DE29624456U1

DE29624456U1 - Kompressor

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Publication number: DE29624456U1
Application number: DE29624456U
Authority: DE
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2006-05-09

Abstract

Kompressor, der Tetrafluorethan als Kältemittel einsetzt, mit:
einem Zylinderblock (30, 31), der eine Zylinderbohrung (41,42) enthält;
einer Antriebswelle (39), die mittels des Zylinderblocks (30,31) drehbar gelagert ist;
einer Nocke (40, 48), montiert an der Antriebswelle (39) um zusammen damit drehbar zu sein;
einem Kolben (1,43), gleitbar in der Zylinderbohrung (41,42) aufgenommen; und
einem Schuh (7, 44) mit einer sphärischen und einer flachen Oberfläche, der gleitbar zwischen dem Kolben (1, 43) und der Nocke (40, 48) gelagert ist;
wobei der Kolben (1, 43) über den Schuh (44) hin- und herbewegt wird, wenn die Nocke (40, 48) gedreht wird; und der Kolben (1, 43), der aus einem Aluminium oder
einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist, eine Aufnahmeaussparung (2, 46) zum gleitbaren Aufnehmen der sphärischen Oberfläche (8, 47) des Schuhs (7, 44) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schuhe (7, 44) aus einer Eisenmetallmatrix hergestellt sind; und
eine Beschichtung (6), die Zinn als Hauptbestandteil enthält, bei der Aufnahmeaussparung (2) des Kolbens (1) mittels eines metallischen Überzugsverfahrens ausgebildet ist, wobei die Dicke der Beschichtung (6) in dem Bereich von 1 bis 5 μm liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Kompressor, der die Drehung einer Antriebswelle in eine hin- und herbewegende Bewegung von Kolben umwandelt, und genauer auf eine Konstruktion zum Verringern des bei den Nocken-Kolbenverbindungen auftretenden Gleitwiderstandes.
Stand der Technik
Ein Kompressor, wie z.B. der in 10 gezeigte, ist typischerweise in Klimaanlagen für Fahrzeuge und ähnliches eingesetzt. Dieser Kompressor weist ein paar Zylinderblöcke 30 und 31 auf, die miteinander kombiniert sind. Eine Taumelscheibenkammer 32 ist zwischen diesen Zylinderblöcken 30 und 31 definiert. Gehäuse 35 und 36 sind über Ventilscheiben 33 bzw. 34 an den äußeren Endflächen der Zylinderblöcke 30 und 31 angebracht. Eine Einlasskammer 36 und eine Abgabekammer 37 sind zwischen der Ventilscheibe 33 und dem Gehäuse 35 und ebenfalls zwischen der Ventilscheibe 34 und dem Gehäuse 36 definiert.
Die Antriebswelle 39 ist drehbar in diesen Zylinderblöcken 30 und 31 gelagert. Eine als Nocke dienende Taumelscheibe 40 ist in der Taumelscheibenkammer 32 an der Antriebswelle 39 befestigt. Eine Mehrzahl Paare von Zylinderbohrungen 41 und 42 sind in den Zylinderblöcken 30 und 31 um die Antriebswelle 39 definiert. Ein Doppelkopfkolben 43 ist in jedem Paar Zylinderbohrungen 41 und 42 aufgenommen. Schuhe 44, die als Nockenmitnehmer dienen, sind zwischen der Taumelscheibe 40 und jedem Kolben 43 angeordnet. Jeder Schuh 44 weist eine gleitende Oberfläche 45 auf, die in gleitender Berührung mit der Vorderfläche oder Rückfläche der Taumelscheibe 40 ist, und eine kugelige Oberfläche 47, die in gleitender Berührung mit einer Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 ist.
Bei dem oben beschriebenen Kompressor wird jeder Kolben 43 in den Zylinderbohrungen 41, 42 über die Schuhe 44 unter Betätigung der Taumelscheibe 40 hin- und herbewegt, wenn die Taumelscheibe 40 mit der Drehung der Antriebsschwelle 39 gedreht wird. Wenn der Kolben 43 hin- und herbewegt wird, wird aus der Einlasskammer 37 ein Kältemittel in die Zylinderbohrungen 41 und 42 eingebracht, da sich jeder Kolben 43 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt bewegt. Dann wird das in die Zylinderbohrungen 41 und 42 eingebrachte Kältemittel verdichtet, da sich der Kolben 43 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt bewegt, und wird in die Abgabekammer 38 abgegeben.
Im Allgemeinen wird, um die Abgabekapazität eines Kompressors zu vergrößern, das Vergrößern der Abmessungen der Zylinderbohrungen 41 und 42 und das Vergrößern der Abmessungen der Kolben 43, Taumelscheibe 40 und Schuhe 44 in Erwägung gezogen. Die Kolben 43 und Taumelscheibe 40 sind allgemein aus einer leichten Aluminiumlegierung oder ähnlichem hergestellt. Jedoch können sich diese Teile festfressen, die aus demselben metallischen Werkstoff hergestellt sind. Dementsprechend sind aus einem Eisenwerkstoff hergestellte Schuhe 44 zwischen den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 angeordnet, um ein Festfressen zwischen den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 zu verhindern. Da jedoch Eisenmetalle ein hohes spezifisches Gewicht haben, erhöht das Vergrößern der Abmessungen der Schuhe 44 das Gesamtgewicht des Kompressors.
Es wird angenommen, dass nur die Abmessungen der Kolben 43 und die der Taumelscheibe 40 vergrößert werden, ohne die Abmessungen der Schuhe 44 zu ändern, um die Abgabekapazität zu vergrößern. Wenn jedoch die Abgabekapazität vergrößert wird, wird die auf die Kolben 43 über die Schuhe 44 angewendete Kraft auf die Taumelscheibe 40 ebenfalls erhöht. Dementsprechend wird die Kraft erhöht, die pro Flächeneinheit der kugeligen Fläche 47 und der gleitenden Flächen 45 der Schuhe 44 angewendet wird, wenn die Abmessungen der Schuhe 44 unverändert bleiben. Folglich wird der Gleitwiderstand zwischen der kugeligen Fläche 47 der Schuhe 44 und der Aufnahmeaussparung 46, die in dem Kolben 43 definiert ist, und der Gleitwiderstand zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 erhöht.
Wenn der Gleitwiderstand zwischen den kugeligen Flächen 47 der Schuhe 44 und der Aufnahmeaussparung 46 der Kolben 43 erhöht wird, können sich die Schuhe 44 nicht glatt entlang der inneren Flächen der schuhhaltenden Aussparungen 46 bewegen. Die Schuhe werden durch die Taumelscheibe 40 innerhalb der Aufnahmeaussparungen 46 bewegt. Wenn sich die Schuhe nicht glatt bewegen können, wird die zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 angewendete Kraft erhöht, was den Gleitwiderstand zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 weiter erhöht.
Bei dem oben beschriebenen Kompressor wird ein Kältemittel von einem externen Kältemittelkreislauf über die Taumelscheibenkammer 32 in die Einlasskammer 37 eingebracht. Das in die Taumelscheibenkammer 32 eingebrachte Kältemittel kühlt jedes Teil in der Taumelscheibenkammer 32 und verhindert ebenfalls ein Pulsieren, das durch das Einbringen des Kältemittels in die Zylinderbohrungen 41 und 42 verursacht wird. Jedoch wird R134a (CF₃CH₂F) als Kältemittel eingesetzt, das kein Chlor enthält. Dieses Gas zerstört die stratosphärische Ozonschicht nicht. Chlor wird als Hochdruckzusatz verwendet. Ein „Hochdruckzusatz„ ist eine Substanz, die mit der Oberfläche eines Metalls reagiert, und eine metallische Verbundschicht bildet, um einen Reibungswiderstand zu verringern. Das in die Taumelscheibenkammer 32 eingebrachte Kältemittel wäscht durch seine eigene Handlung an den Flächen der Taumelscheibe 40 und anderen Teilen angebrachte Schmiermittel weg, so dass eine Schmierung zwischen den Schuhen 44 und den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 nicht einfach erreicht wird. In solchen Fällen gibt es einen großen Gleitwiderstand, wenn als Hochdruckzusatz dienendes Chlor nicht in den Kältemittelmolekülen vorhanden ist.
Als nächstes Dokument des Standes der Technik ist die US 4519119 bezeichnet, die einen Kolben für einen Taumelscheibenbauartkompressor offenbart, wobei der Kolben aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, der darauf eine aus Fluorkunstharz bestehende Ummantelungsschicht aufweist.
Außerdem offenbart die Schrift JP 62-041980 einen Kompressor mit einer Nocke, die mit einem Nockenmitnehmer gleitbar verbunden ist, der in einem gleitbaren Kontakt mit einem Kolben ist. Der Nockenmitnehmer besteht aus gesinterten Keramikpartikeln und Kalk, wobei nur eine Oberfläche dessen, die zu dem Kolben gerichtet ist, durch eine Zinn enthaltende Schicht bedeckt ist.
Schließlich offenbart die Schrift US 5056417 eine Oberflächendeckschicht für eine aus Aluminium oder Aluminium hergestellte Taumelscheibe. Die Deckschicht, die im Gleitkontakt mit einem Schuh ist, enthält Zinn.
Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor bereit zu stellen, der den Gleitwiderstand bei den Nockenkolbenverbindungen verringert.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch einen Kompressor gelöst, der die technischen Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verringert deswegen die Ummantelungsschicht, die bei dem Aufnahmeabschnitt des Kolbens ausgebildet ist, den Gleitwiderstand zwischen dem Aufnahmeabschnitt des Kolbens und dem Schuh. Dementsprechend kann der Schuh glatt in dem Aufnahmeabschnitt des Kolbens gleiten, sogar wenn eine Verringerung eines Schmiermittels in dem Kompressor auftritt. Auf diese Weise kann die Nocke den Schuh mit einer kleinen Kraft bewegen. Folglich kann die zwischen dem Schuh und der Nocke wirkende Kraft verringert werden, um den Gleitwiderstand dazwischen zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entsprechenden Abschnittes eines Taumelscheibenbauartkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen Kolben in der ersten Ausführungsform;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entsprechenden Abschnitts des Kolbens;
4 ist ein Diagramm und zeigt Messergebnisse der Zeit bis zum Festfressen, das bei der ersten Ausführungsform aufgetreten ist;
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entsprechenden Abschnittes eines Taumelscheibenkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 ist ein Diagramm und zeigt Messergebnisse von der Zeit bis zu einem Festfressen, das bei der zweiten Ausführungsform aufgetreten ist;
7 ist eine Querschnittsansicht und zeigt einen Wellennockenbauartkompressor gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entsprechenden Abschnittes eines Nockenmitnehmers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines entsprechenden Abschnittes einer Taumelscheibe gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
10 ist eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibenbauartkompressors gemäß dem Stand der Technik.
Bevorzugte Verfahren zum Ausführen der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
Ein Taumelscheibenbauartkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Es sollte hier angemerkt werden, dass die mechanische Konstruktion des Kompressors der ersten Ausführungsform im Wesentlichen gleich ist, wie die des in 10 gezeigten Kompressors, der mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde. Deswegen sind ähnliche oder gleiche Bauteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor, mit denselben Bezugszeichen entsprechend bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen. Deswegen werden nur Unterschiede zu dem in 10 gezeigten Kompressor beschrieben.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, weist bei dem Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform, ungleich dem in 10 gezeigten Kompressor, jeder Kolben 1 eine Ummantelungsschicht 6 auf, die als Hauptkomponente Zinn aufweist und über dessen gesamte Oberfläche ausgebildet ist. Jeder Kolben 1 hat ein paar Aufnahmeaussparungen 2 die kugelige Flächen von Schuhen 44 gleitbar aufnehmen.
Der Kolben 1 besteht aus einem Hauptkörper 5, der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist, und einer über die gesamte Oberfläche des Hauptkörpers 5 gebildeten Ummantelungsschicht 6. Als Aluminiumlegierung kann z.B. eine Al-Si-Legierung oder eine Al-Si-Cu-Legierung passend eingesetzt werden. Der Hauptkörper 5 besteht bevorzugt aus einer Aluminiumlegierungsmatrix, die harte Partikel enthält. Solch eine Aluminiumlegierung ist durch eine Aluminium-Hochsiliziumlegierung verkörpert. Die Aluminium-Hochsiliziumlegierung enthält ungefähr 10 bis 30 Gewichtsprozent Silizium. Wenn die Aluminium-Hochsiliziumlegierung einen Siliziumanteil aufweist, der das Niveau nicht übersteigt, bei dem ein eutektisches Gemisch gebildet wird, kann das Silizium in Form von eutektischem Silizium vorhanden sein (d.h. die harten Partikel). Bei der ersten Ausführungsform ist der Hauptkörper 5 des Kolbens 1 aus einer Matrix einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung 4 hergestellt, die 12 Gewichtsprozent Silizium 3 enthält.
Nebenbei sind andere Werkstoffe, die harte Partikel enthalten, ein Al-Mn intermetallischer Verbund, ein Al-Si-Mn intermetallischer Verbund, ein Al-Fe-Mn intermetallische Verbund und ein Al-Cr intermetallischer Verbund, wobei diese Werkstoffe als Matrix des Hauptkörpers 5 verwendet werden können.
Außerdem sind in der ersten Ausführungsform die Schuhe 44 aus einem SUJ2 Werkstoff (ein Stahlwerkstoff für ein Hochkohlenstoffhaltiges Chromlager) hergestellt, der durch JIS spezifiziert ist, während die Taumelscheibe 40 aus einer Aluminium-Hochsilizium-Legierung hergestellt ist.
Die Kolben 1, die in dem Kompressor der ersten Ausführungsform eingesetzt werden, können passend ausgewählt werden, wie unten beschrieben, zum Beispiel aus den Beispielen 1 bis 9, die verschiedene Bauarten von entsprechenden Ummantelungsschichten 6 aufweisen. Die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 werden nacheinander beschrieben. In den Beispielen 1 bis 9 bestehen die Hauptkörper 5 der Kolben 1 aus derselben Konstruktion, wobei die Ummantelungsschichten 6 verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
(Beispiel 1)
Der Kolben 1 des Beispiels 1 weist eine dünne kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Diese Ummantelungsschicht 6 wird wie folgt gebildet. Der gesamte Hauptkörper 5 wird in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,012 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats enthält, und wird bei 60 bis 80°C gehalten, um auf der Oberfläche des Hauptkörpers 5 einen stromlosen Überzug zu bewirken. Folgend wird der Hauptkörper 5 aus der wässrigen Lösung herausgenommen und gespült. Auf diese Weise wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 gebildet, wobei die Aufnahmeaussparungen 2 enthalten sind, die die Schuhe 44 berühren. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Kupfer und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
(Beispiel 2)
Der Kolben 1 des Beispiels 2 weist eine Zinn-Nickeleutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Nickel als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Nickelchlorids enthält, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 98 Gewichtsprozent Zinn und 2 Gewichtsprozent Nickel und weist eine Dicke von 1 μm auf.
(Beispiel 3)
Der Kolben 1 des Beispiels 3 weist eine Zinn-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Zink und weist eine Dicke von 1 μm auf.
(Beispiel 4)
Der Kolben 1 des Beispiels 4 weist eine Zinn-Bleieutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Blei als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Potassiumsstannats und 0,007 Gewichtsprozent eines Bleisulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 95 Gewichtsprozent Zinn und 5 Gewichtsprozent Blei und weist eine Dicke von 2 μm auf.
(Beispiel 5)
Der Kolben 1 des Beispiels 5 weist eine Zinn-Indiumeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Indium als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Indiumsulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Indium und weist eine Dicke von 1 μm auf.
(Beispiel 6)
Der Kolben 1 des Beispiels 6 weist eine Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf, die nur Zinn enthält. Insbesondere wird eine Plattierungsschicht aus reinem Zinn als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 weist eine Dicke von 1,5 μm auf.
(Beispiel 7)
Der Kolben 1 des Beispiels 7 weist als Ummantelungsschicht 6 eine Zinn-Kupfereurektische Plattierungsschicht auf, die ein Fluorkunstharzpulver als festes Schmiermittel enthält. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer, die ein Fluorkunstharzpulver enthält, als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats, 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 1,0 Gewichtsprozent eines Fluorkunstharzpulvers enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 99 Gewichtsprozent Zinn, 0,9 Gewichtsprozent Kupfer und 0,1 Gewichtsprozent Fluorkunstharzpulver und weist eine Dicke von 1,4 μm auf.
(Beispiel 8)
Während der Kolben 1 des Beispiels 8 eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht wie die Ummantelungsschicht 6 im Beispiel 1 aufweist, wird die Ummantelungsschicht 6, die durch eine chemische Plattierungsbehandlung auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten wird, bei einer Temperatur von 150°C für eine Stunde einer Wärmebehandlung ausgesetzt.
(Beispiel 9)
Der Kolben 1 des Beispiels 9 weist eine Zinn-Kupfer-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn, Kupfer und Zink als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 0,003 Gewichtsprozents eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn, 1,5 Gewichtsprozent Kupfer und 1,5 Gewichtsprozent Zink und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
Die vorliegenden Erfinder führten den folgenden Versuch durch, um so die Antifestfressleistung von die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 entsprechend einsetzenden Kompressoren zu bestätigen. Bei diesem Versuch wurde die Zeit bis zum Festfressen zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 44 gemessen, während jeder Kompressor, der in einer Fahrzeugklimaanlage eingebaut war, unter schwierigen Bedingungen betrieben wurde (bei denen kein Schmierstoff in dem Kompressor vorhanden war). Die Kompressoren wurden bei diesem Test unter den folgenden Bedingungen betrieben; Einlassdruck: -0,5 kg/cm², Abgabedruck: 3 kg/cm², Umdrehungen der Antriebswelle 39: 1000 U/min. Außerdem waren die Schuhe 44 aus einem SUJ2 (JIS) Werkstoff hergestellt und die Taumelscheiben 40 waren aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung hergestellt. Außerdem wurde bei der Durchführung dieses Versuchs ein Kompressor eingesetzt, der Kolben einsetzt, die nur aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung 4 hergestellt waren, die 12 Gewichtsprozent Silizium 3 enthält, d.h. Kolben ohne Ummantelungsschicht 6 waren als Vergleichsbeispiel bereitgestellt und auf gleiche Weise wie oben beschrieben getestet.
4 ist ein Diagramm und zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs. Die in 4 gezeigten Versuchsergebnisse zeigen, dass das Festfressen zwischen den Schuhen 44 und den Taumelscheiben 40 unter schwierigen Einsatzbedingungen in den Kompressoren viel länger dauert, die die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 einsetzen, die die Ummantelungsschichten 6 einsetzen, wenn mit dem Kompressor des Vergleichsbeispiels verglichen. Im Detail zeigt der Kompressor, der die Kolben 1 des Beispiels 1 eingebaut hat, wobei jeder eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht aufweist, die beste Anti-Festfressleistung.
Wie oben beschrieben, ist in der ersten Ausführungsform eine Ummantelungsschicht 6 auf der Oberfläche jedes Kolbens 1 ausgebildet, die Zinn als Hauptkomponente enthält. Zinn ist eine selbst schmierende Substanz. Dementsprechend wird der Gleitwiderstand zwischen den aufnehmenden Aussparungen 2 des Kolbens 1 und den kugeligen Oberflächen 47 der Schuhe 44 verringert, und sogar wenn ein Mangel an Schmiermittel in dem Kompressor besteht, können sich die Schuhe 44 glatt entlang den inneren Oberflächen der Aufnahmeaussparungen 2 bewegen. Dementsprechend kann die Taumelscheibe 40 die Schuhe 44 innerhalb der Aufnahmeaussparungen 2 mit einer kleinen Kraft bewegen. Als Ergebnis ist die Kraft gemäßigt, die zwischen der gleitenden Oberfläche 45 jedes Schuhs 44 und der Taumelscheibe 40 wirkt, um den Gleitwiderstand zwischen den gleitenden Oberflächen 45 und der Taumelscheibe 40 zu verringern. Deswegen entstehen wegen des Ansteigens des Gleitwiderstandes keine Probleme, wenn die Abgabekapazität eines Kompressors erhöht wird, sogar wenn die Abmessungen der Kolben 1 und der Taumelscheibe 40 vergrößert werden, ohne die Abmessungen der Schuhe 44 zu vergrößern.
Die Ummantelungsschicht 6 wird über die gesamte Oberfläche jedes Kolbens 1 gebildet. Dementsprechend ist der Gleitwiderstand zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens 1 und dem inneren Umfang der Zylinderbohrungen 41 und 42 verringert, um eine glatte Bewegung der Kolben in den Zylinderbohrungen 41 und 42 zu gestatten.
Durch das Einbringen von zumindest einem Metall in die Ummantelungsschicht 6, die Zinn als Hauptkomponente enthält, das aus Kupfer, Nickel, Zink, Blei und Indium gewählt wurde, kann nicht nur die Ummantelungsschicht 6 verdichtet werden, sondern ein harter metallischer Verbund kann durch die Ummantelungsschicht 6 verteilt werden, um sie zu verstärken. Dies verringert den Reibungswiderstand und den Verschleißwiderstand. Wenn z.B. Kupfer in die Ummantelungsschicht 6 eingebracht ist, die Zinn als Hauptbestandteil enthält, wird die Ummantelungsschicht 6 verdichtet und ein harter Zinn-Kupferverbund (Cu₆Sn₅) wird durch die Ummantelungsschicht 6 verteilt, um sie zu verstärken.
Die Ummantelungsschicht 6 wird mittels chemischer Plattierung gebildet. Mit diesem chemischen Plattierungsverfahren kann ein eutektisches Gemisch aus Zinn und anderen Metallen, wie z.B. Kupfer leicht abgelagert werden, und ein fester Schmierstoff, wie z.B. Fluorkunstharzpulver kann leicht in die Ummantelungsschicht 6 eingebracht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Taumelscheibenbauartkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Es sollte hier angemerkt werden, dass die mechanische Zusammensetzung des Kompressors der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die Gleiche ist, wie die des in 10 gezeigten Kompressors, der mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde. Deswegen sind ähnliche oder die gleichen Bauteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor, entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von diesen wird ausgelassen. Deswegen werden nur die Unterschiede zu dem in 10 gezeigten Kompressor beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, weist der Kompressor gemäß der zweiten Ausführungsform, ungleich zu dem in 10 gezeigten Kompressor Schuhe 7 auf, die alle eine über deren gesamte Oberfläche ausgebildete Ummantelungsschicht 11 mit Zinn als Hauptkomponente aufweisen. Der Hauptkörper 12 jedes Schuhs 7 ist aus einem SUJ2 Werkstoff hergestellt, wie in JIS spezifiziert. Der Schuh weist eine kugelige Oberfläche 8 auf, die gleitbar mit einer Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 in Eingriff ist, und eine Gleitoberfläche 10, die mit der Vorderfläche oder Rückfläche der Taumelscheibe 40 einen gleitenden Kontakt herstellt. Die kugelige Oberfläche 8 des Schuhs 7 weist einen kugeligen Abschnitt 9 auf, der einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als der des Rests der Oberfläche 8. Ein Ölspeicher zum Speichern eines Schmiermittels darin ist zwischen diesem kugeligen Abschnitt 9 und jeder Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 definiert. Die gleitende Oberfläche 10 des Schuhs 7 ist in Richtung des Randes leicht kegelig, um eine konvexe Form aufzuweisen, damit ein leichtes Eintreten des Schmierstoffes in den Zwischenraum zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und Taumelscheibe 40 möglich ist. Außerdem sind in der zweiten Ausführungsform sowohl die Taumelscheibe 40 als auch die Kolben 43 aus einem Aluminium-Hochsiliziumwerkstoff hergestellt.
Bei dem Kompressor der zweiten Ausführungsform können passende Schuhe aus denen ausgewählt werden, die verschiedene Ummantelungsschichten 11 aufweisen, wie in den folgende Beispielen 1 bis 9 gezeigt. Die Schuhe 7 der Beispiele 1 bis 9 werden einer nach dem anderen beschrieben. Die Hauptkörper 12 der Schuhe 7 der Beispiele 1 bis 9 sind alle gleich, nur die Ummantelungsschichten 11 sind zueinander unterschiedlich.
(Beispiel 1)
Der Schuh 7 des Beispiels 1 weist eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Diese Ummantelungsschicht 11 wird wie folgt gebildet. Der Hauptkörper 12 des Schuhs 7 wird in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,012 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats enthält. In diesem Zustand wird der Hauptkörper 12 mit einer Katode verbunden, und ein Metallstab mit einer hohen Ionisierungstendez wird als Anode verwendet. Wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen diesen Elektroden angewendet wird, wobei die auf diese Weise vorbereitete wässrige Lösung als ein Elektrolyt eingesetzt wird, werden Zinn und Kupfer unter elektrolytischer Aktivität ausgefällt, um sich miteinander an der Oberfläche des Hauptkörpers 12 anzuhaften. Folgend wird der Hauptkörper 12 aus der wässrigen Lösung herausgenommen und gespült. Auf diese Weise wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet. Der auf diese Weise plattierte Schuh wird dann oberflächenpoliert, während der Zwischenraum zwischen der Taumelscheibe 40, mit der der Schuh 7 verwendet wird, und dem Kolben 43 berücksichtigt wird, um eine gleichmäßige Ummantelungsschicht 11 aufzuweisen. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Kupfer und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
(Beispiel 2)
Der Schuh 7 des Beispiels 2 weist eine Zinn-Nickeleutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Nickel als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Nickelchlorids enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 98 Gewichtsprozent Zinn und 2 Gewichtsprozent Nickel und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 ist durch ein Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
(Beispiel 3)
Der Schuh 7 des Beispiels 3 weist eine Zinn-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Zink und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
(Beispiel 4)
Der Schuh 7 des Beispiels 4 weist eine Zinn-Bleieutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Blei als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,007 Gewichtsprozent eines Bleisulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 95 Gewichtsprozent Zinn und 5 Gewichtsprozent Blei und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 2 μm angepasst.
(Beispiel 5)
Der Schuh 7 des Beispiels 5 weist eine Zinn-Indiumeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Indium als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Indiumsulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Indium und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
(Beispiel 6)
Der Schuh 7 des Beispiels 6 weist eine Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf, die nur Zinn enthält. Insbesondere wird eine Plattierungsschicht aus reinem Zinn als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Dicke der Ummantelungsschicht 11 ist durch Oberflächenpolieren auf 1,5 μm angepasst.
(Beispiel 7)
Der Schuh 7 des Beispiels 7 weist eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf, die ein Molybdendisulfidpulver als festes Schmiermittel enthält. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, die Molybdendisulfidpulver enthält, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannates und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 1,0 Gewichtsprozent des Molybdendisulfidpulvers enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 99 Gewichtsprozent Zinn und 0.9 Gewichtsprozent Kupfer und 0,1 Gewichtsprozent des Molybdendisulfidpulvers, und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1,4 μm angepasst.
(Beispiel 8)
Während der Schuh 7 des Beispiels 8 eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 aufweist, wie in Beispiel 1, ist die Ummantelungsschicht, die auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 durch elektrolytische Plattierungsbehandlung und Polieren gebildet wird, bei einer Temperatur von 150°C für eine Stunde einer Wärmebehandlung ausgesetzt.
(Beispiel 9)
Der Schuh 7 des Beispiels 9 weist eine Zinn-Kupfer-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn, Kupfer und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 0,003 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn, 1,5 Gewichtsprozent Kupfer und 1,5 Gewichtsprozent Zink, und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1,2 μm angepasst.
Die vorliegenden Erfinder führten den folgenden Versuch durch, um die Antifestfresseigenschaften die Schuhe 7 der Beispiel 1 bis 9 entsprechend einsetzenden Kompressoren zu bestätigen. Bei diesem Versuch wurde die Zeit bis zum Festfressen zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 7 gemessen, während jeder Kompressor, der in eine Fahrzeugklimaanlage eingebaut war, unter schwierigen Umständen betrieben wurde (bei denen kein Schmierstoff in dem Kompressor vorhanden ist). Die Kompressoren wurden fortgesetzt bei diesem Versuch unter folgenden Bedingungen betrieben; Einlassdruck: -0,5 kg/cm², Abgabedruck: 3 kg/cm², Umdrehung der Antriebswelle 39: 1000 U/min. Außerdem waren die Taumelscheiben 40 und die Kolben 43 der Kompressoren aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung hergestellt. Außerdem wurde bei der Durchführung dieses Versuchs ein Kompressor als Vergleichsbeispiel bereitgestellt, der Schuhe einsetzt, die nur aus einem SUJ2 Werkstoff hergestellt waren, d.h., Schuhe ohne Ummantelungsschicht 11, und auf gleiche Weise getestet, wie oben beschrieben.
6 ist ein Diagramm und zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs. Die in 6 gezeigten Versuchsergebnisse zeigen, dass das Festfressen zwischen den Schuhen 7 und den Taumelscheiben 40 in den Kompressoren, die die Schuhe 7 aus Beispielen 1 bis 9 einsetzen, die die Ummantelungsschicht 11 aufweisen, viel länger dauert, wenn mit dem Kompressor des Vergleichsbeispiels verglichen. Genauer zeigt der Kompressor, der die Schuhe 7 des Beispiels 1 eingebaut hat die beste Anti-Festpress-Eigenschaft, wobei jeder eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 aufweist.
Wie oben beschrieben, ist in der zweiten Ausführungsform eine Ummantelungsschicht 11 als Hauptbestandteil auf der Oberfläche jedes Schuhs 7 gebildet. Dementsprechend ist der Gleitwiderstand zwischen den Aufnahmeaussparungen 46 des Kolbens 43 und der kugeligen Oberfläche 8 der Schuhe 7 verringert, und der Gleitwiderstand zwischen der Taumelscheibe 40 und der gleitenden Oberfläche 10 des Schuhs 7 ist verringert. Dementsprechend kann ein glattes Gleiten der Taumelscheibe 40 und der Kolben 43 an deren Verbindungen garantiert werden, um den Gleitwiderstand bei den Verbindungen zu regeln, selbst wenn eine Knappheit an Schmiermittel in dem Kompressor auftritt.
Die Schuhe 44 können sich glatt entlang der inneren Oberflächen der Aufnahmeaussparung 46 unter der Wirkung der Ummantelungsschicht 11 bewegen, die auf den kugeligen Oberflächen 8 gebildet ist. Als Ergebnis ist die Kraft gemäßigt, die zwischen der gleitenden Oberfläche 10 jedes Schuhs 7 und der Taumelscheibe 40 wirkt, um den Gleitwiderstand zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und der Taumelscheibe 40 zu verringern. Die Ummantelungsschicht 11 ist ebenfalls auf der gleitenden Oberfläche 10 des Schuhs 7 vorhanden, wobei auf diese Weise der Gleitwiderstand zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und der Taumelscheibe 40 weiter verringert werden kann. Deswegen entstehen wegen des Ansteigens des Gleitwiderstandes keine Probleme, wenn die Abgabekapazität eines Kompressors zu erhöhen ist, selbst wenn die Abmessungen der Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 vergrößert werden, ohne die Abmessungen der Schuhe 7 zu ändern.
Da Zinn nicht nur hervorragende Schmiereigenschaften herausstellt, sondern ebenfalls Rost verhindert, kann die Ummantelungsschicht 11, die Zinn als Hauptkomponente enthält, und an der Oberfläche jedes Schuhs 7 ausgebildet ist, der aus einem Eisenwerkstoff hergestellt ist, den Schuh 7 vor dem Rosten schützen.
Auswirkungen auf die Ummantelungsschicht 11, die Zinn als Hauptkomponente enthält, durch das Einbringen von zumindest einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die Kupfer umfasst, sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform.
Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt ist, sondern ebenfalls wie folgt ausgeführt werden kann, indem die Aufmachung der entsprechenden Teile geändert wird:

(1) In jeder der ersten und zweiten Ausführungsformen, während die vorliegende Erfindung in einem Kompressor einer Doppelkopfkolbentaumelscheibenbauart ausgeführt ist, kann die vorliegende Erfindung zum Beispiel ausgeführt werden in einem Kompressor einer Einzelkopfkolbentaumelscheibenbauart, einem Kompressor einer veränderliche Volumenbauart, der das Abgabevolumen durch das Neigen des Kippwinkels der Taumelscheibe anpassen kann, einen Kompressor einer Wellennockenbauart wie in 7 gezeigt oder ähnlichem. Nebenbei sind bei dem Kompressor einer Wellennockenbauart in 7 ähnliche oder gleiche Komponenten, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie in 7 gezeigt, weist dieser Kompressor einer Wellennockenbauart anstelle der Taumelscheibe 40 in dem in 1 gezeigten Kompressor eine Wellennocke 48 mit einer welligen Nockenoberfläche auf. Die gleitende Oberfläche 45 von jedem Schuh 44 ist gestaltet, einen gleitenden Kontakt mit der vorderen Nockenoberfläche oder hinteren Nockenoberfläche der Wellennocke 48 herzustellen. Bei dem oben beschriebenen Kompressor einer Wellennockenbauart ist jeder Kolben 43 angepasst, sich zweimal oder öfter hin- und herzubewegen (zweimal in 7) wo Drehung der Antriebswelle 39, und es ist erforderlich, dass die Schuhe 44 den komplizierten Nockenoberflächen folgen, da die Nockenoberflächen die Verdrängung erzeugen. Dementsprechend sind bei den Kompressoren einer Wellennockenbauart verglichen mit den Kompressoren einer Taumelscheibenbauart die Bedingungen zwischen den Schuhen 44 und den Kolben 43 und zwischen den Schuhen 44 und den Wellennocken 48 härter. Dementsprechend ist eine Verringerung des Gleitwiderstandes wichtig, der bei den Verbindungspunkten der Wellennocken 48 und der Kolben 43 auftritt, so dass der Kompressor einer Wellennockenbauart eine stabile Verdichtung durchführen kann. Bei dem in 7 gezeigten Kompressor können die Kolben 43 mit den Kolben 1 wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben ersetzt werden, oder die Schuhe 44 können mit den Schuhen 7 wie in der vorangehenden zweiten Ausführungsform beschrieben ersetzt werden, um den Gleitwiderstand zu verringern, der bei den Verbindungspunkten zwischen den Wellennocken 48 und den Kolben 43 auftritt.
(2) Während im Wesentlichen halbkugelförmige Schuhe 7 und 44 als Nockenmitnehmer in der ersten Ausführungsform bzw. der zweiten Ausführungsform eingesetzt waren; können diese Schuhe 77 und 44 mit einer Konstruktion ersetzt werden, die Rollen einsetzt. Anders als in 8 gezeigt kann jeder Nockenmitnehmer aus einem Kutscher 13 bestehen, der einen gleitenden Kontakt mit der Taumelscheibe 40 herstellt, und einer Kugel 14, die mit einer Aussparung 13a des Kutschers 13 in Eingriff ist. Die Kugel 14 ist gleitbar in der Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 in Eingriff. Nebenbei sind in 8 ähnliche oder gleiche Bestandteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor entsprechend mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Bei der in 8 gezeigten Konstruktion können die Kolben 43 mit den Kolben 1 ersetzt werden, wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben, oder die Ummantelungsschicht 11 wie sie auf dem Schuh 7 in der vorangehenden zweiten Ausführungsform gebildet ist, kann auf dem Kutscher 13 oder dem Ball 14 oder beiden ausgebildet sein. Die Konstruktion des Nockenmitnehmers, der in 8 gezeigt ist, kann auf dem oben beschriebenen Kompressor einer Wellennockenbauart angewendet werden, der in 7 gezeigt ist.
(3) In der ersten Ausführungsform ist auf jeder Oberfläche der Taumelscheibe 40 eine Ummantelungsschicht 15 ausgebildet, die Zinn als Hauptkomponente enthält, und die den gleitenden Kontakt mit den Schuhen 44 herstellt, wie in 9 gezeigt. Die Zusammensetzung der Ummantelungsschicht 15 kann die gleiche sein, wie die der Ummantelungsschicht 6 des Kolbens 1. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 44 weiter verringert werden. Eine Ummantelungsschicht, die Zinn als Hauptbestandteil enthält, kann auf der gleitenden Oberfläche 45 jedes Schuhs 44 ausgebildet sein, anstelle die Ummantelungsschicht 15 auf jeder Seite der Taumelscheibe 40 auszubilden. Mit den anderen Worten kann der Schuh 7 in der zweiten Ausführungsform die Ummantelungsschicht 11 nur an der gleitenden Oberfläche 10 erhalten, und solche Schuhe 7 können als Schuhe in der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.
(4) In der ersten Ausführungsform kann die Ummantelungsschicht 6 nur bei den Aufnahmeaussparungen 2 des Kolbens 1 ausgebildet sein.
(5) In der zweiten Ausführungsform kann die Ummantelungsschicht 11 entweder auf der kugeligen Oberfläche 8 oder der gleitenden Oberfläche 10 von jedem Schuh 7 ausgebildet sein. Wenn die Ummantelungsschicht 11 nur auf der kugeligen Oberfläche 8 des Schuhs 7 ausgebildet ist, können die Ummantelungsschichten 15 auf jeder Seite der Taumelscheibe 40 ausgebildet sein, wie in (3) beschrieben. Wenn die Ummantelungsschicht 11 nur auf der gleitenden Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet ist, kann der Kolben 1 in der ersten Ausführungsform, d.h. der Kolben 1 mit der Ummantelungsschicht 6 eingesetzt werden.
(6) In der ersten Ausführungsform kann die Oberfläche des Hauptkörpers 5 des Kolbens 1 vor der Bildung der Ummantelungsschicht 6 auf dem Hauptkörper 5 einer Vorbehandlung ausgesetzt werden, wie z.B. einer Alumitbehandlung, einer Manganphosphatbehandlung, einer Zinkphosphatbehandlung oder einer Zinkplattierungsbehandlung. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand des Kolbens 1 mit Bezug auf die Schuhe 44 weiter verringert werden.
(7) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann eine Aluminiumkeramik (Al₂0₃) Schicht auf der gleitenden Oberfläche 10 des Hauptkörpers 12 von jedem Schuh 7 ausgebildet werden, und auf der gleitenden Oberfläche 45 von jedem Schuh 44. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand der Schuhe mit der Taumelscheibe 40 weiter verringert werden.
(8) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann das Verhältnis von Zinn zu anderen Metallen, das ebenfalls in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 vorhanden ist, abhängig von der gewünschten Wirkung des Kompressors geeignet abgeändert werden. Wenn z.B. sowohl Zinn als auch Kupfer in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 vorhanden sind, kann der Kupfergehalt wünschenswert innerhalb des Bereichs von 0,1 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent abgeändert werden. Wenn der Kupfergehalt weniger als 0,1 Gewichtsprozent beträgt, kann die Verdichtung und Verstärkung der Ummantelungsschicht 6 oder 11 nicht voll erreicht werden, und die Wirkung die durch das Einbringen des Kupfers erbracht werden soll, kann nicht erreicht werden. Wenn der Kupfergehalt höher als 50 Gewichtsprozent ist, kann die Selbstschmierung des Zinns nicht voll erhalten werden, was in einem erhöhten Gleitwiderstand resultiert.
(9) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann das in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 als fester Schmierstoff eingebrachte Fluorkunstharzpulver oder das Moybdendisulfidpulver mit einem Kohlenstoffpulver, einem Bornitridpulver oder ähnlichem ersetzt werden.
(10) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann die Ummantelungsschicht 6 oder 11 nicht mittels eines Nassplattierungsverfahrens, wie z.B. elektrolytischer Plattierung und chemischer Plattierung gebildet werden, sondern kann durch das Einsetzen eines CVD Verfahrens oder eines Trockenplattierungsverfahrens, wie z.B. einer Vakuumablagerung, Sputtern, Ionenplattierung und PVD gebildet werden. Wenn der feste Schmierstoff, der in (9) beschrieben ist, in die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eingebracht wird, kann ein Verbundplattierungsverfahren eingesetzt werden.
(11) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann die Dicke der Ummantelungsschicht 6 oder 11 passend in dem Bereich von 1 bis 5 μm angepasst werden. Wenn die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eine Dicke aufweist, die kleiner ist als 1 μm, kann der Reibungskoeffizient nicht ausreichend verringert werden. Wenn die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eine Dicke aufweist, die größer ist als 5 μm, ist wahrscheinlich das ein Problem in der Steifigkeit der Schicht auftritt, und die Ummantelungsschicht 6 oder 11 kann sich ablösen.

Claims

Kompressor, der Tetrafluorethan als Kältemittel einsetzt, mit: einem Zylinderblock (30, 31), der eine Zylinderbohrung (41,42) enthält; einer Antriebswelle (39), die mittels des Zylinderblocks (30,31) drehbar gelagert ist; einer Nocke (40, 48), montiert an der Antriebswelle (39) um zusammen damit drehbar zu sein; einem Kolben (1,43), gleitbar in der Zylinderbohrung (41,42) aufgenommen; und einem Schuh (7, 44) mit einer sphärischen und einer flachen Oberfläche, der gleitbar zwischen dem Kolben (1, 43) und der Nocke (40, 48) gelagert ist; wobei der Kolben (1, 43) über den Schuh (44) hin- und herbewegt wird, wenn die Nocke (40, 48) gedreht wird; und der Kolben (1, 43), der aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist, eine Aufnahmeaussparung (2, 46) zum gleitbaren Aufnehmen der sphärischen Oberfläche (8, 47) des Schuhs (7, 44) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuhe (7, 44) aus einer Eisenmetallmatrix hergestellt sind; und eine Beschichtung (6), die Zinn als Hauptbestandteil enthält, bei der Aufnahmeaussparung (2) des Kolbens (1) mittels eines metallischen Überzugsverfahrens ausgebildet ist, wobei die Dicke der Beschichtung (6) in dem Bereich von 1 bis 5 μm liegt.
Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Schuh (7) eine gleitende Oberfläche (10) aufweist, die mit der Nocke (40, 48) in gleitenden Kontakt zu bringen ist, wobei sowohl die kugelige Oberfläche (8) als auch die gleitende Oberfläche (10) des Schuhs (7) eine Beschichtung (11) aufweisen, die Zinn als Hauptbestandteil enthält, und die Ummantelungsschicht (11) mittels eines metallischen Überzugsverfahrens ausgebildet ist, und die Dicke der Ummantelungsschicht (11) in dem Bereich von 1 bis 5 μm liegt.
Kompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) einen äußeren Umfang aufweist, der mit dem inneren Umfang der Zylinderbohrung (41, 42) in Gleitkontakt zu bringen ist, und die Beschichtung (6) ebenfalls an dem äußeren Umfang des Kolbens (1) ausgebildet ist.
Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocke (40; 48) einen gleitenden Abschnitt hat, der mit dem Schuh (7, 44) in gleitenden Kontakt zu bringen ist und eine Beschichtung (6) aufweist, die den Gleitwiderstand vermindert.
Kompressor gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Zinn als einen Hauptbestandteil enthält.
Kompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (6, 11) zumindest ein Metall enthält, das aus einer Gruppe gewählt wurde, die aus Kupfer, Nickel, Zink, Blei und Indium besteht.
Kompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (6, 11) einen festen Schmierstoff enthält, der aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus einem Fluorkunstharzpulver, einem Molybdendisufidpulver, einem Kohlenstoffpulver und einem Bornitridpulver besteht.