Sachverhalt: A. X._ und Y._ haben die beiden gemeinsamen Kinder A._ (Jahrgang 2000) und B._ (Jahrgang 2001). Mit Eheschutzentscheid vom 30. Mai / 17. Juni 2011 stellte das Bezirksgericht Aarau die beiden Kinder unter die Obhut der Mutter, unter Einräumung eines Besuchsrechts des Vaters an jedem zweiten Wochenende von Freitag, 20 Uhr, bis Sonntag, 18 Uhr, und eines Ferienrechts von drei Wochen pro Jahr. B. Am 12. März 2012 stellte der Vater beim Bezirksgericht Aarau ein Vollstreckungsgesuch, u.a. mit den Begehren, die Mutter sei unter Androhung von Strafe gemäss Art. 292 StGB zu verpflichten, ihm die beiden Kinder an den im Eheschutzentscheid festgelegten Besuchsrechtstagen bzw. -wochenenden zu den dort festgehaltenen Tageszeiten sowie zur Verbringung der Ferien zu übergeben (Ziff. 2) und er sei im Zusammenhang mit dem Besuchsrecht und als Mitinhaber der elterlichen Sorge richterlich zu ermächtigen, für die beiden Kinder ohne Zustimmung der Mutter beim Passbüro Pässe zu bestellen, und die Mutter sei unter Androhung von Strafe gemäss Art. 292 StGB zu verpflichten, ihm die Reisepässe der Kinder während der Dauer der Besuchsrechtsausübung zu überlassen, eventualiter sei sie unter Androhung von Strafe gemäss Art. 292 StGB zu verpflichten, die schriftliche Zustimmung zur Bestellung der Reisepässe durch ihn abzugeben und ihm die Reisepässe der Kinder während der Dauer der Besuchsrechtsausübung zu überlassen. Mit Entscheid vom 1. Februar 2013 wies das Bezirksgericht Aarau das Vollstreckungsgesuch ab. Mit Entscheid vom 2. September 2013 wies das Obergericht des Kantons Aargau die vom Vater erhobene Beschwerde ebenso wie dessen Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ab. C. Gegen diesen Entscheid hat X._ am 9. Oktober 2013 eine Beschwerde in Zivilsachen erhoben. Er verlangt dessen Aufhebung und stellt die Begehren wie im kantonalen Verfahren (Übergabe der Kinder gemäss Eheschutzentscheid unter Strafandrohung; Ermächtigung zur Bestellung von Pässen bzw. Verpflichtung der Ehefrau zu deren Aushändigung während der Besuchsrechtsausübung unter Strafandrohung; eventualiter Verpflichtung zur Zustimmung zur Passausstellung unter Strafandrohung). Ferner verlangt er für das ober- wie für das bundesgerichtliche Verfahren die unentgeltliche Rechtspflege. Es wurden keine Vernehmlassungen eingeholt. 