatur erreicht, bewegt sich der Kolben Ij51 gemäß Fig. 8 nach unten, wodurch der Zufluß in die zu dem Kühlmantel 122 führende Leitung 137 erhöht und der Nebenfluß in den Durchgang 144 entsprechend gedrosselt wird. Um die ArbeitstempBratur zu ändern, kann eine Vorrichtung zum Ver-The temperature of the returning from the cooling jacket 122 Oil is a good measure of the temperature of cylinder 1. The bellows is approximately at the same temperature of this returning oil. When the temperature of the cooling jacket 122 is low, the piston 11 is in its at the highest raised position (Fig. 8), and the flow to the cooling jacket 122 is low. A stop 142 is for the piston IJl provided, so that constantly some oil from the Inlet pipe 136 via groove 1 ^ 2 to the pipe 137 and thus to the cooling jacket 122 flows. The main part of the oil flows through a bypass passage 144 into the output line l4O * If the temperature of the As the cooling jacket 122 rises as the oil returns and reaches the set temperature, the piston Ij51 moves 8 downwards, whereby the inflow into the line 137 leading to the cooling jacket 122 increases and the tributary is throttled accordingly in the passage 144. In order to change the working temperature, a device for

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stellen der Feder 135 vorgesehen werden.set the spring 135 are provided.

Bei den Schwingkolben 3 besteht das Bestreben, heißer zu werden als der Zylinder 1,, weil sie Wärme unmittelbar aus den sehr heißen Abgasen aufnehmen und die Wege, auf welchen sie diese Wärme verlieren bzw, abgeben, nicht von hoher Wärmeleitfähigkeit sind. Während ihrer Bewegung geben die Kolben Wärme an den Zylinder durch einen sehr dünnen Luftfilm hindurch ab. Die Temperaturverteilung in den Kolben 3 ist im allgemeinen nicht gleichmäßig, da die Wärme an der einen Stirnfläche aufgenommen wird und Überall hingeleitet werden muß. Eine gleichmäßige Kolbentemperatur kann nährungsweise durch verschiedene Mittel erreicht werden, um die Ausdehnung des Kolbens zu regeln.The oscillating piston 3 tends to be hotter to be called the cylinder 1 ,, because it heats immediately absorb from the very hot exhaust gases and the ways in which they lose or give off this heat, not from high thermal conductivity. During their movement, the pistons give heat to the cylinder through a very thin one Film of air through it. The temperature distribution in the flask 3 is generally not uniform, since the heat at the an end face is recorded and must be guided everywhere. A uniform bulb temperature can approximate can be achieved by various means to control the expansion of the piston.

Die Sch.wingkolben 3 können durch ein Kühlmittel und gewünschtenfalls durch das Arbeitsmittel mit einer Anordnung gekühlt werden, wie sie in Fig. 9 veranschaulicht ist. Bei dieser Anordnung ist der Kolben 146 hohl und begrenzt einen inneren Hohlraum 147. Ein kleinerer Behälter 149 begrenzt einen zentralen Raum 150, welcher mit derAußenseite über Öffnungen 152 und 153 in den gegenüberliegenden Endwänden des Behälters 149 in Verbindung steht. Der Behälter 149 ist innerhalb des Hohlraumes 147 des Kolbens 146 angeordnet und wird durch auf seinem Umfang im Abstand voneinander angeordnete Rippen 155 (von denen nur eine dargestellt ist) an Ort und Stelle gehalten. Mit dem Kolben 146 ist ein Rohr I56 verbünden. Innerhalb des Rohres 156 istThe oscillating piston 3 can be cooled by a coolant and if desired, be cooled by the working medium with an arrangement as illustrated in FIG. 9. In this arrangement, the piston 146 is hollow and defines an interior cavity 147. A smaller container 149 defines a central room 150 which communicates with the outside via openings 152 and 153 in the opposite end walls of the container 149 is in communication. The container 149 is arranged within the cavity 147 of the piston 146 and is represented by ribs 155 (only one of which is spaced from one another) on its circumference is) held in place. A tube 156 is connected to the piston 146. Inside the tube 156 is

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ein Rohr 158 von kleinerem Durchmesser angeordnet, das an dem äußeren Ende des Pumpenzylinders 21 befestigt ist. Das Rohr 156 bewegt sich auf dem Hub des Kolbens 146 relativ zu dem Rohr 158, wobei sich das Rohr 158 in der Öffnung 152 frei verschieden kann. Die Rohre 156 und 158 schaffen zwischen sich einen ringförmigen Durchgang 160 und innerhalb des Rohres 158 einen Duchgang 161,. die mit dem Hohlraum 147 bzw. dem zentralen Raum 150 in Verbindung stehen.arranged a tube 158 of smaller diameter, which is attached to the outer end of the pump cylinder 21 is fixed. That Tube 156 moves relatively on the stroke of piston 146 to tube 158, with tube 158 in the opening 152 can be freely different. The tubes 156 and 158 create an annular passage 160 therebetween and within of the pipe 158 has a passage 161 ,. the one with the cavity 147 or the central room 150 are in communication.

Der Unterschied zwischen den äußeren Querschnitten der Rohre 156 und 158 bestimmt die je Hub erfolgende Volumenänderung in der ausdehnbaren Arbeitsmittelkammer 3I· Der äußere Querschnitt des inneren Rohres 158 bestimmt die Volumenänderung je Hub innerhalb des Raumes 150. Die. Gesamtabgabe der Pumpe ist die Summe der beiden Volumina, und sie erfolgt, wie oben beschrieben, über das Rückschlagventil und über eine Leitung l62, die ein Rückschlagventil 163 enthält. Thermostatventile 164 der ausbalancierten Art sind in den Auslaßleitungen vorgesehen, und sie arbeiten dahingehend, den Ausfluß aus der Leitung so zu regulieren, wie es durch den geforderten Kühlmittelfluß bestimmt ist.The difference between the outer cross-sections of the tubes 156 and 158 determines the change in volume occurring per stroke in the expandable working medium chamber 3I · The outer cross section of the inner tube 158 determines the volume change per stroke within the space 150. The. Total charge of the pump is the sum of the two volumes, and it takes place, as described above, via the non-return valve and via a line l62, which has a check valve 163 contains. Thermostatic valves 164 are of the balanced type are provided in the outlet conduits, and they work to regulate the outflow from the conduit as it does is determined by the required coolant flow.

Bei der Einwärtsbewegung des Kolbens 146 wird öl aus der Kammer J51 durch den ringförmigen Durchgang 160 und den Hohlraum 147 hinduroh in den Raum 150 geführt. Der effektive Durohfluiä duroh die Leitung 162 und durch den Kolben 146 hinduroh kann In Abhängigkeit von der Einstellung der Thermostatventil© I6& nach Wunsch gewändert werden. Jedoch wird ohneAs the piston 146 moves inward, oil will run out the chamber J51 through the annular passage 160 and the Cavity 147 led into room 150. The effective pressure flow through line 162 and through piston 146 hinduroh can, depending on the setting of the thermostatic valve © I6 & can be changed as desired. However, without

_;; 209825/0066 bad original _; ; 209825/0066 bad original

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Rücksicht auf den Durchfluß in dem Kolben 146 das in diesem befindliche Arbeitsmittel bei jedem Pumpenhub wenigstens teilweise zirkulieren gelassen. -Consider the flow in the piston 146 that in this working fluid located at least partially circulated with each pump stroke. -

In Fig. 10 ist im Schnitt ein Schwingkolben dargestellt, bei welchem eine Wärmeregelung durch ein Kühlmittel erfolgt, das innerhalb des Kolbens durch einen in ihm angeordneten Aufbau zirkulieren gelassen wird. Der hohfe Schwingkolben 165 begrenzt eine Kammer 166, die überjeinen Durchgang I67 in einer hohlen Verbindungsstange 168 mit der Ölkammer 31 (nicht dargestellt) des hydraulischen Zylinders 21 an dem äußeren Ende der Stange 168 in Verbindung steht. Ein Rohr 169, das mit dem Durchgang 167 in Verbindung steht, erstreckt sich zu einem entfernt liegenden Teil der Kammer 166. Leichte Rückschlagventile 170 und 17I gestattenjeinen Fluß in Richtung der Pfeile. Innerhalb eines getrennten Raumes 174, der gegen die Kolbenkammer 166 durch ein Ventil 177 abgeschlossen ist, ist ein Balgen 172 angeordnet. Der Balgen 172 ist mit einem komprimierten Gas gefüllt, das unter einem Druck von annähernd 3,5 bis A,2 kg/cm steht (der größer als der Einlaßöldruck, jedoch kleiner als der Auslaßdruck ist). Somit fällt der Balgen 172 beim Anlegen eines größeren äußeren Druckes von z.B. 7kg/cm auf ein minimales Volumenfzusammen und legt sich gegen einen Anschlag (nicht dargedbellt), so daß bei weiterem Anstieg des äußeren Drucks der Balgen nicht weiter zusammenfallen kann. Das Ventil 177 wird durch einen Thermostaten 178 geöffnet, wenn dieIn Fig. 10, an oscillating piston is shown in section, in which heat is controlled by a coolant, the inside of the piston by a arranged in it Build-up is circulated. The hollow oscillating piston 165 delimits a chamber 166 which extends over each passage I67 in a hollow connecting rod 168 with the oil chamber 31 (not shown) of the hydraulic cylinder 21 on the outer end of the rod 168 is in communication. A pipe 169, which is in communication with the passage 167, extends to a distant portion of chamber 166. Lightweight check valves 170 and 17I permit Flow in the direction of the arrows. Within a separate space 174, which is against the piston chamber 166 through a valve 177 is completed, a bellows 172 is arranged. Of the Bellows 172 is filled with a compressed gas, which is below a pressure of approximately 3.5 to A.2 kg / cm (the greater than the inlet oil pressure but less than the outlet pressure is). Thus, the bellows 172 falls to a minimum when a greater external pressure of, for example, 7 kg / cm is applied Volume collapses and lies against a stop (not dargedbellt), so that with a further increase in external pressure the bellows cannot collapse any further. The valve 177 is opened by a thermostat 178 when the

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Temperatur des Öles in der Kolbenkammer 166 auf die vorbestimmte Arbeitstemperatur ansteigt. Die Volumenänderung des Balgens 1J2 entspricht einem Bruchteil der Volumenverdrängung je Hub der hydraulischen Pumpe, und sie beträgt annähernd 10$.The temperature of the oil in the piston chamber 166 rises to the predetermined working temperature. The change in volume of the bellows 1J2 corresponds to a fraction of the volume displacement per stroke of the hydraulic pump, and it is approximately $ 10.

Wenn der Thermostat I78 geschlossen ist, besteht in der Wirkung kein Unterschied gegenüber einem massiven Kolben, mit Ausnahme eines kleinen Effektes infolge der Zuammendrückarbeit des Öles. Wenn sich der Thermostat 178 öffnet, ändert der Balgen 172 bei jedem Hub sein Volumen, um innerhalb der Kolbenkammer Ιββ Öl durch die Rückschlagventile 170 und 171 hindurch zirkulieren zu lassen. Diese begrenzte ölzirkulation wirkt dahin, eine gleichmäßige Kolbentemperatur und damit eine gleichmäßige Kolbenausdehnung aufrechtzuerhalten.When the thermostat I78 is closed, the Effect no difference compared to a massive piston, with the exception of a small effect due to the compression work of the oil. When the thermostat 178 opens, the bellows 172 changes volume to within with each stroke the piston chamber Ιββ oil through the check valves 170 and 171 to circulate through it. This limited oil circulation acts to maintain an even piston temperature and thus an even piston expansion.

In Fig. 11 ist eine andere Pumpenausführung dargesteXfc, die besonders zum Arbeiten mit einem durch einen Schwingkolben gemäß einer der Fig. 12 ähnlichen Ausführung hindurch vollständig zirkulierenden Kühlmittel geeignet ist. Der Pumpenzylinder 21 besitzt eine Bohrung I80, welche ein Einlaßrückschlagventil 182 und ein Auslaßrückschlagventil 185 an ihren gegenüberliegenden Enden aufweist. Ein Durchgang I85 steht mit der Bohrung I80 an einer Öffnung I86 und einer Öffnung 187 in Verbindung, die in allgemeiner Ausrichtung mit den Rückschlagventilen 182 bzw. I8j5 liegen. Ein Thermostatventil, welches dem in Fig. 6 gezeigten ähnlich sein kann, ist bei 189 schematisch angedeutet. Eine Leitung 190 istIn Fig. 11, another pump design is shown, especially for working with an oscillating piston according to an embodiment similar to FIG. 12 fully circulating coolant is suitable. The pump cylinder 21 has a bore I80 which is an inlet check valve 182 and an outlet check valve 185 on having their opposite ends. A passage I85 communicates with the bore I80 at an opening I86 and an opening 187 that are in general alignment with the check valves 182 and I8j5. A thermostatic valve, which may be similar to that shown in Fig. 6, is indicated schematically at 189. A line 190 is

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mit einem Entlastungsventil verbunden, daß dem in Fig. 7 gezeigten Ventil Io4 ähnlich ist.connected to a relief valve that the in Fig. 7 valve Io4 shown is similar.

Der Pumpenkolben I92 weist mehrere Teile verschiedener Durchmesser auf, nämlich einen äu'ßeren -Teil 193 von kleinstem Durchmesser, einen mittleren Teil!95" von größtem Durchmesser, der dem Umfang der Bohrung I80 nahekommt, und einen inneren Teil 196 von mittlerem Durchmesser. Die Endteile 193 und des Pumpenkolbens 192 erstrecken sich durch die Endwände des Pumpenzylinders 21 hindurch und sind durch zweckentsprechende Mittel, beispielsweise Packungen I98 bzw. I99 abgedichtet. Die Pumpenkammer 31 wird somit allgemein innerhäb der gesamten Bohrung 18© durch einen Raum 2ol auf der äußeren Seite und durch einen Raum 2e2 auf der inneren Seite des mittleren Kolbenteiles 195 gebildet.The pump piston I92 has several parts of different Diameter, namely an outer part 193 of the smallest Diameter, a middle part! 95 "of largest diameter, which approximates the circumference of bore I80, and an inner one Part 196 of medium diameter. The end portions 193 and pump piston 192 extend through the end walls of the pump cylinder 21 and are sealed by appropriate means, for example packings I98 or I99. The pump chamber 31 is thus generally internal the entire bore 18 © through a space 2ol on the outer side and through a space 2e2 on the inner side of the middle piston part 195 formed.

Der innere Teil 19.6 des Kolbens 192 ist aus einem Rohr 2o3 gebildet, welches ein kleineres Rohr 2o4 aufnimmt. Die Rohre 203 und 2o4 bilden somit einen ringförmigen Durchgang 2o6 und einen zentralen Durchgang 2o7. In dem äußeren Teil 193 des Kolbens 192 vorgesehene radiale Öffnungen 2o9 verbinden den Raum 2ol mit dem Durchgang 2o7 in dem kleineren Rohr 2o4. In dem inneren Teil 196 des Kolbens 192 (d.h. in dem Rohr 203) vorgesehene radiale öffnungen 21ο verbinden den Raum 2o2 mit dem ringförmigen Durchgang 2o6.The inner part 19.6 of the piston 192 is made of a tube 2o3 formed, which receives a smaller tube 2o4. The tubes 203 and 204 thus form an annular passage 2o6 and a central passage 2o7. Connect radial openings 2o9 provided in the outer part 193 of the piston 192 the space 2ol with the passage 2o7 in the smaller pipe 2o4. In the inner portion 196 of the piston 192 (i.e. in the tube 203) provided radial openings 21ο connect the space 2o2 with the annular passage 2o6.

Der mittlere Teil 195 des Kolbens 192 braucht mit dem Umfang der Bohrung 180 keinen abdichtenden Paßsitz zu haben; es ist ausreichend, wenn er für das Arbeitsmittel ein Weg mitThe middle part 195 of the piston 192 needs with the The circumference of the bore 180 does not have a tight fit; it is sufficient if he has a path with him for the work equipment

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hohem Widerstand gegen Lecken schafft. Durch die Hin- und Herbewegung der Pumpe wird somit ein Pumpen von Arbeitsmittel aus der Kammer 31 durch das Auslaßrückschlagventil 183 hindurch als Folge der unterschiedlichen Flächen der Kolbenteile 193 und I96 bewirkt. Das aus dem Raum 2ol kommende Arbeitsmittel nimmt dabei folgenden Weg: 1) durch den Nebenwegdurchgang 185 hindurch; 2) zwischen dem mittleren Teil 195 und dem Umfang der Bohrung I8Q hindurch und 3) durch die Öffnungen 2o9 hindurch in den Durchgang 2o7, durch den nachstehend zu beschreibenden Kolbenaufbau hindurch und dann zurück durch den ringförmigen Durchgang 2o6 und die radiale Öffnungen 21o hindurch in den Raum 2o2 und von da aus dem AuslaßrUckschlagventil I83 heraus. Wennjias Thermostatventil I89 weit geöffnet ist, dann ist ersichtlich, daß nur eine sehr geringe Zirkulation durch den Kolben hindurch infolge des relativen Widerstandes der Wege vorhanden ist. Wenn das Thermostatventil I89 geschlossen ist, wird nahezu die gesamte gepumpte Menge durch den Kolben hindurchgeführt. Die Arbeltsweise ist hier derart, daß während ein Durchfluß durch den Kolben 192 in beiden Richtungen erfolgt, der Fluß in der einen Richtung viel größer als in der anderen Richtung ist, wobei das Verhältnis durch die relativen Flächen der Kolbenteile I95 und 196 bestimmt wird. So würden beispielsweise auf dem Auswärtshub 12o % der gepumpten Menge durch den Kolben hindurchgehen und auf dem Rüokkehrhub 20 56 zurückströmen. creates high resistance to licking. The reciprocating movement of the pump thus causes working medium to be pumped out of the chamber 31 through the outlet check valve 183 as a result of the different areas of the piston parts 193 and 196. The working medium coming from the room 2ol takes the following route: 1) through the bypass passage 185; 2) between central portion 195 and the periphery of bore I8Q; and 3) through openings 2o9 into passage 2o7, through the piston assembly to be described below, and then back through annular passage 2o6 and radial openings 21o into Room 2o2 and from there out the outlet check valve I83. When Jia's thermostatic valve 189 is wide open, it can be seen that there is very little circulation through the piston due to the relative resistance of the paths. When thermostatic valve 189 is closed, almost all of the pumped amount is passed through the piston. The operation here is such that while there is flow through piston 192 in either direction, the flow in one direction is much greater than in the other direction, the ratio being determined by the relative areas of piston parts 195 and 196. For example, 120 % of the pumped amount would pass through the piston on the outward stroke and flow back on the return stroke 20-56.

.209825/0066 _gAD _ommi .209825 / 0066 _gAD _ommi

-31 - 1628401-31 - 1628401

Eine Masohinenkolbenausfiährung, die insbesondere für ein vollständig zirkulierendes Kühlmittel geeignet ist, ist in Pig, 12 und IJ dargestellt. Das äußere Rohr. 2o3 und das innere Rohr 2o4- begrenzen die getrennten DurchflußdurchgängeA masohin piston version, especially for a fully circulating coolant is suitable is shown in Pig, 12 and IJ. The outer tube. 2o3 and that inner tube 2o4- limit the separate flow passages

206 und 2o7. Statt daß ein Ölfluß lediglieh innerhalb des Maschinenkolbens 212 auftritt, fließt das öl durch Lähgslöcher 214 in der Wand 215 hindurch. Diese Löcher 214 münden in Sammelleitungen 216 und 217 in den Enden des Kolbens 212, wobei diese Sammelleitungen Jeweils nur mit einem der Durchgänge 2ö6 und 2o7 verbunden sind. Der innere Rohrdurchgang206 and 2o7. Instead of an oil flow only within the Engine piston 212 occurs, the oil flows through paralysis holes 214 in the wall 215 through. These holes 214 open in manifolds 216 and 217 in the ends of the piston 212, these manifolds each having only one of the passages 2ö6 and 2o7 are connected. The inner pipe passage

207 ist unmittelbar mit der inneren Sammelleitun-g 2l6 verbunden, die ihrerseits über die Langlöcher 214 mit der äußeren Sammelleitung 217 und von dieser mit dem ringförmigen Durchgang 2o6 in Verbindung steht.207 is directly connected to the inner collecting line 2l6, which in turn via the elongated holes 214 with the outer manifold 217 and from this with the annular Passage 2o6 communicates.

Es ist erwünscht, daß der Fluß durch den Kolben hindurch durch den Temperaturunterschied zwischen dem Kolben und dem Zylinder geregelt wird. Der Kühlmittelfluß wird somit derart eingeregelt, daß diese beiden Temperaturen nahezu gleich gehalten werden, selbst während vorübergehender Perioden, wie z.B. beim Anlassen, wenn die Temperaturen noch nicht ihr eingeregeltes Maximum erreicht haben. Ein Thermostat für diesen Zweck könnte ein dem in Fig. 8 gezeigten ähnlicher Thermostat sein, mit der Ausnahme, daß die Feder 135 durch einen zweiten Balgen (nicht dargestellt) ersetzt ist. Der eine Balgen ist in aus dem Zylinder zurückkehrendem öl eingetaucht, und der andere Balgen wird von aus dem KolbenIt is desirable that the flow be through the piston is regulated by the temperature difference between the piston and the cylinder. The coolant flow thus becomes such regulated that these two temperatures are almost the same even during temporary periods, such as when starting the engine when the temperatures are not yet theirs have reached the regulated maximum. A thermostat for this purpose could be similar to that shown in FIG Be thermostat, with the exception that the spring 135 through a second bellows (not shown) is replaced. Of the a bellows is in oil returning from the cylinder submerged, and the other bellows is removed from the piston

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zurückkehrendem Öl umspült. Wenndie Kolbentemperatur höher als die Temperatur des Zylinders ist, bewegt sich das Ventil, um den Fluß durch den Kolben zu erhöhen, und umgekehrt. Die Balgen sind in diesem Fall vorzugsweise mit einem Gas unter ziemlich hohem Druck gefüllt,, um über den Arbeitsbereich eine annähernd gleichbleibende Empfindlichkeit zu haben. 'returning oil. When the piston temperature is higher than the cylinder temperature, the valve moves, to increase the flow through the piston and vice versa. The bellows are preferably with in this case filled with a gas under fairly high pressure, to get over the Working area an almost constant sensitivity to have. '

Wenn das hydraulische Arbeitsmittel gleichzeitig das Kühlmittel ist, besteht eine praktische Grenze der Betriebstemperatur der Zylinder und der Kolben, selbst wenn ein Medium, ein SilikonÖl, verwendet wird. Wenn der Wirkungsgrad von großer Bedeutung ist, ist es erwünscht, die Betriebstemperatur zu erhöhen. Das Kühlmittel und das Arbeitsmittel können dann getrennt werden.If the hydraulic working fluid is also the coolant, there is a practical limit to the operating temperature the cylinder and the piston, even if a medium, a silicone oil, is used. When the efficiency of great importance, it is desirable the operating temperature to increase. The coolant and the working fluid can then be separated.

Eine andere Möglichkeit, ein gleichmäßiges Spiel aufrechtzuerhalten, besteht darin, die Kolben aus einem Material herzustellen, das einen sehr geringen Ausdehnungskoeffizienten· besitzt, und lediglich den Zylinder zu kühlen. Es sind zwei Ausführungen eines solchen Kolbens möglich. Bei der ersten Ausführung wird ein massiver Kolben aus "Lithrafax" (Warenbezeichnung der Fa. The Carborundum Company), Quarz, Hartglas, Porzellan od.dgl. verwendet. Bei der zweiten Ausführung wird eine Material geringer Ausdehnung verwendet, welches gegen die Hitze an den freiliegenden Kolbenenden durch Isolierplatten geschützt ist.Another way to maintain even play, consists in making the pistons from a material that has a very low coefficient of expansion owns, and only to cool the cylinder. Two versions of such a piston are possible. In the first execution is a massive piston made of "Lithrafax" (Trade name of the company. The Carborundum Company), quartz, hard glass, porcelain or the like. used. In the second run a low expansion material is used, which is heat resistant on the exposed piston ends is protected by insulating plates.

Zunächst soll ein massiver Kolben betrachtet werden,First of all, consider a massive piston,

209825/0066 bad orig.nal209825/0066 bad orig.nal

der aus einem der oben angeführten Materialien besteht. Jedes dieser Materialien ist im allgemeinen spröde, jedoch besitzt es eine hohe Druckfestigkeit. Die Kolben sind lediglich Druckbelastungen ausgesetzt und erhalten keine plötzlichen Schläge» Aus allen diesen Materialien können Kolben bequem mit hoher Präzision und mäßigen Fertigungskosten hergestellt werden. ·which consists of one of the materials listed above. Each of these materials are generally brittle, however it has a high compressive strength. The pistons are merely Subject to pressure loads and not receive sudden blows »From all these materials you can Pistons can be conveniently manufactured with high precision and moderate manufacturing costs. ·

Der Ausdehnungskoeffizient von geschmolzenem Quarz beträgt in einem Temperaturbereich von 0 biqELOO°C ungefähr 0,55 x 10" /°C. Der Ausdehnungskoeffizient von "Lithrafax" beträgt ungefähr 0,69 χ 10~⁶/ ⁰C. Somitdehnt sich ein Kolben von etwa Io2 mm (4") Durchmesser, der von 21°C auf 300°C erhitzt wird, im Radiuß nur um 0,0076 mm (0,0.003") aus. Es ist daher möglich, einen Kolben herzustellen, dessen Ausdehnung während des Arbeitens. sehr gering . < ist. Die einzige Temperaturregelung, die dann erforderlich ist, besteht darin, den Zylinder ausreichend zu kühlen, um das Spiel im Betrieb allgemein konstant zu halten, so daß Leckverluste ausgeschaltet bzw. gering gehalten werden.The coefficient of expansion of fused quartz is in a temperature range of 0 ° C biqELOO about 0.55 x 10 "/ ° C. The coefficient of expansion of" Lithrafax "is about 0.69 χ 10 ~ ^{^6/0} C. Thus Stretches a piston of about Io2 mm (4 ") diameter, heated from 21 ° C to 300 ° C, is only 0.0076 mm (0.0.003") in radius. It is therefore possible to make a piston that can expand while working The only temperature control that is then required is to cool the cylinder sufficiently to keep the clearance generally constant during operation, so that leakage losses are eliminated or kept low.

Die Temperatürverteilung in dem Kolben kann genau berechnet werden, wenn angenommen wird, daß die heißere Fläche eine gleichmäßige Temperatur aufweist, und wenn der Widerstand des Luftfilmes im Vergleich mit dem Widerstand des Materials, aus welchem der Kolbenkörper besteht, ver» nachlässigbar ist, was vollkommen gerechtfertigt ist. Dies ermöglicht eine Berechnung der effektiven Gestalt des KoI-The temperature distribution in the flask can be precisely calculated if it is assumed that the hotter area has a uniform temperature, and if the Resistance of the air film compared to the resistance the material from which the piston body is made. negligible is what is perfectly justified. This enables a calculation of the effective shape of the

BAD 209825/0066 bau BAD 209825/0066 construction

bens nach dem Temperaturausgleich. Die Enden des Kolbens können leicht verjüngt sein, z.B. um einige Hundertel Millimeter, um diese Ausdehnung für den kleinen Teil der Kolbenenden, die tatsächlichheiß werden, zuzulassen.bens after the temperature equalization. The ends of the piston can be tapered slightly, e.g. by a few hundred Millimeters to allow this expansion for the small part of the piston ends that actually get hot.

Die Verbesserung des Wärmewirkungsgrades ist dadurch, daß man die Kolbenstirnfläche sich erhitzen läßt, beträchtlich. Zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung ist das aktive Volumen in dem Zylinder hauptsächlich durch die Kolbenstirnflächen und nur durch eine schmale Ringfläche der Zylinderwand begrenzt. Selbst wenn die Temperaturen der Zylinderwand vermindert werden, wird die Wärme der Kolbenfläche hauptsächlich während der Kompression und in geringem Ausmaß während des letzten Teiles des Energiehubes auf das Gas übertragen. Um weiterhin ein vollständiges Zerstäuben und richtiges Mischen des Kraftstoffes mit der Luft zu gewährleisten, kann der Kraftstoff absichtlich gegen die heißen Kolbenflächen gespritzt werde* um seine schnelle Verdampfung zu erreichen. Aus einer schnellen Verdampfung ergibt sich eine bessere Kraftstoffverbrennung, und der Zeitpunkt der Einspritzung kann näher an den Totpunkt herangelegt werden.The improvement in thermal efficiency by letting the piston face be heated is considerable. At the time of fuel injection, the active volume in the cylinder is mainly due to the piston faces and only limited by a narrow annular surface of the cylinder wall. Even if the temperatures of the cylinder wall are decreased, the heat of the piston surface becomes mainly transferred to the gas during compression and, to a lesser extent, during the last part of the energy stroke. To continue to ensure complete atomization and proper mixing of the fuel with the air, the fuel can be intentionally sprayed against the hot piston surfaces * in order to achieve rapid evaporation. A quick evaporation results in a better one Fuel combustion, and the timing of injection can be placed closer to the dead center.

Das zweite Verfahren, das zum Regeln der Ausdehnung des Kolbens zur Verfügung steht, ohne den-Kolben wirklich zu kiihlen, besteht darin, einen aus Metall geringer Ausdehnung bestehenden Kolben zu verwenden, der an den Stirnflächen mit Platten aus hitzebeständigem Material versehen ist. Die Platten sollen eine geringe Leitfähigkeit, vorzugsweise, jedochThe second method available to control the piston expansion without actually closing the piston cool, consists in using a piston made of metal of small expansion, which at the end faces with Plates made of heat-resistant material is provided. The plates should be of low conductivity, preferably, however

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nicht notwendigerweise einen geringen Ausdehnungskoeffizienten mit voller Stabilität bei maximaler Arbeitsfcemperatur und eine ausreichende Festigkeit haben. Nickelstahl und Porzellan besitzen die geforderten Eigenschaften und können somit gewählt werden. Beim Anbringen der Platten an dem Metallkolben kann, um der unterschiedlichen Ausdehnung des Porzellans und des Stahls über einen gegebenen Temperaturänderungsbereich entgegenzuwirken, ein Metallblech verwendet werden, welches nahezu den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Hinterfläche der Platte aufweist. Das Porzellan kann mit dem Metallblech fest verbunden werden, und das Metallbiehe kann seinerseits mit dem Ende des Kolbens hart verlötet werden.not necessarily a low expansion coefficient with full stability at maximum working temperature and have sufficient strength. Nickel steel and porcelain have the required properties and can thus be chosen. When attaching the plates to the metal piston A sheet metal can be used to counteract the differential expansion of the porcelain and the steel over a given temperature range which has almost the same coefficient of expansion as the rear surface of the plate has. The porcelain can be firmly connected to the metal sheet, and the metal bend can in turn be brazed to the end of the piston.

Um die sich aus der unterschiedlichen Ausdehnung des Metallblebics und des Kolbenendes ergebende Wirkung zu vermindern, ist es erwünscht, daß dieifölgende Ausführung verwendet wird. Auf die Porzellanplatte wird ein dünnes Metallblech aufgeschmolzen. Das Ende des Kolbens hat verhältnismäßig schmale konzentrische Ringe, die in einer ebenen Stirnfläche enden und tiefe konzentrische Nuten begrenzen. Die Platte wird dann auf die Stirnfläche der Ringe hart aufgelötet. Der äußere Ring ist dabei nicht eingeschlossen, so daß er durch die Ausdehnung der Platte nicht verzerrt wird. Die Außenfläche dieses letzten Ringes ist leicht abgeschrägt. Der Plattendurehmesser ist kleiner als der Zylinderdurehmesser, undjZwar um einen Betrag, welcher der Ausdehnung der PlatteIn order to reduce the effect resulting from the different expansion of the metal sheet and the piston end, it is desirable that the following embodiment be used. A thin metal sheet is placed on the porcelain plate melted. The end of the piston has relative narrow concentric rings that end in a flat face and delimit deep concentric grooves. The plate is then brazed onto the face of the rings. The outer ring is not included, so that it goes through the expansion of the plate is not distorted. The outer surface of this last ring is slightly beveled. Of the Plate diameter is smaller than the cylinder diameter, andjAlthough by an amount which corresponds to the expansion of the plate

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genügend Rechnung trägt. Während der Ausdehnung der Platte werden die Ringe entsprechend der an der Platte und dem Metallblech infolge der Dehnung auftretenden Beanspruchung gebogen, jedoch innerhalb ihrer Elastizitätsgrenzen«takes sufficient account. During the expansion of the plate the rings become corresponding to the stress occurring on the plate and the metal sheet as a result of the expansion curved, but within their elasticity limits «

Für den Körper des Kolbens, falls dieser mit Endplatten verwendet wird, ist ein eine niedrige Dehnung besitzender Nickelstahl mit ungefähr 42 % Nickel eingeeignetes Material. Seine Leitfähigkeit ist verhältnismäßig gering, so daß seine Temperatur beim Leiten von Wärme von der Platte zu dem Luftfilm geringfügig ansteigt, wobei jedoch infolge seines niedrigen Ausdehnungskoeffizienten die Wärmedehnung sehr gering ist. Es ist ersichtlich, daß ein aus diesem Material hergestellter massiver Kolben, der mit Porzellanplatten versehen ist, während des Arbeitens eine fast vernachlässigbare Dehnung zeigen wird.A suitable material for the body of the piston, if used with end plates, is a low elongation nickel steel with approximately 42 % nickel. Its conductivity is relatively low, so that its temperature rises slightly when heat is conducted from the plate to the air film, but because of its low coefficient of expansion, the thermal expansion is very low. It can be seen that a solid piston made of this material and provided with porcelain plates will show almost negligible elongation during operation.

Es ist 'erforderlich, in bezug auf das Verfahren des Verbindens des großen Schwingkdbens mit dem kleinen hydraulischen Kolben Sorgfalt walten zu lassen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung hat die Verbindungsstange 26 einen Teil 220 von großem Durchmesser auf dem größten Teil ihrer Länge und Teile 221 und 222 von kleinem Durchmesser nahe jedem Kolben. Sowohl die kleinen Teile als auch der große Teil sind derart bemessen, daß sie unter den auftretenden Belastungen eine stabile Säule darstellen. Jedoch sind die kurzen Teile 221 und 222 geringen Durchmessers -verhältnismäßig elastisch.. Dadurch wird den Kolben 3 und 24 gestattet,It is necessary in relation to the method of connecting the large swing cylinder to the small hydraulic one Exercise flask care. In the embodiment shown in Fig. 1, the connecting rod 26 has a Part 220 of large diameter for most of its length and parts 221 and 222 of small diameter near each piston. Both the small parts and the large part are dimensioned in such a way that they are below the occurring Loads represent a stable pillar. However, the short parts 221 and 222 are small in diameter elastic .. This allows pistons 3 and 24 to

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sich in ihrer Ausrichtung zueinander innerhab sehr kleiner Winkel,zu verstellen, οηηβκ daß große wiederstehende Momente hervorgerufen werden. Die Stange 26 ist an dem Teil 222 mit dem Kolben 3 nahe dessen Schwerpunkt verbunden. Der Schub hat dann, selbst wenn er geringfügige gegen die Mitte versetzt ist, nur ein sehr geringes Bestreben, die Kolben 3 und 24 aus ihrer axialen Ausrichtung zu bringen· Der Aufbau ist so ausgeführt, daß die zylindrischen äußeren Flächen der Kolben konzentrisch zur Achse der Stange 26 verlaufen. are very small in their alignment to one another Angle to adjust, οηηβκ that large resisting moments be evoked. The rod 26 is on the part 222 connected to the piston 3 near its center of gravity. The thrust then, even if it is slightly offset from the center, has only a very slight tendency To bring pistons 3 and 24 out of their axial alignment The construction is such that the cylindrical outer surfaces of the pistons are concentric with the axis of the rod 26.

Es ist weiterhin möglich und zuweilen erwünscht, die Kolben in solcher Weise miteinander zu verbinden, daß jeder Kolben in seinem Zylinder in zentrierter Lage gehalten wird. Fig. 4 zeigt das eine Ende eines Schwingkolbenzylinders 1 und einen andiesem angebrachten Ölkolbenzylinder 21. Der S^chwingkolben 3 ist an dem Ölpümpenkolben 8l befestigt, der mit zwei Teilen 82 und 83 verschiedenen Durchmessers ausgeführt ist. Der sich bewegende Kolbenaufbau ist ausreichend steif, so daß eine Biegung infolge der Schwerkraft oder infolge angelegter Kräfte praktisch vermieden wird, wobei die Eängsmittelachse und die Umfangsflachen dauernd konzentrisch und parallel verbleiben. Spezi*llager 224 und 225 eher noch zu beschreibenden Art stützen den Kolbenaufbau 3, 8l ab.It is still possible and sometimes desirable that Connect pistons together in such a way that each Piston is held in its cylinder in a centered position. 4 shows one end of an oscillating piston cylinder 1 and an oil piston cylinder 21 attached thereto The swinging piston 3 is attached to the oil pump piston 8l, the one with two parts 82 and 83 of different diameters is executed. The moving piston assembly is sufficiently rigid to allow bending due to gravity or is practically avoided as a result of applied forces, wherein the longitudinal center axis and the circumferential surfaces are permanent remain concentric and parallel. Special bearings 224 and 225, a kind that will be described later, support the piston structure 3, 8l from.

Das Wesen der Ausführung liegt in dem Merkmal der zwangsläufigen Zentrierung eines hydrostatischen LagersThe essence of execution lies in the characteristic of inevitable centering of a hydrostatic bearing

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(siehe Seite 52 des Buches von Walter Ernst "Oil Hydraulic Power and its Industrial Applications", 2. Auflage). Der von dem Teil 82 bzw. §3 gebildete Schaft erstreckt sich durch ein zylindrisches Lager 225 bzw. 224, welches zwischen benachbarten Stegbereichen einen vergleichsweise flachen ringförmigen Durchgang aufweist. Von diesem Durchgang erstrecken sich eine Anzahl (drei oiler mehr) von am Umfang im Abstand voneinander angeordneten Löchern radial zu einer mit einer Hochdruckölquelle verbundenen Anschlußleitung (nicht darge&ellt). In jedem dieser radialen Löcher befindet sich eine feine Verengung,die durch Einpressen eines Röhrchens mit kleiner Bohrung von im allgemeinen nur einigen Hündeiteteln eines Millimeters im Durchmesser gebildet ist. Wenn auch das hydraulische Arbeitsmittel nicht als gutes Schmieröl anzusehen ist, kann es bei einem Lager dieser Art verwendet werden, da eine Metall-an-Metall-Berührung verhindert ist.(see page 52 of Walter Ernst's book "Oil Hydraulic Power and its Industrial Applications ", 2nd edition). The shaft formed by part 82 or §3 extends by a cylindrical bearing 225 or 224, which between adjacent web areas has a comparatively flat annular passage. Extend from this passage a number (three more oilers) of on the circumference spaced apart holes radially to a connection line connected to a high pressure oil source (not shown). Located in each of these radial holes a fine constriction, which is generally only resolved by pressing in a tube with a small bore Half a millimeter in diameter is formed. Even if the hydraulic working fluid is not to be regarded as a good lubricating oil, it can be with a bearing of this type used as it prevents metal-to-metal contact is.

Ein solches Lager hat einen sehr starken Zentriereffekt auf den Schaft. Der Schaft kann sich mit hoher Geschwindigkeit axial bewegen und/oder drehen. Das Lecken von Öl kann auf einem kleinen Wert (etwa #0 bis 80 cnr⁵ je Minute) gehalten werden, und das Lecköl kann aufgefangen und zu der Quelle zurückgefhrt werden. Um zu verhindern, daß der größte Teil des Lecköles as den Enden des Lagers herausfließt, kann das öl von nahe den Enden des Lagers vorgesehenen Nuten aufgenommen werden, aus denen es abgezogen und zurückge-Such a bearing has a very strong centering effect on the shaft. The shaft can move axially and / or rotate at high speed. The leakage of oil can be held (such as # 0 to 80 cnr ⁵ per minute) to a small value, and the leak oil can be collected and zurückgefhrt to the source. In order to prevent most of the leakage oil from flowing out at the ends of the bearing, the oil can be picked up in grooves provided near the ends of the bearing, from which it can be drawn off and withdrawn.

BAD ORiG«NAL 209825/0066 BAD ORiG «NAL 209825/0066

führt werden kann.leads can be.

Das radiale Spiel in den Lagern 224 und 225 zwischen dem Schaft und den Stegbereichen soll im Vergleich zu dem Spiel des Schwingkolbens 5 gering sein, beispielsweise 0,005 mm (0,0002") im Vergleich zu 0,025 mm (0,001") betragen. Wenn die Teile genau hergestellt sind, konzentrisch verlaufen und keinen aus den Dehnungen herrührenden Kräften od.dgl. unterworfen sind, welche sie aus ihrer Ausrichtung herauszubringen suchen, ist die Verzerrung des sich bewegenden Kolbenaufbaus 3, 8l gemäß Fig. 4 veranachlässigbar. Es ist dann einlepchtend, daß der Kolben j5 niemals mit dem Umfang der Bohrung 2 des Zylinders 1 in Berührung kommen kann. Tatsächlich kann sein Spiel an keinem Punkt von dem Wrt 0,025 mm (0,001") merklich abweichen, und zwar wegen des starken Zentriereffektes der Lager 224 und 225. Somit kann die Schwingvorrichtung mit dem gewünschten möglichst kleinen Kolbenspiel betrieben werden, welches nur durch die praktische mechanische Präzision, die Symmetrie der Ausführung, die Gleichförmigkeit der Materialien usw. begrenzt ist.The radial play in bearings 224 and 225 between the shaft and the land areas should be compared to the The clearance of the oscillating piston 5 may be small, for example 0.005 mm (0.0002 ") compared to 0.025 mm (0.001"). if the parts are precisely made, run concentrically and no forces resulting from the expansions or the like. subject are what bring them out of alignment looking is the distortion of the moving piston assembly 3, 8l according to FIG. 4 can be neglected. It is then implied that the piston j5 never with the circumference of the Bore 2 of the cylinder 1 can come into contact. In fact, its play cannot be as high as 0.025 mm at any point (0.001 ") differ noticeably because of the strong centering effect of bearings 224 and 225. Thus, the Oscillating device can be operated with the desired smallest possible piston clearance, which only through the practical mechanical precision, the symmetry of the design, the uniformity of the materials, etc. is limited.

Wenn ein Kolben durch Gas schwimmend abgestützt wird, ist es erforderlich, ein großes Verhältnis von Länge zu Durchmesser vorzusehen, um die beste Wirkung zu erhalten. Bei den gemäß der Erfindung vorgesehenen zwangsläufigen Abstützmitteln besteht keine solche Beschränkung. Es ist somit möglich, den Kolbendurchmesser zu erhöhen und seine ,Länge und den Hub auf neue Grenzen entsprechend zu verkürzen,When a piston is floatingly supported by gas, it is necessary to have a large length to diameter ratio to get the best effect. There is no such restriction on the inevitable support means provided according to the invention. It is thus possible to increase the piston diameter and to shorten its length and the stroke to new limits accordingly,

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die lediglich im Hinblick auf das Lecken festgesetzt werden. Eine solche "quadratische" Ausführung führt zu einer großen Steifheit des sich bewegenden Teiles, zu einer geringen Durchbiegung infolge der Schwerkraft und verschiedentlich zu einer bessern Ölpumpenausblldung. Sie ergibt weiterhin eine kompaktere Schwingvorrichtung mit größerem Durchmesser und kürzerer Gesamtlänge. Da die effektive Ölpumpenflache sich aus der Differenz zwischen den Flächen der beiden Stangen ergibt, kann der richtige Pumpwert für die Schwhggröße leicht berechnet werden.which are set in terms of licking only. Such a "square" design leads to a high rigidity of the moving part, to a low one Deflection due to gravity and variously to a better oil pump training. It also results in a more compact oscillating device with a larger diameter and shorter overall length. As the effective oil pump area results from the difference between the areas of the two rods, the correct pump value for the Schwhg size can be easily calculated.

Der Teil des Gesamtkolbenhubes, der für die Wirkung als Puffer verwendet wird, hat beim Entwerfen der Einrichtung einige Bedeutung. Wenn der Pufferraum zu klein ist, erhöht sich der maximale Pufferdruck und damit das Lecken an dem Kolben vorbei während des Pufferungsvorganges. Hierbei tritt ein Leckflußverlust der gleichen Art wie in der Dieselkammer auf, und ein Pufferleckflußverlust tritt dadurch auf, daß ein Fluß lediglich auf einem Teil der Kolbenlänge, nämlich von der Stirnfläche des Kolbens bis zu den Kompressoröffnungen, und nicht längs der gesamten Kolbenlänge erfolgt. Beide Verluste hängen sehr stark vom Kolbenspiel ab, welches seinerseits von der praktisch erzielbaren Präzision bei der Spielkontrolle abhängt. Umgekehrt wird, wenn der Pufferraum zu groß gemacht ist, der zum Pumpen der Spülluft verwendete Teil des Hulbes vermindert, und das Spülen kann eventuell unvollständig sein.That portion of the total piston stroke that is used to act as a buffer has to be taken into account when designing the device some meaning. If the buffer space is too small, the maximum buffer pressure and with it the leakage will increase past the piston during the buffering process. Here a leakage flow loss of the same kind as in the diesel chamber occurs, and a buffer leakage flow loss occurs thereby on that a flow only on part of the piston length, namely from the end face of the piston up to the compressor openings, and not along the entire length of the piston. Both losses depend very much on the Piston play from which, in turn, depends on the precision that can be achieved in practice when checking the play. Vice versa If the buffer space is made too large, the part of the sleeve used to pump the purge air is reduced, and rinsing may be incomplete.

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Es sei eine Einrichtung öjbtrachtet, bei v/elcher jeder Kolben einen Hub S hat. Der Energiehub von 0,7 S treibt den Kolben von der Zylindermitte nach außen. Die Gebläse-Öffnungen sind auf diesem Teil des Hubes offen, um einAn institution is considered, with each of them Piston has a stroke S. The energy stroke of 0.7 S drives the piston from the center of the cylinder to the outside. The fan openings are open to one on this part of the hub

2 Spülluftvolumen mit einem Druck von einigen Zehnteln kg/cm in den Behälter zu führen. Die Gebläseöffnungen schließen sich dann, während sich das Auslaßventil öffnet. Die Pufferungs wirkung beginnt und endet bei ungefähr 0,3 S* wobei diese länge gewählt ist, um die Leckflußverluste aus dem Pufferraum klein zu halten. Kurz nach dem Öffnen des Auslaßventils wird das Einlaßventil geöffnet, um zu gestatten, daß Luft aus dem Behälter durch den Zylinder hindurchströmt. Da der Kolben nach Öffnen des Auslaßventils seine Auswärtsbewegung bei 0,3 S behält, ist genügend Zeit für ein vollständiges Spülen vorhanden. 2 volume of purge air into the container at a pressure of a few tenths of a kg / cm. Close the fan openings then while the exhaust valve opens. The buffering The effect begins and ends at approximately 0.3 S *, this length being selected to avoid the leakage flow losses from the buffer space to keep it small. Shortly after the exhaust valve is opened, the intake valve is opened to allow air to escape from the Container flows through the cylinder. Since the piston has its outward movement at 0.3 after opening the exhaust valve S, there is enough time for a complete flush.

Die Gesamtlänge des Schwingkolbenzylinders ist drei- bis viermal so groß wie der Hub und ändert sich mit verschiedenen Kolbenlängen, Öffnungsanordnungen usw. Jeder Pumpzylinder muß eine Länge S und zusätzlich Raum für die Länge des Kolbens, der Hülsen, der Lager usw. haben. Bei einigen Ausführungen stehen Stangen aus diesen Zylindern um einen Abstand vor, der etwas größer als S ist. Die Gesamtlänge der hydraulischen Freikolbenpumpeinrichtung gemäß der Erfindung liegt zwischen 6 S und 12 S.The total length of the reciprocating piston cylinder is three to three four times the size of the hub and changes with different Piston lengths, orifice arrangements, etc. Any pump cylinder must have a length S and additional space for the length of the piston, sleeves, bearings, etc. In some versions rods protrude from these cylinders by a distance that is slightly larger than S. The total length of the hydraulic free piston pumping device according to the invention is between 6 S and 12 S.

Die Einrichtung kannallgemein in einer Weise in Betrieb gesetzt werden, wie sie in der oben erwähnten USA-Pa-The facility can operate in a general manner are set as they are in the above-mentioned USA pa-

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tentschrift 2 983 098 beschrieben ist, jedoch mit folgenden , Abänderungen. Es ist möglich, die Kolben zur Mitte zu bringen, indem die Auslaßventile der hydraulischen Zylinder abgeklemmt werden und den Ölkammern 31 Öl unter mäßigem Druck aus einem kleinen Behälter zugeführt wird, der während des normalen Betriebes durch ein Rückschlagventil gefüllt gehalten wird« Dadurch werden die Schwingkolben in die Nähe ihres Punktes größter Annäherung gebracht. Die Auslaßventile werden dann freigegeben, und die Quelle mäßigen Druckes wird von den Kammern 31 abgeschaltet. Ein kurzer Stoß von zwischen die Hauptkolben geführter Hochdruckluft startet die Schwingung. Ein für diesen Zweck vorgeseher Luftbehälter wird ebenfalls automatisch aufgepumpt gehalten. Es ist leicht möglich, durch Drücken eines einzigen Startknopfes alle diese Stufen in richtiger Reihenfolge ablaufen zu lassen.Tentschrift 2 983 098 is described, but with the following, Amendments. It is possible to bring the pistons to the center by pinching off the exhaust valves of the hydraulic cylinders and the oil chambers 31 are oil under moderate pressure is supplied from a small container which is kept filled by a check valve during normal operation «This brings the oscillating pistons close to their point of closest approach. The exhaust valves are then released and the source of moderate pressure from chambers 31 is shut off. A quick push from between them Main piston guided high pressure air starts the oscillation. An air reservoir provided for this purpose is also used kept inflated automatically. It is easily possible to get all of these stages in by pressing a single start button to run in the correct order.

Es kann ein Einspritzsteuersystem verwendet werden, wie es inder oben angeführten USA-Patentschrift 2 983 O98beschrieben ist. Es ist jedoch manchmal erwünscht, daß die Einspritzung zeitlieh zwangsläufig gesteuert wird. Dies kann durch Verwendung eines unmittelbar durch den sich hin- und herbewegenden Kolbenaufbau betätigten Ventils erreicht werden.An injection control system such as that described in U.S. Patent 2,983,098, referenced above, can be used is. However, it is sometimes desired that the injection be positively controlled in time. this can be achieved using a valve actuated directly by the reciprocating piston assembly will.

An dem Kolbenaufbau kann ein Ansatz vorgesehen sein, der zur Betätigung des Ventils verwendet werden kann. Dieser Ansatz ist so angeordnet, daß er nahe dem Ende des Kolbenhubes zur Mitte auf den Stößel eines kleinen TellerventilsA lug can be provided on the piston assembly that can be used to operate the valve. This Approach is arranged so that it near the end of the piston stroke towards the center of the plunger of a small poppet valve

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einwirkt, welches mit der Einspritzsteuerung und einem sich automatisch auffüllenden Hochdruokluftbehälter in Reihe geschaltet ist. Die mögliehe Bewegung dieses Ventilstößels soll lang genug sein, so daß^ er nicht am Boden anstößt, selbst wenn der Hub beträchtlich von seinem normalen Wert abweicht. Wenn sich das Tellerventil schießt, soll es eine AbzugsÖffnung freilegen, um den Druck aus den Injektoren freizugeben und die Einspritzung zu bewirken. Das gesamte Ventil soll axial bewegbar sein und in seiner durch eine Schraube gehalten werden, so daß es auf den optimalen Einspritzzeitpunkt eingestellt werden kann.acts, which with the injection control and a automatically filling high pressure air tanks connected in series is. The possible movement of this valve tappet should be long enough so that it does not hit the ground, even if the stroke deviates significantly from its normal value. If the poppet valve shoots, it should be one Uncover the trigger opening to release the pressure from the injectors and to effect the injection. The entire valve should be axially movable and in its by a screw be held so that it can be adjusted to the optimal injection timing.

Es sind besondere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, jedoch können an diesen viele Abänderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zuverlassen. Particular embodiments of the invention are described however, many changes can be made thereto without departing from the scope of the invention.

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Claims

Patent claims - ■■ -... "

1. Hydraulic Frelkolbonpurapelnrlohtuns, marked "characterized by a combination consisting of a free-piston machine and a hydraulic pump, in which the machine has a cylinder with a uniform bore and two pistons arranged in this cylinder with uniform radial play, which act on a combustion process between the pistons respond when they are in the position of closest approach and move outward from this position, while the hydraulic pump uses the outward movement of the machine pistons directly to convert the output energy into hydraulic energy, and one at each end of the machine cylinder Has pump cylinder, in which a pump piston is arranged , which delimits an expandable working medium chamber, which has a maximum volume when the machine pistons are in the position closest to each other, with inlet and outlet devices for each Arbeitsmlttelkamraer, further means for me mechanical connection of each pump piston with its neighboring machine piston and an adjusting device which serves to change the output of the device with a constant piston stroke and constant oscillation frequency and which has a structure which can be moved axially to the piston stroke in a plurality of set positions are provided.

2. Device according to claim 1 * thereby gekennzelch-

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net that means are provided during all operating conditions allow the device to uniformly maintain the radial clearance of each machine piston.

3. Device according to claim 2, characterized in that said means for maintaining the uniform radial piston clearance comprise means (122) for regulating the thermal expansion of the cylinder and a thermostat which maintains the temperature relationship between the cylinder and the pistons. ^r , ·

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device is operable to change the effective pumping of the device · when this with constant piston stroke and constant Vibration frequency works, and at least one part located on the axially movable structure (53 or Io2) having crossed by the piston assembly during de_s stroke will. .-. "'"

5. Device according to claim 2 or 3, characterized in that . that the means for maintaining the even radial piston clearance during all operating conditions the device comprises at least one cooling jacket (122) disposed around the cylinder, and through which a coolant circulates, and that a thermostat, based on deviations from the desired temperature of the Coolant responds, regulates the coolant flow.

6. Device according to one of the preceding

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Proverbs, characterized in that the adjusting device a passage (55 or I06) from each working medium chamber to bypass the pump outlet device and that the adjustable structure (42 or Io2) works with this Passage is connected to determine the portion of the pump stroke affected by the passage,

7 device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for connecting each pump piston and that to its engine piston a rod (26) which has a central part (220) extending practically over its entire length of high degree of rigidity and connecting end parts (221, 222) of lower degree of rigidity, at least the connection with the larger piston producing part (222) of the rod (26) is generally longitudinal and Located across the center of the larger piston,

8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connecting means represent a composite rigid structure (8l), the one A plurality of generally uniform distinct outer cross-sections (82, 83), one of which extends asward of and in line with another of the cross-sections and smaller than this is that the engine piston is rigid supported on the last-mentioned cross-section and such is arranged so that its outer peripheral surfaces are parallel to those of the assembled structure,

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and that spaced apart from the cylinders supported bearings (224, 225) the cross-sections; closely surrounded to to keep the unitary structure evenly arranged within the cylinder bore.

9. Device according to claim 8, characterized in that that the ^ cross-sections are arranged within the pump cylinder are, however, at a considerable distance therefrom and the effective pumping area of the pump piston determined by the difference between the cross-sections. ;

; Io. Device according to one of Claims 2, 3 and 5, characterized in that the means for maintaining the uniform radial piston play in the machine piston

. ■ '■■ ^ne -. ■■■■ "

benvorgesehe / have internal cooling chambers that contain a coolant which can accommodate the chambers from the outside the piston through coolant passages in each connector is supplied, and that at least one Thermostat the circulation of the coolant within the Controls piston chambers.

11. Device according to one of claims 2, 5 and 5, characterized in that the means for maintaining the even radial piston play one pass have, from the working medium chamber to an inside of the machine piston formed coolant chamber leads, the working fluid as a coolant at the same time serves.

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12. Device according to one of claims 2, 3 and 5, characterized in that the means for maintaining of the uniform piston play consist in that at least a part of the machine piston made of a material of low conductivity and low thermal expansion in the intended Working temperature range and a thermostat It is intended that any low thermal expansion the piston compensates for by a similarly regulated expansion of the cylinder.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part (5j5) of the adjustment device from the pump piston during of the working stroke is crossed, and that. Means are provided which have a bypass passage (55), the is operationally connected to the part and to the working medium chamber can be connected to cause a bypass independently of the outlet device.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that means (60 or 98) are provided are set to adjust the axial position of the superstructure between the Setting positions as an adjustable function of the delivery pressure of the pump.

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