DE10107424A1

DE10107424A1 - Piston for vehicle air conditioning compressor consists of only one part made from fine grain graphite

Info

Publication number: DE10107424A1
Application number: DE2001107424
Authority: DE
Inventors: Roland Caesar; Jan Gaertner; Michael Schuette; Juergen Wertenbach; Markus Gastreich; Juergen Bevc
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Winkelmann Palsis Motortechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG; Winkelmann Palsis Motortechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-09-26
Also published as: DE20115179U1

Abstract

The base (2) has a shaft (5a) and radial support walls (5b), whose ends run on the cylinder bore, and an upper power inlet section (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Kompressor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston for a compressor the preamble of claim 1.

Stand der Technik im Bereich der automobilen Klimatisierung sind Axialkolbenverdichter mit Taumelscheiben als Kraftüber tragungselemente zwischen Antriebswelle und Kolben. Die Verdichtung findet durch periodische Bewegung des Kolbens im Zylinder statt. Hierdurch wird das Medium angesaugt, verdichtet und ausgestoßen. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens wird durch die sogenannte Taumelscheibe erzeugt, die mit der sich drehenden Welle des Verdichters verbunden ist und mit der Drehachse einen Winkel zwischen ca. 60° und 90° erzeugt. Durch die Drehbewegung ergibt sich eine Hubbewegung an den Kolben. Eine Schulter der Kolben umgreift die Taumelscheibe und überträgt damit die Hubbewegung auf die Kolben, wandelt die rotierende in eine oszillierende Bewegung um. Bis heute werden Kolben zweiteilig zusammengefügt, um die Hohlform darzustellen. Sie ist notwendig, um die beiden Anforderungen Kolbenführung und geringe oszillierende Masse zu erfüllen.State of the art in the field of automotive air conditioning are axial piston compressors with swash plates as force transfer support elements between the drive shaft and piston. The Compression takes place through periodic movement of the piston in the Cylinder instead. As a result, the medium is sucked in, compressed and expelled. The up and down movement of the piston will generated by the so-called swashplate, which with the rotating shaft of the compressor and connected to the Axis of rotation creates an angle between approximately 60 ° and 90 °. By the rotational movement results in a stroke movement on the piston. One shoulder of the pistons engages around the swashplate and transfers the stroke movement to the pistons, converts them rotating in an oscillating motion. To date Pistons assembled in two parts to represent the hollow shape. It is necessary to meet the two requirements of piston guidance and to meet low oscillating mass.

Aus der Offenlegungsschrift EP 0 844 391 A2 ist ein Klima anlagenkompressor für ein Kraftfahrzeug bekannt, in dem mehrere Kolben in einem Kreis um eine Antriebswelle in einem Gehäuseblock angeordnet sind. Die Kolben sind von einer auf der Antriebswelle fixierten Taumelscheibe angetrieben. Zur Kopplung von Taumelscheibe und Kolben sind Gleitsteine vorgesehen, die jeweils von einer Schulter eines Kolbens gehalten sind und über die Taumelscheibe gleiten. Ein Kolben umfaßt neben der Schulter einen Kolbenschaft zur Führung des Kolbens im Gehäuseblock sowie einen Kolbenboden zur Einleitung einer Druckkraft in ein zu komprimierendes Medium. Zwischen Kolbenboden und Kolbenschaft ist ein Zwischenabschnitt vorgesehen, der mehrere rippenförmige, radial verlaufende Streben aufweist. Der Kolbenschaft selbst ist zylindrisch, massiv ausgeführt, wobei der Durchmesser des Kolbenschaftes in etwa dem Durchmesser der Bohrung des Gehäuses entspricht.A climate is known from the published patent application EP 0 844 391 A2 Plant compressor for a motor vehicle known in which several Piston in a circle around a drive shaft in one Housing block are arranged. The pistons are from one to the other Drive shaft fixed swash plate driven. For coupling of the swash plate and piston, sliding blocks are provided, which are each held by a shoulder of a piston and over slide the swashplate. A plunger covers next to the shoulder a piston shaft for guiding the piston in the housing block as well as a piston crown to introduce a compressive force into one medium to be compressed. Between the piston crown and An intermediate section is provided for the piston skirt, which has several has rib-shaped, radially extending struts. The Piston shaft itself is cylindrical, solid, whereby the diameter of the piston skirt roughly the diameter of the Bore of the housing corresponds.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Kolben zur Verfügung zu stellen, der ein besonders geringes Gewicht aufweist und einfach herstellbar ist.In contrast, the object of the invention is a piston for To make available a particularly light weight has and is easy to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch einen Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out by a piston with the characteristics of Claim 1 solved.

Der erfindungsgemäße Kolben zeichnet sich durch einen Kolben schaft aus, der zur Verbindung von Kolbenboden und Kraftein leitungsabschnitt, zur Versteifung des Kolbens insgesamt und zur Einstellung des Abstandes zwischen Kolbenboden und Krafteinleitungsabschnitt (Dimensionierung des Kolbens) dient. Dieser Kolbenschaft ist massiv, d. h. nicht hohl gestaltet, so daß eine einfache Fertigung möglich ist. Dabei erstrecken sich eine oder mehrere massive Streben vorzugsweise über den größten Teil des Kolbenschaftes, wobei die Streben gemeinsam eine Anordnung mit einer vorzugsweise unrunden Querschnittsfläche bilden, deren Umkreis in etwa dem Umfang des Kolbenbodens entspricht, so daß sich linienartige Berührungsflächen (Lauf flächen) zwischen dem Kolbenschaft und dem umgebenden Gehäuse ergeben. Vorzugsweise ist außerdem eine einstückige Herstellung von Kolbenboden, Kolbenschaft und Krafteinleitungsabschnitt vorgesehen.The piston according to the invention is characterized by a piston shaft from, for the connection of piston crown and force line section, for stiffening the piston as a whole and to adjust the distance between the piston crown and Force introduction section (dimensioning of the piston) is used. This piston skirt is massive, i. H. not designed hollow, like this that simple manufacture is possible. Thereby extend one or more massive struts preferably over the largest Part of the piston skirt, the struts together forming a Arrangement with a preferably non-circular cross-sectional area form, their circumference approximately the circumference of the piston crown corresponds so that line-like contact surfaces (barrel surfaces) between the piston skirt and the surrounding housing result. A one-piece production is also preferred of piston crown, piston skirt and force introduction section intended.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolbenschaft einen scheibenförmigen Führungsabschnitt auf, dessen Querschnitts fläche in Form und Größe wenigstens annähernd der Fläche des Kolbenbodens entspricht. Der Führungsabschnitt dient ins besondere zur Abstützung des Kolbens im umgebenden Gehäuse und ist parallel zum Kolbenboden ausgerichtet. Er weist einen vorzugsweise runden bis elliptischen Querschnitt auf. Der Führungsabschnitt ist über eine oder mehrere Streben mit dem Kolbenboden verbunden, wobei seine Höhe klein gegenüber der Länge der Streben bzw. gegenüber der Länge des Kolbenschaftes ist. Die äußere (Umfangs-)Fläche des Führungsabschnittes bildet eine Lauffläche, die an dem umgebenden Gehäuse entlanggleitet.In an embodiment of the invention, the piston skirt has one disc-shaped guide section, the cross section area in shape and size at least approximately the area of the Piston crown corresponds. The guide section serves ins especially for supporting the piston in the surrounding housing and is aligned parallel to the piston crown. He has one preferably round to elliptical cross-section. The Guide section is over one or more struts with the Piston plate connected, its height small compared to that Length of the struts or compared to the length of the piston skirt is. The outer (peripheral) surface of the guide section forms a tread that slides along the surrounding housing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Kolbenschaft mehrere rippenförmige, radial verlaufende Streben. Die Streben weisen vorzugsweise eine konstante, bzw. nach außen abnehmende Dicke auf.In a further embodiment of the invention, the piston skirt comprises several rib-shaped, radial struts. The struts preferably have a constant or decreasing towards the outside Thickness up.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die rippen förmigen, radial verlaufenden Streben sternförmig um einen Kern herum angeordnet. Insbesondere sind drei oder mehr Streben vorgesehen.In a further embodiment of the invention, the ribs are shaped, radial struts star-shaped around a core arranged around. In particular, there are three or more struts intended.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eine Strebe eine radial außenliegende Lauffläche zur Führung des Zylinders in dem Gehäuse auf. Die Lauffläche gleitet an dem umgebenden Gehäuse entlang, folglich ist sie bevorzugt möglichst klein ausgestaltet.In a further embodiment of the invention, at least one Strive a radially outer tread to guide the Cylinder in the housing. The tread slides on the along the surrounding case, so it is preferred designed as small as possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolbenschaft mehrere, entsprechend einer außerhalb der Kolbenachse liegenden Krafteinleitung asymmetrisch und/oder ungleichmäßig verteilt angeordnete Streben auf. Die Streben sind vorzugsweise im Bereich der größten Krafteinleitung konzentriert um die Kolben achse herum angeordnet. Auf diese Weise kann der Kolben besonders gut an die Belastung angepaßt, und gewichtsreduziert gestaltet sein.In a further embodiment of the invention, the piston skirt several, corresponding to one lying outside the piston axis Force transmission asymmetrical and / or unevenly distributed arranged struts on. The struts are preferably in Area of greatest force application concentrated around the pistons arranged around the axis. In this way, the piston especially well adapted to the load and reduced weight be designed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Kraft einleitungsabschnitt eine Schulter auf, die ein Krafteinleitungsmittel umgreift. Als Krafteinleitungsmittel ist eine Schwenk- oder Taumelscheibe vorgesehen, die in geneigter Anordnung an einer rotierenden Achse befestigt ist und eine Rotationsbewegung der Antriebsachse in eine Translationsbewegung umsetzt. Der Krafteinleitungsabschnitt ist derart gestaltet, daß er optimal an dem Krafteinleitungsmittel angreifen und die Kräfte in den Kolben übertragen kann, vorzugsweise ist er als U-förmige Schulter gestaltet und mit Pfannen für Gleitsteine oder ähnlichen Lagerelementen ausgestattet.In a further embodiment of the invention, the force introducing section on a shoulder, which is a force application means embraces. As a force transmission means Swivel or swash plate provided, which is inclined Arrangement is attached to a rotating axis and a Rotational movement of the drive axis in one Translating movement. The force introduction section is designed such that it optimally on the force introduction means attack and transfer the forces into the piston it is preferably designed as a U-shaped shoulder and with Pans for sliding blocks or similar bearing elements fitted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Kraft einleitungsabschnitt ein Verstärkungselement in Form eines U-, L- und/oder hakenförmigen Inlays zugeordnet. Das Inlay ist insbesondere vorgesehen, um den Krafteinleitungsabschnitt bzw. dessen Schulter zu verstärken, da der Krafteinleitungsabschnitt bzw. dessen Schulter hochbelastete Bauteile darstellen. Der Krafteinleitungsabschnitt kann gemeinsame Abschnitte mit dem Kolbenschaft aufweisen und/oder einstückig mit diesem ausgeführt sein, so daß das Inlay sich vom Krafteinleitungs abschnitt bis in den Kolbenschaft erstrecken kann.In a further embodiment of the invention, the force introductory section a reinforcing element in the form of a U, L- and / or hook-shaped inlays assigned. The inlay is in particular provided around the force introduction section or reinforce his shoulder because the force introduction section or its shoulder represent highly stressed components. The Force introduction section can be common sections with the Have piston skirt and / or in one piece with this be carried out so that the inlay differs from the introduction of force section can extend into the piston skirt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind einerseits Kolbenschaft und Krafteinleitungsabschnitt einstückig aus einem faserverstärkten Kunststoff und andererseits der Kolbenboden und/oder ein Inlay des Krafteinleitungsabschnittes aus einem anderen Werkstoff, insbesondere aus einer hochfesten Leichtmetall-Legierung, ausgeführt. Dabei sind die hochbeanspruchten Bauteile mit einem Metall-Inlay verstärkt oder wenigstens teilweise aus Metall gestaltet. Es ergibt sich durch die Kombination von Kunststoff und Metall eine maximale Gewichtsreduzierung.In a further embodiment of the invention are on the one hand Piston shaft and force introduction section in one piece from one fiber-reinforced plastic and on the other hand the piston crown and / or an inlay of the force introduction section from a other material, especially a high-strength one Light metal alloy. Here are the heavy-duty components reinforced with a metal inlay or at least partially made of metal. It follows a maximum through the combination of plastic and metal Weight reduction.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen der Kolbenschaft und/oder der Kolbenboden an radial außenliegenden Gleitflächen eine Beschichtung mit einem reibungsarmen Werkstoff, insbesondere PTFE, Keramik oder Graphit auf. Die Gleitflächen reiben an dem den Kolben umgebenden Gehäuse entlang, daher führt eine reibungsmindernde Beschichtung bzw. Oberflächen versiegelung zu einem besseren Wirkungsgrad und geringerem Verschleiß.In a further embodiment of the invention, the piston skirt and / or the piston crown on radially outer sliding surfaces a coating with a low-friction material, especially PTFE, ceramic or graphite. The sliding surfaces rub along the housing surrounding the piston, therefore leads to a friction-reducing coating or surfaces sealing for better efficiency and less Wear.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen der Kolbenschaft und/oder der Kolbenboden, die vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt sind, an radial außenliegenden Gleitflächen eine Oberflächenbehandlung zur Reibungsminimierung auf. Bevorzugt ist eine Einlagerung und/oder Anreicherung von reibungsarmen Substanzen wie Graphit oder Keramik in der Kunststoffoberfläche vorgesehen. Die Anreicherung kann auf mechanischem, magnetischem und/oder chemischem Wege erfolgen. Es können bereits im Kunststoffmaterial vorhandene Partikel an der Werkstückoberfläche konzentriert werden oder es können Einlagerungen von außen vorgenommen werden.In a further embodiment of the invention, the piston skirt and / or the piston crown, which is preferably made of plastic are executed on radially outer sliding surfaces Surface treatment to minimize friction. Prefers is a storage and / or enrichment of low-friction Substances such as graphite or ceramic in the plastic surface intended. The enrichment can be based on mechanical, magnetically and / or chemically. It can Particles already present in the plastic material on the Workpiece surface can be concentrated or it can Storage can be made from the outside.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Further characteristics and combinations of characteristics result from the Description as well as the drawings. concrete Embodiments of the invention are in the drawings shown in simplified form and in the description below explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kolbens für einen Kompressor, Fig. 1 is a schematic view of a piston according to the invention for a compressor,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben gemäß Fig. 1 senkrecht zur Kolbenachse und Fig. 2 shows a section through the piston of FIG. 1 perpendicular to the piston axis and

Fig. 3 ein modifiziertes Ausführungsbeispiel des Kolbens gemäß Fig. 1. Fig. 3 shows a modified embodiment of the plunger of FIG. 1.

In Fig. 1 ist schematisch ein Kolben 1 für einen Kältemittel kompressor einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage dargestellt. Der Kolben 1 umfaßt einen Kolbenboden 2, einen Kolbenschaft 3 und einen Krafteinleitungsabschnitt 4. Mehrere derartige Kolben sind in einem Gehäuse des Kältemittelkompressors kreisförmig um eine rotierbare Antriebswelle herum angeordnet, wobei alle Kolbenachsen parallel zueinander und parallel zur Antriebswelle ausgerichtet sind. Jeder Kolben ist für sich in einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung des Gehäuses (Zylinder) geführt, in der er sich translatorisch und ggf. auch rotatorisch bewegen kann. Die Zylinder münden in eine gemeinsame Arbeitskammer, durch die das Kältemittel gefördert wird. Die Verdichtung findet durch periodische Bewegung der Kolben in den Zylindern statt. Hierdurch wird das Kältemittel angesaugt, verdichtet und ausgestoßen. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens wird durch ein Krafteinleitungs mittel in Form einer sogenannten Taumelscheibe erzeugt, die mit der sich drehenden Antriebswelle des Verdichters verbunden ist und gegenüber der Drehachse einen vorzugsweise variablen Winkel zwischen ca. 60° und 90° aufweist. Die Drehbewegung der Antriebswelle wird über die Taumelscheibe in eine Hubbewegung an den Kolben transformiert. Der Krafteinleitungsabschnitt 4 des Kolbens 1 ist als sogenannte Kolbenschulter gestaltet, umgreift die Taumelscheibe und überträgt damit die Hubbewegung auf die Kolben. In der Kolbenschulter 4 sind Pfannen 4a vorgesehen, in denen Gleitschuhe (nicht dargestellt) zum Winkelausgleich schwenkbar gelagert sind, wobei die Gleitschuhe im Betrieb über die Taumelscheibe gleiten, die sie umgreifen.In Fig. 1, a piston 1 for a refrigerant compressor of a motor vehicle air conditioning system is shown schematically. The piston 1 comprises a piston crown 2 , a piston shaft 3 and a force introduction section 4 . Several such pistons are arranged in a housing of the refrigerant compressor in a circle around a rotatable drive shaft, all piston axes being aligned parallel to one another and parallel to the drive shaft. Each piston is guided in an essentially cylindrical bore of the housing (cylinder), in which it can move in a translatory and possibly also in a rotary manner. The cylinders open into a common working chamber through which the refrigerant is conveyed. The compression takes place through periodic movement of the pistons in the cylinders. As a result, the refrigerant is sucked in, compressed and expelled. The up and down movement of the piston is generated by a force introduction medium in the form of a so-called swash plate, which is connected to the rotating drive shaft of the compressor and has a preferably variable angle between about 60 ° and 90 ° with respect to the axis of rotation. The rotary movement of the drive shaft is transformed into a stroke movement on the piston via the swash plate. The force introduction section 4 of the piston 1 is designed as a so-called piston shoulder, engages around the swash plate and thus transmits the stroke movement to the piston. In the piston shoulder 4 pans 4 a are provided, in which sliding shoes (not shown) are pivotally mounted for angle compensation, the sliding shoes sliding in operation over the swash plate, which they grip.

Die weitere Ausgestaltung des Kältemittelkompressors ist für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung, auf eine nähere Darstellung wird daher an dieser Stelle verzichtet. Details können jedoch aus der DE 197 49 727 A1 entnommen werden, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.The further design of the refrigerant compressor is for the present invention is of minor importance a detailed description is therefore not given here. However, details can be found in DE 197 49 727 A1 to which express reference is made.

Die äußeren Durchmesser bzw. die entsprechenden Umkreise von Kolbenboden 2, Kolbenschaft 3 und Krafteinleitungsabschnitt 4 sind geringfügig kleiner als der Durchmesser des Zylinders, so daß der Kolben innerhalb des Zylinders verschiebbar ist. Dabei dient der Kolbenschaft zur Führung im Zylinder, um Kippen zu vermeiden. Optional wird zusätzlich im Bereich des Kolbenbodens ein Kolbenring verbaut, um Kompressionsverluste zu vermeiden (vgl. auch Fig. 3). In einem modifizierten Ausführungsbeispiel weisen Kolbenboden und Kolbenschaft elliptische Querschnitte auf.The outer diameter or the corresponding circumferences of piston crown 2 , piston skirt 3 and force introduction section 4 are slightly smaller than the diameter of the cylinder, so that the piston can be displaced within the cylinder. The piston skirt is used to guide the cylinder to prevent it from tipping over. Optionally, a piston ring is also installed in the area of the piston crown in order to avoid loss of compression (see also FIG. 3). In a modified exemplary embodiment, the piston crown and piston skirt have elliptical cross sections.

Der Kolben 1 ist vorzugsweise einstückig und weitgehend ohne Hohlräume, d. h. massiv, ausgeführt, wobei als Material zur Herstellung des Kolbens vorzugsweise ein (ggf. glas- und/oder kohlefaserverstärkter) Duroplast-Kunststoff oder ein vergleichbarer Werkstoff vorgesehen sind. Die Fasern werden während der Herstellung so angeordnet, daß eine optimale Festigkeit in Belastungsrichtung erreicht wird. Der Kolben kann in toto oder an seinen Berühr- bzw. Laufflächen mit PTFE zur Reibungsminimierung beschichtet sein. Die Pfannen, die die Gleitschuhe aufnehmen, wie auch der gesamte Kolben kann mit PTFE, einem graphitgefüllten Kunststoff oder einer Keramik angegossen oder gesintert werden. Zusätzlich kann Graphit magnetisch oder zentrifugal an der Außenseite angelagert werden als reibminimierende Substanz im Kunststoff. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist der Kolben aus einem Keramik-Werkstoff ausgeführt. Der Einsatz derartiger Werkstoffe mit geringer Dichte ermöglicht eine erhebliche Gewichts reduktion gegenüber bekannten Kolbenformen, wobei die erforderliche Bauteilstabilität durch die Geometrie des Kolbens sichergestellt wird.The piston 1 is preferably made in one piece and largely without cavities, ie solid, the material for producing the piston preferably being a (possibly glass and / or carbon fiber reinforced) thermoset plastic or a comparable material. The fibers are arranged during production in such a way that optimum strength is achieved in the direction of loading. The piston can be coated in PTFE or on its contact or running surfaces with PTFE to minimize friction. The pans that hold the slide shoes, as well as the entire piston, can be cast on or sintered with PTFE, a graphite-filled plastic or a ceramic. In addition, graphite can be magnetically or centrifugally attached to the outside as a friction-minimizing substance in the plastic. In a modified embodiment, the piston is made of a ceramic material. The use of such low-density materials enables a considerable weight reduction compared to known piston shapes, the required component stability being ensured by the geometry of the piston.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist der Kolbenschaft 3 zum einen eine sich mittig, entlang der Kolbenachse erstreckende massive Strebe 5a sowie sechs rippenförmige, radial verlaufende Streben 5b und zum anderen einen scheibenförmigen Führungsabschnitt 6 auf. Die Streben 5a, 5b sind schmal im Verhältnis zum Durchmesser des Kolbenschaftes 3; der Führungsabschnitt 6 ist flach im Verhältnis zur Höhe des gesamten Kolbenschaftes 3 bzw. im Verhältnis zur Länge der Streben 5a, 5b. Die Streben 5b sind gleichmäßig sternförmig um die zentrale Strebe 5a herum angeordnet; der Querschnitt des Kolbenschaftes im Bereich der Streben 5a, 5b ist somit unrund, wobei der Umkreis in etwa dem Umfang des Kolbenbodens entspricht. Die Streben 5b weisen an ihren radial außenliegenden Enden schmale (im Extremfall linienförmige) Laufflächen 5d auf, die zur Führung des Kolbens die zylindrische Bohrung des Kompressorgehäuses (Zylinder) berühren können. Die Laufflächen 5d bilden gemeinsam mit den äußeren (ebenfalls zylindrischen) Oberflächen von Führungsabschnitt 6 und Kolbenboden 2, in die sie ohne Sprung übergehen, eine einheitliche Berührfläche zwischen Kolben und Zylinder.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 and FIG. 2, the piston shaft 3 a located centrally, extending along the piston axis massive strut 5 a and six rib-like, radially extending struts 5 b and on the other a disc-shaped guide section 6 on the one hand. The struts 5 a, 5 b are narrow in relation to the diameter of the piston skirt 3 ; the guide section 6 is flat in relation to the height of the entire piston shaft 3 or in relation to the length of the struts 5 a, 5 b. The struts 5 b are arranged evenly in a star shape around the central strut 5 a; the cross section of the piston skirt in the area of the struts 5 a, 5 b is therefore out of round, the circumference corresponding approximately to the circumference of the piston head. The struts 5 b have at their radially outer ends narrow (in the extreme case linear) running surfaces 5 d, which can touch the cylindrical bore of the compressor housing (cylinder) for guiding the piston. The running surfaces 5 d, together with the outer (also cylindrical) surfaces of the guide section 6 and piston crown 2 , into which they pass without a jump, form a uniform contact surface between the piston and the cylinder.

In modifizierten Ausführungsbeispielen ist eine beliebige Anzahl radial verlaufender Streben um eine zentrale Strebe herum angeordnet. Es ist sowohl eine symmetrische als auch eine asymmetrische Verteilung der radial verlaufenden Streben vorsehbar, wobei vorzugsweise eine ungleichmäßige, asym metrische Verteilung entsprechend der Belastung des Kolbens im Betrieb erfolgt. Auf eine mittlere, zentrale Strebe kann ggf. verzichtet werden.In modified embodiments, any one is Number of radial struts around a central strut arranged around. It is both symmetrical and one asymmetrical distribution of the radial struts predictable, preferably an uneven, asym metric distribution according to the load on the piston Operation takes place. A central, central strut can to be dispensed with.

In weiteren modifizierten Ausführungsbeispielen sind mehrere Streben als einzelne, parallel zur Kolbenachse ausgerichtete Säulen ausgeführt. Bevorzugt sind mehrere einzeln stehende Streben entlang des Umfanges des Kolbenschaftes angeordnet, wobei eine oder mehrere Streben eine gekrümmte Gleit- bzw. Berührfläche zwischen Kolben und Zylinder aufweisen.In further modified exemplary embodiments, there are several Struts as single, aligned parallel to the piston axis Columns executed. Several individually standing are preferred Struts arranged along the circumference of the piston skirt, one or more struts being a curved sliding or Have contact surface between piston and cylinder.

In nicht dargestellter Weise weist der U-förmige Kraft einleitungsabschnitt 4 ein Inlay auf, das vorzugsweise U- oder L-förmig ausgebildet ist. In einem modifizierten Ausführungs beispiel ist das Inlay hakenförmig gestaltet, und erstreckt sich zum einen durch den gesamten Krafteinleitungsabschnitt und zum anderen durch die zentrale Strebe 5a des Kolbenschaftes. Das Inlay ist einstückig aus einem Werkstoff mit hoher Festigkeit und/oder Steifigkeit, insbesondere aus einer Aluminium- oder Stahllegierung hergestellt. Es wird bei der Herstellung des Kolbens 1 in das Kolbenmaterial eingesetzt, geht eine feste Verbindung zum Kolben ein und ist anschließend nicht mehr abtrennbar. Das Inlay kann allseitig, teilweise oder einseitig vom Kunststoff ummantelt sein. Der übrige Teil der Kolbens ist ohne Rücksicht auf das Inlay einstückig. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel liegt das Inlay im Bereich der Pfannen zur Lagerung der Gleitsteine an der Außenoberfläche des Kolbens. Durch ein derartiges Inlay wird eine erhöhte Festigkeit des Gesamtbauteils erzielt, insbesondere können hochbelastete Bereiche verstärkt sein.In a manner not shown, the U-shaped force introduction section 4 has an inlay which is preferably U-shaped or L-shaped. In a modified embodiment, for example, the inlay is hook-shaped, and extends on the one hand through the entire force introduction section and on the other hand through the central strut 5 a of the piston skirt. The inlay is made in one piece from a material with high strength and / or rigidity, in particular from an aluminum or steel alloy. It is used in the manufacture of the piston 1 in the piston material, forms a firm connection to the piston and is then no longer separable. The inlay can be encased on all sides, partially or on one side by the plastic. The rest of the piston is in one piece regardless of the inlay. In a modified exemplary embodiment, the inlay lies in the region of the pans for mounting the sliding blocks on the outer surface of the piston. An inlay of this type increases the strength of the overall component, in particular, highly stressed areas can be reinforced.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein unterer Teil 7 des Kolbenschaftes 3' eines Kolbens 1' wie der Kolbenboden 2' zylindrisch ausgeführt, so daß in diesem Bereich eine allseitige Führung des Kolbens 1' im Zylinder sichergestellt ist. Optional sind umlaufende Nuten 8 für einen oder mehrere Kolbenringe vorgesehen. In einem oberen Teil 9 des Kolbenschaftes 3% dessen Länge deutlich größer ist als die Länge (= Höhe) des unteren Teils 7, sind eine zentrale Strebe 5a' sowie eine rippenartige, in radialer Richtung verlaufende Strebe 5b' vorgesehen, die in Richtung der Kolbenachse eine äußere Lauffläche 5d' aufweist. Die Strebe 5b' dient einerseits zur Abstützung des Kolbens an der zylindrischen Bohrung, in der er geführt ist, und andererseits zur Versteifung des Kolbens 1' in demjenigen Bereich, in dem der Krafteinleitungsabschnitt 4' einen großen Hebelarm gegenüber der Kolbenachse aufweist. Es sind weitere, nach oben abgeschrägte Streben 5c ohne äußere Laufflächen vorgesehen, mittels derer der Krafteinleitungsabschnitt 4' abgestützt und der Kolben 1' insgesamt versteift ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, a lower part 7 of the piston skirt 3 'of a piston 1 ', like the piston head 2 ', is cylindrical, so that in this area all-round guidance of the piston 1 ' in the cylinder is ensured. Circumferential grooves 8 are optionally provided for one or more piston rings. In an upper part 9 of the piston skirt 3% whose length is significantly greater than the length (= height) of the lower part 7 , a central strut 5 a 'and a rib-like strut 5 b' running in the radial direction are provided, which point in the direction the piston axis has an outer running surface 5 d '. The strut 5 b 'serves on the one hand to support the piston on the cylindrical bore in which it is guided, and on the other hand to stiffen the piston 1 ' in the area in which the force introduction section 4 'has a large lever arm with respect to the piston axis. There are further struts 5 c, which are bevelled upwards and have no outer running surfaces, by means of which the force introduction section 4 'is supported and the piston 1 ' is stiffened overall.

Claims

1. Piston ( 1 ) for a compressor, in particular a refrigerant compressor of an air conditioning system, with
a piston crown ( 2 ), via which pressure can be introduced into a medium to be compressed,
a piston shaft ( 3 ), via which the piston can be guided axially displaceably in a housing, and
a force introduction section ( 4 ), at which an external driving force can be introduced into the piston,
the piston head ( 2 ), piston skirt ( 3 ) and force introduction section ( 4 ) being arranged one behind the other in the direction of the piston axis,
characterized in that
the piston skirt ( 3 ) has a solid strut ( 5 a, 5 b) aligned approximately parallel to the piston axis, the cross-sectional area of which is smaller than the area of the piston head ( 2 ).

2. Piston according to claim 1, characterized in that the piston skirt ( 3 ) has a disc-shaped guide section ( 6 ) whose cross-sectional area in shape and size corresponds at least approximately to the area of the piston crown ( 2 ).

3. Piston according to one of claims 1 or 2, characterized in that the piston skirt ( 3 ) comprises a plurality of rib-shaped, radially extending struts ( 5 b, 5 c).

4. Piston according to claim 3, characterized in that the rib-shaped, radially extending struts ( 5 b, 5 c) are arranged in a star shape around a core ( 5 a).

5. Piston according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one strut ( 5 b, 5 b ') has a radially outer tread ( 5 d) for guiding the cylinder ( 1 , 1 ) in the housing.

6. Piston according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston skirt ( 3 ) has a plurality of struts ( 5 b, 5 b ', 5 c) arranged asymmetrically and / or unevenly in accordance with a force transmission lying outside the piston axis.

7. Piston according to one of claims 1 to 6, characterized in that the force introduction section ( 4 ) has a shoulder which engages around a force application means.

8. Piston according to one of claims 1 to 7, characterized in that the force introduction section a reinforcing element in Assigned shape of a U, L and / or hook-shaped inlay is.

9. Piston according to claim 8, characterized in that the inlay at least partially from the force application section is covered.

10. Piston according to one of claims 1 to 9, characterized in that the piston crown ( 2 ), piston skirt ( 3 ) and force introduction section ( 4 ) are made in one piece, in particular made of a fiber-reinforced plastic.

11. Piston according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the one hand piston skirt ( 3 ) and force introduction section ( 4 ) in one piece from a fiber-reinforced plastic and on the other hand the piston head ( 2 ) and / or an inlay of the force introduction section ( 4 ) from another Material, in particular made of a metal, are executed.

12. Piston according to one of claims 1 to 11, characterized in that the piston skirt ( 3 ) and / or the piston crown ( 2 ) on radially outer sliding surfaces have a coating with a low-friction material, in particular PTFE, ceramic or graphite.

13. Piston according to one of claims 1 to 11, characterized in that the piston skirt ( 3 ) and / or the piston crown ( 2 ) on radially outer sliding surfaces has a surface treatment for minimizing friction, in particular storage and / or enrichment of low-friction substances such as graphite or ceramics.