DE10160555A1 - Kompressor und dessen Gleitbauteil - Google Patents

Abstract

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kompressor mit Gleitbauteilen zu schaffen, welche verbesserte Gleiteigenschaften aufweisen, wobei deren Herstellung relativ einfach ist. DOLLAR A Eine Taumelscheibe ist mit einer Antriebswelle 9 durch eine Abstützplatte 11 sowie einer Scharnierkonstruktion 12 verbunden und ist gleitfähig an die Kante von Kolben 8 durch ein Paar Schuhe 15a und 15b an deren vorderer und hinterer Seite angeschlossen. Die Rotationsbewegung der Taumelscheibe 10, begleitet durch die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9, wird in die Hin- und Herbewegung des Kolbens 8 durch die Schuhe 15a und 15b konvertiert. Die PEEK-Schicht 17 wird auf der Taumelscheibe 10 und/oder den Schuhen 15a und 15b, die als Gleitbauteile gemäß der Erfindung funktionieren, an zumindest einer der Gleitflächen ausgeformt. Schmiermittel kann in der PEEK-Schicht 17 enthalten sein. Polytetrafluorethylen (PTFE) wird beispielsweise als das Schmiermittel verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bezüglich der Schmierung von Gleitbauteilen in einem Kompressor.

Bauteile, welche während des Betriebs des Kompressors aneinander gleiten, bedürfen der Schmierung durch Öl, um einen Abrieb zu verhindern. Die Schmierung wird herkömmlicher Weise mittels Beaufschlagung durch einen Ölnebel auf jedes der Gleitbauteile bewerkstelligt. In anderen Worten ausgedrückt wird Schmieröl, welches innerhalb eines Kompressors aufgenommen ist, durch ein Gas (Kühlgas wie beispielsweise Chlorofluorocarbon) zu einem Nebel umgewandelt, welcher während des Betriebs des Kompressors zirkuliert wird. Der Ölnebel wird innerhalb des Kompressors transportiert und auf jedes Bauteil aufgetragen, um hierdurch eine ausreichende und gute Schmierung zu gewährleisten. Wenn jedoch der Kompressor erneut gestartet wird, nachdem dieser für eine längere Zeit gestanden hat, kann das Schmieröl, welches auf den Gleitbauteilen anhaftet, durch das Kühlgas abgewaschen worden sein.

Darüber hinaus ist in einem Kompressor der Taumelscheiben- Bauart ein Kolben mit einer Taumelscheibe über einen Schuh verbunden, wobei der Kolben in einer Zylinderbohrung bei der Rotation der Taumelscheibe hin und her bewegt wird. Am Beginn des Betriebs gleitet die Taumelscheibe und der Schuh aneinander ab, bevor Schmieröl die Oberflächen erreicht, auf welchen die Taumelscheibe und der Schuh abgleiten. Die Taumelscheibe und der Schuh können nur spärlich durch dünnes Schmieröl geschmiert werden, welches an deren Oberfläche noch vom letzten Betrieb anhaftet. Wenn jedoch Kühlgas die Oberflächen der Gleitbauteile erreicht und das noch anhaftende Schmieröl abwäscht, bevor neues Schmieröl jene Flächen erreicht, dann gleiten die Taumelscheibe und der Schuh unter trockenen Gleitbedingungen ohne Schmierung aneinander ab.

Demzufolge ist die Zufuhr an Schmieröl zu den Gleitbauteilen in dem Zeitraum (ungefähr 1 min) vom Start des Kompressors bis zu dem Augenblick unzureichend, wo Öldampf (Nebel) durch Rückführung an Kühlgas zu dem Kompressor produziert wird, ungeachtet der Tatsache, dass der Kompressor bereits betrieben wird. Aus diesem Grund wurden herkömmliche Verfahren vorgeschlagen, um eine Schmierung der Gleitbauteile auch während dieses Zeitraums zu gewährleisten.

Als ein aus dem Stand der Technik bekanntes Beispiel zur Verbesserung der Gleiteigenschaften von Gleitbauteilen, wie beispielsweise eine Taumelscheibe, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, eine Ni-P Plattierschicht auf der Oberfläche durch autokatalytischen Niederschlag auszubilden sowie ein Verfahren für das Ausbilden eines Aluminium-aufgesprühten Films auf der Oberfläche einer aus Eisen bestehenden Taumelscheibe.

Darüber hinaus offenbart die Japanische Patent-Offenlegungs­ schrift Nr. Heisei 11-13638 ein Verfahren, wonach eine Plattierschicht aus dünnem Kupfer usw. auf der Oberfläche einer Taumelscheibe ausgebildet ist, bestehend aus einem Substrat aus Eisen oder Aluminium (die Oberfläche, welche mit einem Schuh abgleitet), wobei eine Schicht bestehend aus Polyamidimid (PAI), Kunstharz und ein fester Schmierstoff (Molybdendisulfid, Graphit, usw.) auf der platinierten Schicht ausgebildet ist.

Des weiteren offenbart die Japanische Patent-Offenlegungs­ schrift Nr. 2000-96203 ein Verfahren für das Auftragen eines Mischmaterials bestehend aus einem Polyether-Ether-Keton (nachfolgend als PEEK bezeichnet) auf einer Oberfläche eines Metallsubstrats. Dieses Verfahren umfasst einen Schritt des Ausbildens einer Metallbindeschicht auf der Oberfläche eines Metallsubstrats, sowie einen Schritt des Auftragens eines PEEK-Mischmaterials auf der Metallbindeschicht durch einen Hochgeschwindigkeits-Sauerstoff-Kraftstoffprozess (HVOF). Des weiteren ist ein PEEK-Mischmaterialüberzug offenbart, der auf einem Druckkissen eines Drucklagers aufgetragen ist.

Jedoch wurden keine ausreichenden Gleiteigenschaften durch die Verfahren für das Ausbilden eines Ni-P-Platinierfilms oder eines Al-aufgesprühten Films auf einer Gleitfläche einer Taumelscheibe erzielt. Obgleich darüber hinaus das Verfahren, welches in der Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. Heisei 11-13638 offenbart ist, wonach eine Gleitschicht ein Polyamidimid-Kunstharz sowie ein festes Schmiermittel um­ fasst, die Gleiteigenschaft im Vergleich zu der im vor­ stehendem Verfahren ausgebildeten Ni-P-Platinierschicht usw. verbessert, existiert nach wie vor ein Raum für weitere Verbesserungen.

Die Verwendung von Karbondioxid als ein Kühlmittel des Kompressors erregte in jüngster Zeit Aufmerksamkeit. Falls Karbondioxid als ein Kühlmittel verwendet wird, wird die Kompressionsbelastung, welche auf die Taumelscheibe durch den Kolben einwirkt, erheblich erhöht, im Vergleich zu jenem Fall, in welchem Freon (Chlorfluorcarbon)-Kühlmittel verwendet wird. Dem entsprechend ist die Gleitumgebung noch diffiziler, wenn Karbondioxid als das Kühlmittel verwendet wird, wodurch eine noch weiter verbesserte Gleiteigenschaft erforderlich ist.

Die Erfinder verglichen Gleiteigenschaften zwischen einem Bauteil, in welchem PEEK als ein Schmierfilm verwendet wird und einem Bauteil, welches eine Schicht hat, bestehend aus einer Kombination aus einem Polyimidamid-Kunstharz und einem festen Schmierstoff. Als ein Ergebnis hieraus hat sich bestätigt, dass das Bauteil, in welchem PEEK verwendet wird, verbesserte Gleiteigenschaften aufzeigt.

Beim Ausbilden einer PEEK-Beschichtung durch Aufsprühen wird ein PEEK-Pulver ausreichend erhitzt und auf einem Substrat in geschmolzenem Zustand aufgetragen. In dem Fall jedoch, in welchem eine Flamme beim Sprühen verwendet wird, wie dies bei dem Verfahren der Fall ist, welches in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2000-96203 offenbart ist, wird das PEEK auf ein hochtemperaturiges PEEK aufgeheizt. Des weiteren wird gemäß der Japanischen Patent-Offenlegungs­ schrift Nr. 2000-96203 eine poröse Metall-Bindeschicht auf einem Metallsubstrat vorab ausgebildet, und anschließend ge­ schmolzenes PEEK-Material in jede Öffnung der Metallbinde­ schicht durch den HVOF-Prozess eingelagert, wodurch ein Anhaften der PEEK-Schicht gewährleistet ist, selbst in dem Fall, in welchem einige Partikel ungeschmolzen auf der Ober­ fläche verbleiben, da diese Partikel durch den Materialauf­ tragungsprozess aufgeschmolzen werden. Jedoch ist der Her­ stellungsprozess der PEEK-Beschichtung nach diesem Verfahren äußerst kompliziert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren zu schaffen, mit welchem Gleitbauteile für einen Kompressor mit verbesserter Schmierung zwischen den Bau­ teilen, welche miteinander in Kontakt sind, herstellbar sind, wobei das Herstellungsverfahren verhältnismäßig einfach sein soll.

Zur Erreichung der vorstehend genannten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein Gleitbauteil vor, welches in einem Betriebsmechanismus eines Kompressors verwendet wird, wobei das Gleitbauteil eine Fläche hat, die mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt ist, und wobei die Fläche einen Bestandteil hat für ein Minimieren eines Abriebs, das zwischen der Oberfläche und dem anderen Bauteil auftritt, wenn der Kompressor in Betrieb ist, wobei das Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bauteil aus zumindest einem metallischen Material ausgebildet ist und eine Polyether- Ether-Ketonbeschichtung direkt auf der Oberfläche aufweist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schlägt die vorliegende Erfindung einen Kompressor der Taumelscheiben- Bauart vor, welcher folgende Teile hat:
eine Taumelscheibe, einen Kolben, der sich in Abhängigkeit von der Umdrehungsbewegung der Taumelscheibe hin und her bewegt, einen Gleitschuh, der zwischen dem Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist sowie eine erste Polyether- Ether-Keton-Schicht, die auf der Taumelscheibe für ein In- Kontakt-Kommen mit dem Schuh ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schlägt diese eine Taumelscheibe zur Verwendung in einem Betätigungsmechanismus eines Kompressors vor, der folgende Teile hat:
ein mit der Taumelscheibe gekoppelter Kolben, ein Schuh, der zwischen dem Kolben und der Taumelscheibe angeordnet ist, wobei der Schuh eine Oberfläche hat, die mit einer Oberfläche der Taumelscheibe in Gleitkontakt ist, sowie eine Polyether- Ether-Keton-Schicht, die zumindest auf einem Abschnitt der Oberfläche der Taumelscheibe ausgebildet ist.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beglei­ tenden Zeichnungen näher ersichtlich, welche exemplarisch die Grundprinzipien der Erfindung darstellen.

Die Erfindung sowie ihre Aufgaben und Vorteile lassen sich am besten mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die be­ gleitenden Zeichnungen besser verstehen:

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kompressors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine teilvergrößerte Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Taumelscheibe und dem Schuh darstellt.

Mit Bezug auf die Figuren wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, wonach die vorliegende Erfindung in einem verdrängungsvariablen Taumelscheiben­ kompressor angewendet wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, hat ein Kompressor C einen Zylinderblock 1. Ein vorderes Gehäuse 2 ist an der vorderen Kante des Zylinderblocks 1 befestigt. Ein hinteres Gehäuse 4 ist an der hinteren Kante des Zylinderblocks 1 über eine Ventilplatte 3 befestigt. Der Zylinderblock 1, die Ventil­ platte 3 sowie die beiden Gehäuse 2 und 4 sind gegenseitig durch eine Mehrzahl von Durchgangsschraubenbolzen (in den Figuren nicht gezeigt) aneinander befestigt, um hierdurch ein Gehäuse des Kompressors C zu bilden. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die linke Seite gemäß der Fig. 1 die Vorderseite des Kompressors C darstellt.

Ein Kurbelgehäuse 5, eine Ansaugkammer 6 sowie eine Auslass­ kammer 7 sind in dem Gehäuse ausgebildet. Eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 1a (von welchen eine in den Figuren dar­ gestellt ist) sind in dem Zylinderblock 1 ausgebildet. Ein Einzelkopfkolben 8 ist in jeder Zylinderbohrung 1a aufgenom­ men und hin und her bewegbar gelagert. Die Ansaugkammer 6 sowie die Auslasskammer 7 sind an jede Zylinderbohrung 1a über ein Einlassventil 3a sowie ein Auslassventil 3b fluid­ verbunden, welche in der Ventilplatte 3 ausgebildet sind.

Eine Antriebswelle 9 ist drehbar durch Lager bezüglich des Zylinderblocks 1 und des vorderen Gehäuses 2 gelagert und dringt dabei in das Kurbelgehäuse 5 ein. Eine Taumelscheibe 10 ist in dem Kurbelgehäuse 5 aufgenommen. Eine Durchgangs­ bohrung 10a ist in dem Mittenabschnitt der Taumelscheibe 10 ausgebildet, wobei die Antriebswelle 9 sich durch die Durch­ gangsbohrung 10a hindurch erstreckt. Eine Abstützplatte 11 ist auf der Antriebswelle 9 fixiert, um eine integrale Um­ drehung mit dieser im Kurbelgehäuse 5 auszuführen. Die Tau­ melscheibe 10 ist mit der Antriebswelle 9 über die Abstütz­ platte 11 sowie eine Scharnierkonstruktion 12 verbunden. Die Taumelscheibe 10 ist drehbar in Übereinstimmung (synchron) mit der Antriebswelle 9 und ist darüber hinaus durch eine Gleitbewegung längs der Achse der Antriebswelle 9 schwenkbar.

Ein Gegengewichts-Abschnitt 10b ist integral mit der Taumel­ scheibe 10 ausgebildet, und zwar in dem Abschnitt, welcher der Scharnierkonstruktion 12 in radialer Richtung gegenüber liegt, wobei sich die Antriebswelle 9 dazwischen anordnet. Eine Druckfeder 13 ist zwischen der Abstütz- bzw. Anschlags­ platte 11 und der Taumelscheibe 10 um die Antriebswelle 9 gewunden. Die Taumelscheibe 10 wird durch die Druckfeder 13 in Richtung zum Zylinderblock 1 (bzw. in eine Neigungsver­ ringerungsrichtung) vorgespannt. Die Verringerung der Neigung der Taumelscheibe 10 wird begrenzt durch das Anschlagen an einen Wellenring 14, der an der Antriebswelle 9 befestigt ist, wodurch eine minimale Neigungsposition 0 mm für die Taumelscheibe 10 begrenzt wird. Darüber hinaus wird eine maximale Neigungsposition Bmax für die Taumelscheibe 10 durch das Berühren des Gegengewichtsabschnitts 10b der Taumelschei­ be 10 an der Abstütz- bzw. Anschlagsplatte 11 begrenzt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Begriff "Neigung" sich auf den Winkel bezieht, der zwischen der Taumelscheibe 10 und der orthogonalen Oberfläche der An­ triebswelle 9 ausgebildet wird.

Der Umfang der Taumelscheibe 10 ist gleitfähig an die Kante jedes Kolbens 8 über ein Paar Schuhe 15a und 15b angeschlos­ sen, die an der Vorder- und Hinterseite der Taumelscheibe 10 angelagert sind. Die Umdrehungsbewegung der Taumelscheibe 10, welche die Umdrehung der Antriebswelle 9 begleitet, wird in die Hin- und Herbewegung des Kolbens 8 über die Gleitschuhe 15a und 15b konvertiert.

Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Regelventil 16 ist in dem hinteren Gehäuse 4 für ein Einstellen des Kurbelkammer­ drucks Pc vorgesehen. Das Regel- bzw. Steuerventil 16 ist auf halbem Weg in einem Luftförderkanal vorgesehen, der in den Figuren nicht dargestellt ist und der das Kurbelgehäuse 5 und die Auslasskammer 7 verbindet, um den Öffnungsgrad des Luft­ förderkänals elektromagnetisch mittels eines Solenoids zu regeln. Der Kurbelkammerdruck Pc wird durch Ausgleichen (Einregeln) des Einlassbetrags an Kühlgas von der Auslasskammer 7 in Richtung zum Kurbelgehäuse 5 durch das Regelventil 16 sowie der Menge an Kühlgas, welches vom Kurbelgehäuse 5 in Richtung zur Ansaugkammer 6 durch einen in den Figuren nicht gezeigten Auslasskanal strömt, eingestellt, welcher das Kurbelgehäuse 5 und die Ansaugkammer 6 miteinander verbindet.

Eine PEEK-Schicht 17 ist zumindest auf einer Gleitfläche der Taumelscheibe 10 und den Schuhen 15a und 15b ausgebildet, welche als Gleitbauteile der vorliegenden Erfindung funktio­ nieren. Die PEEK-Schicht 17 ist direkt auf der Oberfläche der Taumelscheibe 10 selbst (d. h. auf deren Material) aus­ gebildet, und zwar an der Stelle, wo die Taumelscheibe 10 und die Schuhe 15a und 15b miteinander in Kontakt kommen. Ein fester Schmierstoff kann in der PEEK-Schicht 17 enthalten sein. Beispielsweise wird Polyetherfluorethylen (PTFE) als Festschmierstoff verwendet.

Um ein Schwingen des Winkels der Taumelscheibe während der Rotation in Folge von Störungen beispielsweise in Folge der Einwirkung, welcher vom Kolben auf die Taumelscheibe über­ tragen wird, zu verhindern, wird ein verhältnismäßig schwe­ res, eisenhaltiges Material (Gusseisen wie beispielsweise FCD 700 usw.) für die Taumelscheibe 10 verwendet. Andererseits wird ein ein ähnliches Eisen enthaltendes Material (wie bei­ spielsweise Kugellagerstahl) für die Schuhe 15a und 15b hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit verwendet.

Beim Ausbilden der PEEK-Schicht 17 auf der Taumelscheibe 10 wird zuerst PEEK-Pulver auf der Gleitfläche der Taumelscheibe 10 haftend aufgebracht (jene Fläche, die mit den Schuhen 15a und 15b gleitet) und zwar durch elektrostatisches Pulver­ beschichten. Hierbei wird pulverisiertes PEEK mit einem Durchschnitts-Korndurchmesser von beispielsweise zwischen 50 und 100 nm in der Beschichtung verwendet. Ein gleichförmiges Pulverbeschichten wird auf der Gleitfläche durch Ausführen des elektrostatischen Pulverbeschichtens bei Zimmertemperatur ausgeführt. Als nächstes wird die Taumelscheibe 10 in einem elektrischen Ofen erhitzt. Die Temperatur wird beispielsweise innerhalb von 30 min von 350°C auf 400°C angehoben, und für 10 min bei 400°C gehalten. Das pulverisierte PEEK wird in dieser Zeitspanne geschmolzen. Anschließend wird die Taumel­ scheibe 10 aus dem elektrischen Ofen entnommen und mit Wasser abgekühlt bzw. abgeschreckt. Die abgeschreckte PEEK-Schicht 17 hat eine glatte Oberfläche und ist fest mit der Oberfläche der Taumelscheibe 10 verklebt, obgleich sie einen Film dar­ stellt, in welchem ein amorpher sowie ein kristalliner Zustand gemischt sind. Eine Härtebehandlung (Vergüten) wird beispielsweise bei 240°C für 1 h ausgeführt.

Eine Kristallisation schreitet durch diese Härtebehandlung bzw. das Anlassen fort. Um eine Feststoffschmierung in der PEEK-Schicht 17 zu erhalten, wird eine Mixtur aus PEEK-Pulver und Festschmierstoff bei der elektrostatischen Pulver­ beschichtung verwendet.

Um die Gleitleistung zwischen der PEEK-Schicht 17 und einem Film zu vergleichen, der durch eine herkömmliche Technik ausgebildet worden ist, wird ein Test bezüglich einer Scheibe bestehend aus Gusseisen mit der gleichen Größe wie die Taumelscheibe 10 ausgeführt, um Folgendes zu vergleichen:

• 1. a): den Fall, wonach PEEK oder eine Kombination aus PEEK und PTFE aufgeschichtet ist, und
• 2. b): den Fall, wonach NiPb platiniert ist.

Dieser Vergleich wird unter Verwendung von Scheiben ausgeführt, welche eine Oberflächenrauhigkeit von Rz < 3 nm aufweisen, da es sich als vorteilhaft erwiesen hat, dass die Oberflächen der Scheiben glatt sind.

Um bei dem Gleittest die Zeit zu messen, bis die Taumel­ scheiben im trockenen Zustand (ohne Schmiermittel) sich festfressen, werden die Scheiben, welche mit Beschichtungen ausgebildet sind, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10.4 m/s gedreht, wobei eine Scheibe bestehend aus SUJ2 mit einem Durchmesser von 10 mm gegen die beschichtete Oberfläche mit einer Kraft von 1,960 N angedrückt wurde. Die Zeiten, welche benötigt wurden bis beide Scheiben sich festfraßen und damit blockierten, wurden gemessen. Die Ergebnisse hieraus sind in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Mit Bezug auf Tabelle 1 wurde bestätigt, dass ein Bauteil, welches mit einer PEEK-Schicht gemäß Beispiel 1 ausgeformt ist, eine längere Zeit benötigt, um sich festzufressen, als die Vergleichsbeispiele 1 bis 3, wobei es sich als Gleit­ bauteil eines Kompressors als überlegen erwies.

Des weiteren hat sich bestätigt, dass die Gleitleistung bei einem Bauteil gemäß Beispiel 2, welches eine PEEK-Schicht hat, die PTFE enthält, mehr verbessert hat als ein Bauteil, welche eine Schicht bestehend lediglich aus PEEK hat.

Die Funktionsweise des gemäß vorstehender Beschreibung ausgebauten Kompressors wird nachfolgend erläutert.

Wenn die Taumelscheibe 10 integral mit der Antriebswelle 9 gedreht wird, dann wird die Rotationsbewegung der Taumel­ scheibe 10 über die Schuhe 15a und 15b in eine Hin-und- Herbewegung jedes Kolbens 8 konvertiert. Jeder Kolben 8 wird mit einem Hub entsprechend der Neigung der Taumelscheibe 10 hin- und herbewegt. Durch Fortführen dieses Betriebs wird Kühlgas, welches von der Ansaugkammer 6 entnommen wird, in der Zylinderbohrung 1a komprimiert, wobei das komprimierte Gas zu der Auslasskammer 7 ausgelassen wird. Das Kühlmittel, welches von einem außenseitigen Kühlkreislauf zugeführt wird, der in den Figuren nicht dargestellt ist, und zwar zu der Ansaugkammer 6, wird in die Zylinderbohrung 1a über einen Ansauganschluss (nicht gezeigt) eingelassen, wobei dieses Kühlgas einer Kompressionswirkung in Folge der Bewegung der Kolben 8 unterzogen wird und anschließend in die Auslass­ kammer 7 über einen Auslassanschluss (nicht gezeigt) ausge­ lassen wird. Das in die Auslasskammer 7 ausgestoßene Kühl­ mittel wird weg zu dem außenseitigen Kühlkreislauf durch eine Auslassbohrung (nicht gezeigt) abgegeben.

Im Nachfolgenden wird das Regelventil 16 mit Bezug auf die Temperatur in einem Fahrgastinnenraum oder in Bezug auf die Kühllast eingestellt, wobei der Verbindungszustand zwischen der Auslasskammer 7 und dem Kurbelgehäuse 5 verändert wird. In dem Zustand, in welchem die Temperatur hoch ist oder die Kühllast hoch ist, und der Druck in der Ansaugkammer 6 ebenfalls hoch ist, wird die Öffnung des Regelventils 16 klein, der Druck im Kurbelgehäuse 5 (Kurbelkammerdruck Pc) reduziert und daher die Neigung der Taumelscheibe 10 erhöht. Demzufolge wird der Hub des Kolbens 8 vergrößert, wobei der Kompressor mit größerem Auslass betrieben wird.

In dem Zustand, wenn die Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum oder die Kühllast niedrig ist, und der Druck in der Ansaug­ kammer 6 klein ist, wird der Öffnungsbetrag des Regelventils 16 groß, der Kurbelkammerdruck Pc erhöht und dadurch die Neigung der Taumelscheibe 10 verringert. Dem entsprechend verkleinert sich der Hub des Kolbens 8, wobei der Kompressor bei kleiner Auslasskapazität betrieben wird.

In dem vorstehend beschriebenen Kompressor wird die PEEK-17, die hervorragend ist bezüglich Wärmewiderstand, mechanischer Festigkeit und chemischer Festigkeit, direkt auf der Ober­ fläche ausgebildet, wo die Taumelscheibe 10 und die Schuhe 15a und 15b miteinander in Gleitkontakt sind. Demzufolge wird die Gleitleistung wie auch die Haltbarkeit verbessert, die Herstellung vereinfacht, da das Ausbilden einer Metallbinde­ schicht zwischen der PEEK-Schicht 17 und dem Bauteilshaupt­ körper bestehend aus Metall nicht erforderlich ist. Anstelle des Ausbildens des Gleitbauteils aus PEEK selbst, wird die PEEK-Schicht 17 auf der Gleitfläche des Hauptkörpers be­ stehend aus Metall ausgebildet. Aus diesem Grunde wird die erforderliche Festigkeit beibehalten, selbst in dem Gleit­ flächenbereich, wo eine große Last aufgebracht wird wie beispielsweise bei der Taumelscheibe 10 über die Schuhe 15a und 15b.

Des weiteren ist PTFE als Festschmierstoff in der PEEK- Schicht 17 enthalten. Aus diesem Grunde ist der Reibungs­ koeffizient der PEEK-Schicht 17 kleiner, und die Gleiteigen­ schaft bzw. Leistung ist verbessert, im Vergleich zu einer PEEK-Schicht 17, welche kein Festschmiermittel enthält.

Darüber hinaus ist die Betriebssicherheit und die Haltbarkeit des Kompressors verbessert, da die Schmierleistung und die Haltbarkeit der Taumelscheibe 10 verbessert wird, die in einer extrem belastenden Gleitumgebung angeordnet ist.

Darüber hinaus wird die PEEK-Schicht 17 durch elektrostati­ sches Pulverbeschichten ausgebildet. Demzufolge wird das Ausbilden der PEEK-Schicht 17 mit hoher Bondfestigkeit an dem Bauteilshauptkörper einfacher als bei Aufsprühen.

Es sollte für den Durchschnittsfachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen spezifischen Formen ausge­ bildet sein kann, ohne dass hierbei vom Kern oder Umfang der Erfindung abgewichen wird. Insbesondere soll darauf hinge­ wiesen werden, dass die Erfindung auch in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen angewandt werden kann.

Die verbesserte Schmierfläche kann auch eingesetzt werden bei anderen Gleitbauteilen wie beispielsweise dem Kolben 8 und der Abstützplatte 11, ohne dass eine Begrenzung bezüglich der Anwendung der Schicht auf die Taumelscheibe 10 und die Schuhe 15a und 15b vorgenommen wird. Im Fall des Kolbens 8 wird die PEEK-Schicht 17 auf der Gleitfläche mit dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 oder der Gleitfläche mit den Schuhen 15a und 15b ausgebildet.

Dabei ist es ausreichend, wenn die PEEK-Schicht zumindest auf der Gleitfläche der Gleitbauteile ausgeformt ist, wobei es natürlich auch möglich ist, die PEEK-Schicht 17 in den Abschnitten unterschiedlich zu der Gleitfläche zusätzlich zu der Schicht in Richtung der Gleitflächen auszubilden.

Das Verfahren für das Ausbilden der PEEK-Schicht ist nicht auf das elektrostatische Pulverbeschichten beschränkt. Thermisches Sprühen kann ebenfalls für das Ausbilden der PEEK-Schicht angewandt werden.

Das Festschmiermittel ist nicht auf PTFE beschränkt, wobei Molybdendisulfid (MoS2) und Graphit usw. verwendet werden kann. Anstelle dessen, dass nur eine Art von Festschmier­ mittel enthalten ist, können zudem auch eine Mehrzahl von Schmiermittelarten enthalten sein.

Das Material der Taumelscheibe 10 ist nicht auf Eisen ent­ haltende Metalle beschränkt. Aluminium enthaltende Metalle (wie beispielsweise Aluminium und Aluminiumlegierung) sowie nicht rostender Stahl usw. kann ebenfalls verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung kann auch bei Kompressoren der Doppelkopfbauart oder bei Taumelscheibenkompressoren mit nicht-variabler Verdrängung verwendet werden, ohne hierbei auf Taumelscheibenkompressoren der verdrängungsvariablen Bauart beschränkt zu sein. Auch kann sie bei Taumelscheiben­ kompressoren angewandt sein, bei welchen die Taumelscheibe nicht integral mit der Antriebswelle dreht, sondern begleitend von der Umdrehung der Antriebswelle schwingt.

Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf einen Taumelscheibenkompressor beschränkt, sondern kann auch angewandt werden bei anderen Arten von Kompressoren, wie beispielsweise Kompressoren der Schneckenbauart oder Flügelzellenbauart usw.

Aus diesem Grunde sind die vorliegenden Ausführungsbeispiele lediglich als illustrative Beispiele und nicht als restrik­ tive Beispiele zu betrachten, wobei die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Einzelheiten beschränkt sein soll sondern innerhalb des Umfangs und des Äquivalenzbereichs der anliegenden Ansprüche modifiziert sein kann.

Zusammenfassend ist es also eine Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor mit Gleitbauteilen zu schaffen, welche verbesserte Gleiteigenschaften aufweisen, wobei deren Herstellung relativ einfach ist.

Die erfindungsgemäße Taumelscheibe ist mit einer Antriebswelle 9 durch eine Abstützplatte 11 sowie einer Scharnierkonstruktion 12 verbunden, und ist gleitfähig an die Kante von Kolben 8 durch ein Paar Schuhe 15a und 15b an deren vorderer und hinterer Seite angeschlossen. Die Rotationsbewegung der Taumelscheibe 10, begleitet durch die Rotationsbewegung der Antriebswelle 9, wird in die Hin- und Herbewegung des Kolbens 8 durch die Schuhe 15a und 15b konvertiert. Die PEEK-Schicht 17 wird direkt auf der Taumelscheibe 10 (d. h. dem Taumelscheibenmaterial) und/oder den Schuhen 15a und 15b (d. h. dem Schuhmaterial), die als Gleitbauteile gemäß der Erfindung funktionieren, an zumindest einer ihrer Gleitflächen ausgeformt. Schmiermittel kann in der PEEK-Schicht 17 enthalten sein. Polytetrafluorethylen (PTFE) wird beispielsweise als das Schmiermittel verwendet.

Claims (12)

1. Gleitbauteil zur Verwendung in einem Betätigungsmechanismus eines Kompressors (C), wobei das Gleitbauteil eine Fläche hat, die mit einem anderen Bauteil in Gleitkontakt ist, und wobei die Fläche einen Bestandteil hat für ein Minimieren einer Abrasion, die zwischen der Fläche und dem anderen Bauteil dann auftritt, wenn der Kompressor (C) in Betrieb ist, wobei das Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus zumindest einem metallischen Material gefertigt ist und eine Polyether-Ether-Keton-Schicht (17) auf der Fläche hat.

2. Gleitbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Ether-Keton-Schicht (17) einen Festschmierstoff enthält.

3. Gleitbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Ether-Keton-Schicht (17) durch elektrostatisches Pulverbeschichten ausgebildet ist.

4. Gleitbauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (C) ein Taumelscheibenkompressor ist, wobei das Gleitbauteil eine Taumelscheibe (10) ist, und das andere Bauteil ein Schuh (15a, 15b) ist, wobei Kolben (8) mit der Taumelscheibe (10) gekoppelt sind, um sich entsprechend der Umdrehungsbewegung der Taumelscheibe (10) hin und her zu bewegen, wobei die Schuhe (15a, 15b) zwischen den jeweiligen Kolben (8) und der Taumelscheibe (10) angeordnet sind, und wobei die Schuhe (15a, 15b) sich in Gleitkontakt mit der Taumelscheibe (10) befinden.

5. Gleitbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (C) ein Taumelscheibenkompressor ist, das Gleitbauteil ein Kolben (8) ist und das andere Bauteil ein Zylinderblock (1) ist, wobei sich der Kolben hin und her bewegt und sich in Gleitkontakt mit dem Zylinderblock (1) steht.

6. Gleitbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (C) ein Taumelscheibenkompressor ist, das Gleitbauteil ein Kolben (8) ist und das andere Bauteil ein vorderes Gehäuse (2) ist, wobei der Kolben (8) in Gleitkontakt mit dem vorderen Gehäuse (2) steht.

7. Gleitbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (C) ein Taumelscheibenkompressor ist, das Gleitbauteil ein Kolben (8) ist und das andere Bauteil ein Schuh (15a, 15b) ist, wobei Kolben (8) mit der Taumelscheibe (10) für eine Hin- und Herbewegung in Übereinstimmung mit der Drehbewegung der Taumelscheibe (10) gekoppelt sind, und wobei die Schuhe (15a, 15b) zwischen den jeweiligen Kolben (8) und der Taumelscheibe (10) zwischengefügt sind, wobei die Schuhe (15a, 15b) in Gleitkontakt mit den jeweiligen Kolben (8) stehen.

8. Taumelscheibenkompressor mit einer Taumelscheibe, einem Kolben (8), der in Übereinstimmung mit der Rotationsbewegung der Taumelscheibe (10) sich hin und her bewegt, und einem Schuh (15a, 15b), der zwischen dem Kolben (8) und der Taumelscheibe (10) angeordnet ist, wobei die Taumelscheibe (10) eine Fläche hat, die in Gleitkontakt mit dem Schuh (15a, 15b) steht, und wobei die Fläche einen Bestandteil für ein Minimieren einer Abrasion aufweist, welche zwischen der Fläche und dem Schuh (15a, 15b) auftritt, wenn der Kompressor (C) in Betrieb ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Polyether-Ether-Keton-Schicht auf der Taumelscheibe (10) für ein In-Kontakt-Kommen mit dem Schuh (15a, 15b) ausgebildet ist.

9. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine zweite Polyether-Ether-Keton-Schicht, die auf dem Schuh (15a, 15b) für ein In-Kontakt-Kommen mit der Taumelscheibe (10) ausgebildet ist.

10. Taumelscheibe zur Verwendung in einem Betriebsmechanismus eines Kompressors (C), der folgende Bauteile hat:
einen Kolben (8), der an die Taumelscheibe (10) gekoppelt ist, und
einen Schuh (15a, 15b), der zwischen den Kolben (8) und der Taumelscheibe (10) zwischengefügt ist, wobei der Schuh (15a, 15b) eine Fläche hat, die gleitend mit einer Fläche der Taumelscheibe (10) in Kontakt ist, und wobei die Fläche einen Bestandteil hat für ein Minimieren einer Abrasion, die zwischen der Fläche und dem Schuh (15a, 15b) dann auftritt, wenn der Kompressor (C) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Polyether-Ether-Keton-Schicht auf zumindest einem Abschnitt der Fläche der Taumelscheibe (10) ausgebildet ist.

11. Taumelscheibe (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Ether-Keton-Schicht ein Festschmiermittel enthält.

12. Taumelscheibe (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyether-Ether-Keton-Schicht durch elektrostatisches Pulverbeschichten ausgebildet ist.