DE102014211123A1

DE102014211123A1 - Verfahren zum herstellen eines drehverhinderungsrings eines scrollverdichters und drehverhinderungsmechanismus des scrollverdichters

Info

Publication number: DE102014211123A1
Application number: DE102014211123.4A
Authority: DE
Inventors: Takuro Yamashita; Ken Suitou; Hiroyuki Gennami
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2014-12-18
Also published as: US9803641B2; CN104227334B; KR101660581B1; CN104227334A; US20140369819A1; JP2014240641A; KR20140145079A; JP6171601B2

Abstract

In einem Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings eines Scrollverdichters, wobei der Drehverhinderungsring in einem Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehung einer beweglichen Spirale um ihre eigene Achse vorgesehen und aus Metall gefertigt ist, beinhalten die Verfahrensschritte das Ziehen einer Stahlplatte in einen ersten Zwischenkörper, der eine mit Boden versehene, zylindrische Form hat, das Stanzen des Bodens des ersten Zwischenkörpers, wodurch ein zweiter Zwischenkörper gefertigt wird, und das Ringbilden des zweiten Zwischenkörpers.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings eines Scrollverdichters und auf einen Drehverhinderungsmechanismus des Scrollverdichters.
Im Allgemeinen hat ein Scrollverdichter in seinem Gehäuse eine feststehende Spirale, die eine Basisplatte und eine auf der Basisplatte ausgebildete Spiralwand hat. Eine Drehwelle ist über ein Lager von dem Gehäuse drehbar gestützt. Die Drehwelle hat an ihrem einen Ende, das der feststehenden Spirale benachbart ist, eine exzentrische Welle in einer versetzten Beziehung zu der Achse der Drehwelle. Die exzentrische Welle ist über eine Buchse und ein Lager drehbar an einer beweglichen Spirale angeschlossen. Die bewegliche Spirale hat eine Basisplatte mit einer Nabe, an die die exzentrische Welle angeschlossen ist, und eine Spiralwand, die mit der Spiralwand der feststehenden Spirale in Eingriff ist. Ein Drehverhinderungsmechanismus ist zwischen der Rückseite der Basisplatte der beweglichen Spirale und dem Gehäuse vorgesehen. Der Drehverhinderungsmechanismus verhindert das Drehen der beweglichen Spirale an ihrer eigenen Achse, während er eine Kreisbewegung der beweglichen Spirale zulässt. Verdichtungskammern sind hermetisch zwischen der Spiralwand der feststehenden Spirale und der Spiralwand der beweglichen Spirale ausgebildet, und das Verdichten von Fluid in den Verdichtungskammern wird durch die Kreisbewegung der beweglichen Spirale relativ zu der feststehenden Spirale bewerkstelligt.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-151071 offenbart einen Drehverhinderungsmechanismus eines Scrollverdichters. Der Drehverhinderungsmechanismus dieser Veröffentlichung hat eine Hülse, die in ein Loch eines Gehäuses des Verdichters eingesetzt ist, und einen Drehverhinderungsstift, der in eine Basisplatte einer beweglichen Spirale eingepresst ist und mit der Innenumfangswand der Hülse in Gleitkontakt ist. Der Scrollverdichter hat eine Vielzahl der Drehverhinderungsmechanismen. Die Drehverhinderungsstifte, die sich in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche der jeweiligen Hülsen bewegen, halten die bewegliche Spirale von der Drehung um ihre Achse ab, während sie die Kreisbewegung der beweglichen Spirale zulassen.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift 62-199983 offenbart einen Drehverhinderungsmechanismus eines Scrollverdichters einschließlich eines Plattenstifts, der in ein Plattenelement eingepresst ist, eines beweglichen Stifts, der in die Basisplatte der beweglichen Spiralplatte eingepresst ist und der eine Kreisbewegung um den Plattenstift durchführt, und einen ringartigen Ring, der jeweilige eine Enden des Plattenstifts und des beweglichen Stifts umschließt. Der Plattenstift und der bewegliche Stift sind mit der Innenumfangsfläche des ringartigen Rings in Linienkontakt und sind durch den ringartigen Ring reguliert. Daher ermöglicht der Drehverhinderungsmechanismus der beweglichen Spirale, eine Kreisbewegung durchzuführen, während die Drehung der beweglichen Spirale um ihre Achse verhindert wird.
Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-151071 offenbarte Hülse und der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-199983 offenbarte ringartige Ring (diese Hülse und dieser ringartige Ring werden im weiteren Verlauf als der Drehverhinderungsring bezeichnet) sind mit dem Stift, der eine hohe Steifigkeit hat, in Gleitkontakt. Daher muss der Drehverhinderungsring mit hoher Genauigkeit spanabhebend bearbeitet werden, und muss einen hohen Abriebwiderstand aufweisen. Im Allgemeinen wird ein Drehverhinderungsring durch spanabhebende Bearbeitung einer Metallstange in einen Ring, durch Wärmebehandlung des Rings durch Abschrecken und Anlassen, und dann durch Endbearbeitung des Rings durch Schleifen hergestellt. Jedoch birgt das herkömmliche Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings Probleme darin, dass die Herstellungskosten hoch sind und die Herstellungszeit lange dauert. Genauer gesagt benötigt das Schneiden einer Metallstange in Abschnitten mit einer bestimmten Länge und das folgende spanabhebende Bearbeitung eines abgeschnittenen Abschnitts in eine Ringform viel Zeit und beeinträchtigt die Materialausnutzung.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings eines Scrollverdichters gerichtet, welches die Herstellungskosten verringert und die Herstellungszeit verkürzt, und auf einen Drehverhinderungsmechanismus des Scrollverdichters.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhalten in einem Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings eines Scrollverdichters, wobei der Drehverhinderungsring in einem Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehung einer beweglichen Spirale um ihre eigene Achse vorgesehen ist und aus einem Metall gefertigt ist, die Schritte des Verfahrens das Ziehen einer Stahlplatte in einen ersten Zwischenkörper, der eine mit Boden versehene, zylindrische Form hat, das Stanzen des Bodens des ersten Zwischenkörpers wodurch ein zweiter Zwischenkörper gefertigt wird, und das Ringausbilden des zweiten Zwischenkörpers.
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlicht, die mittels Beispiel die Prinzipien der Erfindung darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine Längsschnittansicht eines Scrollverdichters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A aus 1 ist;
3 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Drehverhinderungsmechanismus des Scrollverdichters aus 1 ist;
4 ein Erläuterungsschaubild ist, das den Herstellungsprozess des Drehverhinderungsrings des Scrollverdichters aus 1 zeigt;
5 ein Erläuterungsschaubild ist, das Ziehschritte durch Pressen in dem Herstellungsprozess von 4 zeigt;
6A eine Teilschnittansicht eines zweiten Zwischenkörpers vor dem Ringausbilden und 6B ist eine Teillängsschnittansicht eines dritten Zwischenkörpers nach dem Ringbilden ist; und
7 eine Teillängsschnittansicht eines Drehverhinderungsmechanismus eines Scrollverdichters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden werden ein Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings eines Scrollverdichters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Drehverhinderungsmechanismus des Scrollverdichters beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Der Scrollverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein motorbetriebener Scrollverdichter, der an einem Hybridfahrzeug montiert ist, das als Antriebsquellen eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor hat. Der Scrollverdichter bildet einen Teil eines Kühlmittelkreislaufs in einer Fahrzeugklimaanlage. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, hat die Fahrzeugklimaanlage ferner eine Kühleinheit mit einem Kondensator, einer Aufnahmevorrichtung, einem Expansionsventil, einem Verdampfer und Rohren, die diese Vorrichtungen verbinden.
Unter Bezugnahme auf 1 weist der durch Bezugszeichen 10 bezeichnete Scrollverdichter einen Verdichtungsmechanismus 11, der Kühlmittel als Fluid verdichtet, und einen Elektromotor 12 zum Antreiben des Verdichtungsmechanismus 11 auf. Der Scrollverdichter 10 hat ein Gehäuse 13, das aus einem Metall gefertigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 13 aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Das Gehäuse 13 hat ein erstes Gehäuseelement 14 und ein zweites Gehäuseelement 15. Das erste Gehäuseelement 14 und das zweite Gehäuseelement 15 sind an ihren Enden durch Schrauben 16 fest verbunden. Im Übrigen ist der Scrollverdichter 10 an einer horizontalen Stelle in einem Motorraum montiert.
Das erste Gehäuseelement 14 des Scrollverdichters 10 hat den Verdichtungsmechanismus 11 und den Elektromotor 12 darin. Der Verdichtungsmechanismus 11 hat eine feststehende Spirale 17 und eine bewegliche Spirale 18. Eine Vielzahl von Verdichtungskammern 19 sind durch die feststehenden Spirale 17 und die beweglichen Spirale 18 und zwischen diesen in dem Verdichtungsmechanismus 11 ausgebildet. Die feststehende Spirale 17 und die bewegliche Spirale 18 werden später ausführlich beschrieben. Das erste Gehäuseelement 14 hat in seinem oberen Teil einen Einlassanschluss 20 dort hindurch. Der Einlassanschluss 20 ist an einen externen Kühlkreislauf (in der Zeichnung nicht gezeigt) angeschlossen, sodass er mit dem Inneren des ersten Gehäuseelements 14 in Verbindung ist. Während des Betriebs des Scrollverdichters 10 wird ein Niederdruckkühlmittel von dem externen Kühlkreislauf durch den Einlassanschluss 20 in das erste Gehäuseelement 14 strömen gelassen.
Das zweite Gehäuseelement 15 hat in sich eine Abgabekammer 21, die mit den Verdichterkammern 19 in Verbindung gebracht werden kann. Das zweite Gehäuseelement 15 hat in seinem oberen Teil einen Auslassanschluss 22 für eine Verbindung zwischen der Abgabekammer 21 und dem externen Kühlkreislauf. Das zweite Gehäuseelement 15 hat in sich einen Durchlass 23, der eine Fluidverbindung zwischen der Abgabekammer 21 und dem Auslassanschluss 22 bereitstellt.
Ein Wellenstützelement 24 ist in dem ersten Gehäuseelement 14 zwischen der feststehenden Spirale 17 und dem Elektromotor 12 vorgesehen. Das Wellenstützelement 24 bildet einen Teil des Kompressionsmechanismus 11 und hat in sich ein Lager 26, das ein Ende einer Rotationswelle 25 des Elektromotors 12 stützt. Das andere Ende der Drehwelle 25 ist durch ein Lager 27 von dem ersten Gehäuseelement 14 gestützt. Das Wellenstützelement 24 hat einen dort hindurch verlaufenden Ansauganschluss 28, der mit zwei der Verdichtungskammern 19 in Verbindung ist. Das durch den Einlassanschluss 20 in das erste Gehäuseelement 14 eingesaugte Kühlmittel wird durch den Ansauganschluss 28 in die Verdichtungskammern 19 eingebracht. Das Wellenstützelement 24 hat feststehende Stifte 29, die in das Wellenstützelement 24 eingepresst sind und in Richtung der beweglichen Spirale 18 vorragen.
Ein exzentrischer Stift 30 ist so vorgesehen, dass er von dem der feststehenden Spirale 17 benachbarten Ende der Drehwelle 25 in Richtung der feststehenden Spirale 17 vorragt. Die Achse Q des exzentrischen Stifts 30 ist mit Bezug auf die Achse P der Drehwelle 25 exzentrisch positioniert, sodass der exzentrische Stift 30 mit Bezug auf die Achse P der Drehwelle 25 exzentrisch gedreht wird, wenn sich die Drehwelle 25 dreht. Eine Antriebsbuchse 31 ist an dem exzentrischen Stift 30 relativ verdrehbar montiert. Die Antriebsbuchse 31 hat ein Ausgleichsgewicht, das die exzentrische Last des exzentrischen Stifts 30 und der Antriebsbuchse 31, die durch die Drehung der Drehwelle 25 erzeugt wird, ausgleicht.
Die bewegliche Spirale 18 ist an der Außenumfangsfläche der Antriebsbuchse 31 durch ein Lager 32 drehbar montiert, sodass die bewegliche Spirale 18 eine Kreisbewegung durchführen kann. Die bewegliche Spirale 18 hat eine kreisförmige, bewegliche Basisplatte 33 und eine bewegliche Spiralwand 34. Die bewegliche Spirale 18 ist so angeordnet, dass die Oberfläche der beweglichen Basisplatte 33 mit einem rechten Winkel mit Bezug auf die Achse P positioniert ist. Die bewegliche Spiralwand 34 ist so ausgebildet, dass sie von der Oberfläche der beweglichen Basisplatte 33 an deren Seite, die der feststehenden Spirale 17 benachbart ist, vorragt. Die bewegliche Spiralwand 34 hat eine Wandfläche, die parallel zu der Achse P verläuft.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von mit Boden versehenen, zylindrischen Löchern 35 an Stellen ausgebildet, die der Außenumfangskante der beweglichen Basisplatte 33 benachbart sind. Wie in 3 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von Drehverhinderungsringen 36 (von denen lediglich einer gezeigt ist) in die jeweiligen mit Boden versehenen, zylindrischen Löcher 35 (von denen lediglich eines gezeigt ist) eingesetzt. Jeder Drehverhinderungsring 36 hat eine zylindrische Form und ist in dem mit Boden versehenen, zylindrischen Loch 35 drehbar. Eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) Halteeinrichtung ist in der beweglichen Basisplatte 33 so vorgesehen, dass sie den Drehverhinderungsring 36 in dem mit Boden versehenen, zylindrischen Loch 35 hält. Die feststehenden Stifte 29 befinden sich an einer Stelle in dem Wellenstützelement 24, die den jeweiligen mit Boden versehenen, zylindrischen Löchern 35 entspricht. Jeder feststehende Stift 29 ragt von dem Wellenstützelement 24 in Richtung des mit Boden versehenen, zylindrischen Lochs 35 vor und ist in den Drehverhinderungsring 36 eingesetzt. Der feststehende Stift 29 ist so angeordnet, dass sich seine Achse parallel zu der Achse P der Drehwelle 25 erstreckt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die Drehverhinderungsringe 36 und die feststehenden Stifte 29 den Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehung der beweglichen Spirale 18 um ihre Achse. Daher kreist die bewegliche Spirale 18 um die Achse P, ohne sich um ihre Achse zu drehen, wenn sich die Drehwelle 25 dreht. Das heißt, die bewegliche Spirale 18 ist so vorgesehen, dass sie eine Kreisbewegung um die Achse P ohne Drehung durchführt.
Die feststehende Spirale 17 ist mit der beweglichen Spirale 18 in einer einander zugewandten Beziehung in Eingriff und ist an dem ersten Gehäuseelement 14 befestigt. Die feststehende Spirale 17 hat eine kreisförmige, feststehende Basisplatte 37 und eine feststehende Spiralwand 38, die einstückig ausgebildet sind. Die feststehende Basisplatte 37 ist derart in dem ersten Gehäuseelement 14 angeordnet, dass sie das Ende schließt, das sich in dem ersten Gehäuseelement 14 öffnet. Die feststehende Spiralwand 38 ist so ausgebildet, dass sie von der Oberfläche der feststehenden Basisplatte 37, die der beweglichen Spirale 18 benachbart ist, vorragt.
In dem Scrollverdichter 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verdichtungskammern 19 zwischen der feststehenden Spiralwand 38 und der beweglichen Spiralwand 34 durch den Kontakteingriff der feststehenden Spiralwand 38 der feststehenden Spirale 17 und der beweglichen Spiralwand 34 der beweglichen Spirale 18 ausgebildet. Das Kühlmittel wird durch den Ansauganschluss 28 in die Verdichtungskammern 19 eingesaugt und wird durch die Volumenverringerung der Verdichtungskammern 19 verdichtet. Die feststehende Spirale 17 hat in ihrer Mitte einen Abgabeanschluss 39, der mit der Abgabekammer 21 in Verbindung gebracht werden kann und der mit einem Abgabeventil 40 zum Öffnen und Schließen des Abgabeanschlusses 39 versehen ist. Das verdichtete Kühlmittel wird durch den Abgabeanschluss 39 in die Abgabekammer 21 abgegeben.
Der Elektromotor 12 ist ein dreiphasiger Wechselstrommotor. Der Elektromotor 12 hat einen Stator 41 und einen Rotor 42, der in den Stator 41 eingesetzt ist und an der Drehwelle 25 befestigt ist. Der Rotor 42 hat einen Rotorkern 43, der in sich eine Vielzahl von Einsetzschlitzen (in der Zeichnung nicht gezeigt) in der Achsrichtung der Rotorwelle 25 und Dauermagneten (in der Zeichnung nicht gezeigt) hat, die in die jeweiligen Einsetzschlitze (in der Zeichnung nicht gezeigt) eingesetzt sind. Der Stator 41 hat Statorkerne 44, die an der Innenwand des ersten Gehäuseelement 14 befestigt sind, und er hat Statorspulen 45, die um die jeweiligen Statorkerne 44 für eine U-Phase, V-Phase und W-Phase gewickelt sind. Ein Ende des die Statorspule 45 für die jeweilige Phase bildenden Wicklungsdrahts dient als ein Leitungsdraht 46 zur Aufnahme der Leistungszufuhr.
Der Elektromotor 12 wird durch Leistungszufuhrsteuerung eines Antriebsschaltkreises 47 angetrieben, der außerhalb des ersten Gehäuseelements 14 vorgesehen ist. Der Antriebsschaltkreis 47 hat eine Invertereinheit, verschiedene elektrische Teile und eine Leiterplatte, an der die Invertereinheit und die Teile montiert sind. Die Invertereinheit hat Schaltvorrichtungen, empfängt Leistungszufuhr von außerhalb des Scrollverdichters 10 und wandelt Gleichstrom in Wechselstrom zum Antreiben des Scrollverdichters 10 um.
Der Scrollverdichter 10 hat eine Einhausung 48, die zum Schutz des Antriebsschaltkreises 47 fest mit dem ersten Gehäuseelement 14 verbunden ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Antriebsschaltkreis 47 und die Einhausung 48 durch eine Schraube 49 an dem ersten Gehäuseelement 14 befestigt. Das erste Gehäuseelement 14 und die Einhausung 48 wirken zusammen, um einen abgedichteten Raum zu bilden, in dem der Antriebsschaltkreis 47 und ein luftdichter Anschluss 50, der mit dem Antriebsschaltkreis 47 elektrisch verbunden ist, angeordnet sind.
Ein Clusterblock 51 ist in dem ersten Gehäuseelement 14 vorgesehen. Der luftdichte Anschluss 50 ist mit dem Leitungsdraht 46, der von der Statorspule 45 einer jeden Phase durch den Clusterblock 51 kommt, elektrisch verbunden. Dadurch sind der Elektromotor 12 und der Antriebsschaltkreis 47 elektrisch verbunden. Wenn die Statorspulen 45 des Elektromotors 12 von dem Antriebsschaltkreis 47 durch den luftdichten Anschluss 50 mit Wechselstrom versorgt werden, dann wird der Rotor 42 gedreht und der mit der Drehwelle 25 verbundene Verdichtungsmechanismus 11 wird betrieben.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Drehverhinderungsrings 36 des Drehverhinderungsmechanismus beschrieben. Der Drehverhinderungsring 36 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gemäß einem in 4 dargestellten Herstellungsprozess gefertigt. In dem ersten Schritt wird eine Stahlplatte 36A durch Pressformen in einen ersten Zwischenkörper 36B gezogen. Chrom-Molybdänstahl (SCM415) wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als das Material der Stahlplatte 36A verwendet.
Das Ziehen wird durch eine in 5 gezeigte Pressmaschine 52 durchgeführt. Ein zylindrischer Stempel 54 ist an einem Stempelhalter 55 montiert, der an einer Basis 53 der Pressmaschine 52 vorgesehen ist. Ein Rohlinghalter 56 ist über dem Stempelhalter 55 vorgesehen, um Falten an der Stahlplatte 36A zu unterrücken. Die obere Fläche des Rohlinghalters 56 dient als die Montagefläche, auf der ein Rohling oder die Stahlplatte 36A platziert wird. Der Rohlinghalter 56 hat in sich ein Loch 57, durch das der Stempel 54 eingesetzt werden kann und ist mit Führungselementen 58 zum Führen des Rohlinghalters 56 versehen, sodass dieser mit Bezug auf die Basis 53 auf geeignete Weise gleitet. Die Führungselemente 58 sind mit Dämpfungsmechanismen 59 verbunden, die in dem unteren Teil der Basis 53 vorgesehen sind. Der Rohlinghalter 56 ist an der obersten Stelle platziert, wenn keine abwärts gerichtete Kraft auf den Rohlinghalter 56 aufgebracht wird. Die Dämpfungsmechanismen 59 dienen dem Unterdrücken des schnellen Absenkens des Rohlingshalters 56. Wenn der Rohlinghalter 56 auf die oberste Stellung angehoben ist, dann befindet sich die obere Fläche des Rohlinghalters 56 geringfügig höher als die obere Fläche des Stempels 54. Die Pressmaschine 52 hat eine in Vertikalrichtung bewegliche Ramme 60, die über dem Rohlinghalter 56 vorgesehen und mit einer Form 61 ausgestattet ist. Die Form 61 hat darin einen Formhohlraum, dessen Durchmesser größer als der des Stempels 54 ist, sodass der Stempel 54 in die Form 61 eingesetzt werden kann.
Bei dem Ziehschritt wird die Ramme 60 nach dem Montieren der Stahlplatte 36A an der oberen Fläche des Rohlinghalters 56 so abgesenkt, dass die Form 61 mit der Stahlplatte 36A in Kontakt kommt, und sie wird weiter abgesenkt, wodurch der Rohlinghalter 56 und die Form 61 zusammen nach unten gedrückt werden, sodass der Stempel 54 durch den Formhohlraum der sich absenkenden Form 61 gezwängt wird, wie dies in 5 gezeigt ist. Als ein Ergebnis wird die Stahlplatte 36A durch den Stempel 54 in den vorstehend erwähnten ersten Zwischenkörper 36B, der die mit Boden versehene, zylindrische Form hat, plastisch verformt. Es ist anzumerken, dass in dem obigen Ziehschritt die Ramme 60 mehrere Male für den Absenkbetrieb für die plastische Verformung der Stahlplatte 36A in den ersten Zwischenkörper 36B durch Drücken des Stempels 54 wiederholt betätigt wird.
In dem in 4 gezeigten Stanzschritt wird der Boden des ersten Zwischenkörpers 36B durch Stanzen beseitigt, um einen zweiten Zwischenkörper 36C zu fertigen, der eine zylindrische Form ohne Boden hat. Der Stanzschritt wird unter Verwendung eines (in der Zeichnung nicht gezeigten) Stempels durchgeführt, der an der Ramme 60 der Pressmaschine 52 aus 5 montiert ist. Der Außendurchmesser des Stempels ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Lochs des ersten Zwischenkörpers 36B festgelegt. Ein (in der Zeichnung nicht gezeigter) Halter ist an der Basis 53 der Pressmaschine 52 zum Stützen des ersten Zwischenkörpers 36B montiert. In dem Stanzschritt wird der Boden des ersten Zwischenkörpers 36B durch Stanzen mittels Absenken der Ramme 60 wie in dem Fall des Ziehprozesses zum Fertigen des zweiten Zwischenkörpers 36C beseitigt. Das Stanzen zum Beseitigen des Bodens des ersten Zwischenkörpers 36B kann durch Betätigen der Pressmaschine 52 zum lediglich einmaligen Absenken der Ramme 60 bewerkstelligt werden. Wie in 6A gezeigt ist, wird durch das Stanzen in der Innenumfangsfläche benachbart dem gestanzten Ende des zweiten Zwischenkörpers 36C ein Grat B ausgebildet.
In dem in 4 gezeigten Ringbildungsschritt wird der zweite Zwischenkörper 36C in eine fertige Ringform ausgebildet. In dem Ringbildungsschritt wird der in dem zweiten Zwischenkörper 36C durch das Stanzen ausgebildete Grat B für die Oberflächenendbearbeitung beseitigt. Das Beseitigen des Grats B wird unter Verwendung einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Ringbildungsform bewerkstelligt. Genauer gesagt wird der Grat B durch Einsetzen einer Ringbildungsform durch den zweiten Zwischenkörper 36C mehrere Male allmählich plastisch verformt. Als ein Ergebnis eines solchen Ringbildungsvorgangs wird der Teil des zweiten Zwischenkörpers 36C, von dem der Grat B beseitigt wurde, so ausgebildet, dass er den gleichen Durchmesser wie die Innenumfangsfläche des zweiten Zwischenkörpers 36C hat, und zwar mit dem Ergebnis, dass ein dritter Zwischenkörper 36D gefertigt wird.
Wie in 6B gezeigt ist, ist in der Umfangsrichtung in der Innenumfangsfläche des dritten Zwischenkörpers 36D, der durch den Ringbildungsschritt gefertigt wurde, eine kleine Nut oder eine Stoßlinie L ausgebildet. Die Stoßlinie L ist eine Nut, die durch den Ringbildungsschritt nicht beseitigt wird, sondern die Stoßlinie wird an einer Stelle ausgebildet, die von dem gestanzten Ende des dritten Zwischenkörpers 36D um einen Abstand beabstandet ist, der der Dicke der Stahlplatte 36A entspricht. Wenn der Ringbildungsschritt vollendet ist, dann ist die Form des dritten Zwischenkörpers 36D vollständig ausgebildet. Im Übrigen ist die Abmessungsgenauigkeit des dritten Zwischenkörpers 36D im Wesentlichen die gleiche wie die eines durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildeten herkömmlichen Drehverhinderungsrings.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der durch den Ringbildungsschritt gefertigte dritte Zwischenkörper 36D durch Weichnitrieren wärmebehandelt. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Weichnitrieren eine Wärmebehandlung, die Ammoniakgas und Aufkohlungsgas zum Verbessern der Ermüdungsfestigkeit des Drehverhinderungsrings 36 verwendet. Die Weichnitrierungsbehandlung wird verglichen mit dem Abschrecken im Allgemeinen bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt. Daher ist die Verformung eines Gegenstands infolge der Wärmebehandlung durch Weichnitrieren relativ gering. Der dritte Zwischenkörper 36D, an dem die Weichnitrierungsbehandlung angewendet wird, wird als der fertige Drehverhinderungsring 36 vollendet. Der Drehverhinderungsring 36 ist an seiner Innenumfangsfläche mit der Stoßlinie L ausgebildet.
Im Folgenden wird ein Drehverhinderungsmechanismus beschrieben, der den Drehverhinderungsring 36, der gemäß dem in 4 gezeigten Herstellungsprozess gefertigt wurde, und den feststehenden Stift 29 hat. Als eine Entwurfbedingung ist in dem Drehverhinderungsmechanismus, der den Drehverhinderungsring 36 verwendet, die relative Positionierung zwischen dem Drehverhinderungsring 36 und dem feststehenden Stift 29 so festgelegt, dass die Stoßlinie L die Drehverhinderungsfunktion nicht beeinträchtigt. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist der feststehende Stift 29 zu einem solchen Ausmaß in den Drehverhinderungsring 36 eingesetzt, dass die Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 die Stoßlinie L überquert. Das heißt, der feststehende Stift 29 ist relativ zu dem Drehverhinderungsring 36 so festgelegt, dass zwischen der Endfläche des feststehenden Stifts 29 und der Stoßlinie L kein störender Eingriff auftritt.
Genauer gesagt wird mit dem feststehenden Stift 29, der so positioniert ist, dass die Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 die Stoßlinie L überquert, wie dies in 3 gezeigt ist, die Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 in geeignetem Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 in paralleler Beziehung zueinander während der Kreisbewegung der beweglichen Spirale 18 beibehalten. In dem in 3 gezeigten Zustand beeinträchtigt die Stoßlinie L des Drehverhinderungsrings 36 daher die Drehverhinderungswirkung des Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehung der beweglichen Spirale 18 nicht.
Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel bietet die folgenden vorteilhaften Wirkungen.

(1) Der erste Zwischenkörper 36B, der die mit Boden versehene, zylindrische Form hat, ist durch Ziehen einer Stahlplatte 36A mittels einer Pressmaschine gefertigt. Der zweite Zwischenkörper 36C, der eine zylindrische Form hat, ist durch Stanzen des Bodens des ersten Zwischenkörpers 36B gefertigt. Der dritte Zwischenkörper 36D ist durch Ringbilden des zweiten Zwischenkörpers 36C gefertigt. Der Drehverhinderungsring 36 wird durch Weichnitrieren des dritten Zwischenkörpers 36D fertiggestellt. Das Verfahren zum Herstellen des Drehverhinderungsrings 36 aus der Stahlplatte 36A kann die Herstellungskosten und -zeit verglichen mit dem Verfahren zum Herstellen des Drehverhinderungsrings durch spanabhebendes Bearbeiten einer Metallstange verringern.
(2) Wenn der feststehende Stift 29 an einer Stelle, an der die Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 die Stoßlinie L in der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 überquert, in den Drehverhinderungsring 36 eingesetzt ist, dann ist die Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 mit der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 mit Ausnahme der Stoßlinie L in Gleitkontakt. Daher kann die Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings die Parallelität mit der Außenumfangsfläche des feststehenden Stifts 29 trotz des Vorhandenseins der Stoßlinie L in der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 beibehalten. Außerdem beeinträchtigt die Stoßlinie L, die in dem Herstellungsprozess ausgebildet wird, nicht die Funktion des Drehverhinderungsmechanismus. Somit kann der Drehverhinderungsring 36 verwendet werden, der gemäß dem Herstellungsverfahren einschließlich des Ziehprozesses gefertigt wird.
(3) Der Drehverhinderungsring 36, der durch Weichnitrierung als Wärmebehandlung fertig gestellt wird, kann die Oberflächenhärte und die Abriebcharakteristika verbessern, die für den Gleitkontakt mit dem feststehenden Stift 29 erforderlich sind. Da die Wärmebehandlung des dritten Zwischenkörpers 36D bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird, kann ein Verwinden des dritten Zwischenkörpers 36D durch die Wärmebehandlung unterdrückt werden und dadurch wird ein zusätzlicher Prozess zum Beseitigen der Verwindung durch Polieren oder dergleichen ausgelassen, und zwar mit dem Ergebnis, dass die Zeit zum Herstellen des Drehverhinderungsrings 36 verkürzt werden kann.
(4) Da der Drehverhinderungsring 36 gemäß dem Herstellungsverfahren einschließlich des Ziehprozesses gefertigt wird, kann die Materialfließgrenze verglichen mit dem Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings mittels spanabhebender Bearbeitung verbessert werden.

Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein Drehverhinderungsmechanismus eines Scrollverdichters gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Drehverhinderungsmechanismus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der Drehverhinderungsmechanismus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl beweglicher Stifte 72 aufweist, die in die bewegliche Basisplatte 33 der beweglichen Spirale 18 eingepresst sind und in Richtung des Wellenstützelements 24 vorragen, sowie die feststehenden Stifte 29 und die Drehverhinderungsringe 36 aufweist. Die in der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwendeten Bezugszeichen werden zum Bezeichnen ähnlicher Elemente oder Teile des zweiten Ausführungsbeispiels verwendet und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Unter Bezugnahme auf 7 sind eine Vielzahl von Löchern 71 in der beweglichen Basisplatte 33 an Stellen ausgebildet, die der Umfangskante der beweglichen Basisplatte 33 benachbart sind (in 7 ist lediglich ein Loch dargestellt). Die beweglichen Stifte 72 sind durch Einpressen in dem jeweiligen Loch 71 befestigt und ragen in Richtung des Wellenstützelements 24 vor. Die beweglichen Stifte 72 und die feststehenden Stifte 29 sind so angeordnet, dass sich deren Achsen parallel zueinander erstrecken. Die Drehverhinderungsringe 36 sind so angeordnet, dass sie die Außenumfänge der vorragenden Enden der beweglichen Stifte 72 und der feststehenden Stifte 29 jeweils bedecken. Jeder bewegliche Stift 72 und feststehende Stift 29 entspricht dem Stift gemäß der vorliegenden Erfindung, der mit der Innenumfangsfläche des entsprechenden Drehverhinderungsrings 36 in Gleitkontakt ist.
Die Drehverhinderungsmechanismen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung haben die Drehverhinderungsringe 36, die feststehenden Stifte 29 und die beweglichen Stifte 72 und verhindern die Drehung der beweglichen Spirale 18. Daher kreist die bewegliche Spirale 18 um die Achse P, ohne sich um ihre Achse zu drehen.
Wie in 7 gezeigt ist, ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der bewegliche Stift 72 in den Drehverhinderungsring 36 eingesetzt, wobei dessen Außenumfangsfläche die Stoßlinie L in dem Drehverhinderungsring 36 überquert. Das heißt, die Position des beweglichen Stifts 72 in der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 ist derart festgelegt, dass zwischen dem Ende des beweglichen Stifts 72 und der Stoßlinie L kein störender Eingriff auftritt. Daher sind der bewegliche Stift 72 und der feststehende Stift 29 in deren Achsrichtung eingesetzt, wobei die Außenumfangsflächen des beweglichen Stifts 72 und des feststehenden Stifts 29 die Stoßlinie L in dem Drehverhinderungsring 36 überqueren.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind der feststehende Stift 29 und der bewegliche Stift 72 an einer Stelle in dem Drehverhinderungsring 36 eingesetzt, an der die Außenumfangsflächen des feststehenden Stifts 29 und des beweglichen Stifts 72 die Stoßlinie L in dem Drehverhinderungsring 36 überqueren. Bei einer solchen Anordnung des feststehenden Stifts 29 und des beweglichen Stifts 72 sind die Außenumfangsflächen des feststehenden Stifts 29 und des beweglichen Stifts 72 mit der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 mit Ausnahme der Stoßlinie L in Gleitkontakt. Daher kann trotz des Vorhandenseins der Stoßlinie L in der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 die Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings 36 die Parallelität mit den Außenumfangsflächen des feststehenden Stifts 29 und des beweglichen Stifts 72 beibehalten. Außerdem beeinträchtigt die Stoßlinie L nicht die Funktion des Drehverhinderungsmechanismus. Somit kann der Drehverhinderungsring 36 des zweiten Ausführungsbeispiels verwendet werden, der gemäß dem Herstellungsprozess einschließlich des Ziehprozesses gefertigt wurde.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern kann innerhalb des Umfangs der Erfindung in verschiednen Arten modifiziert oder ausgeführt werden, wie dies nachstehend ausgeführt wird.
Obwohl die Stahlplatte für den Drehverhinderungsring 36 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele aus Chrom-Molybdänstahl (SCM415) gefertigt ist, kann die Stahlplatte für den Drehverhinderungsring 36 aus jedem anderen Chrom-Molybdänstahl gefertigt sein, etwa SCM435 oder SCM414. Außerdem kann die Stahlplatte für den Drehverhinderungsring 36 aus einer Stahlplatte gefertigt sein, die in der Lage ist, zum Ziehen verwendet zu werden, wie etwa kalt gebalzter Stahl (SPCC), Kohlenstoffstahl (SC) oder kohlenstoffreicher Chromlagerstahl (SUJ2), der sich von Chrom-Molybdänstahl unterscheidet. Auch wenn bei dem Drehverhinderungsring 36 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele die Weichnitrierungsbehandlung als die Wärmebehandlung angewendet wird, ist die Wärmebehandlung nicht auf die Weichnitrierungsbehandlung beschränkt. Beispielsweise kann als die Wärmebehandlung eine Nitrierungsbehandlung angewendet werden. Es ist eine Aufgabe der Wärmebehandlung, die Oberflächenhärte und die Abriebfestigkeit des Drehverhinderungsrings 36 zu verbessern. Der dritte Zwischenkörper 36D, der nach dem Ringbildungsschritt ausgebildet wurde, sollte vorzugsweise mit einer Wärmebehandlung behandelt werden, die eine thermische Spannung hervorruft, die so klein wie möglich ist. Obwohl der Scrollverdichter der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sechs Drehverhinderungsmechanismen aufweist, sollte die Anzahl der in einem Scrollverdichter vorgesehenen Drehverhinderungsmechanismen vorzugsweise vier oder mehr betragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 7-151071 [0003, 0005]
JP 62-199983 [0004, 0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Drehverhinderungsrings (36) eines Scrollverdichters (10), wobei der Drehverhinderungsring (36) aus einem Metall gefertigt ist und in einem Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehung einer beweglichen Spirale (18) um ihre eigene Achse vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Schritte: Ziehen einer Stahlplatte (36A) durch Pressen, um einen ersten Zwischenkörper (36B), der eine mit Boden versehene, zylindrische Form hat, zu fertigen; Stanzen des Bodens des ersten Zwischenkörpers (36B), um einen zweiten Zwischenkörper (36C) zu fertigen; und Ringbilden des zweiten Zwischenkörpers (36C).
Verfahren zum Herstellen des Drehverhinderungsrings (36) gemäß Anspruch 1, ferner mit dem Schritt: Wärmebehandeln eines dritten Zwischenkörpers (36D), der nach dem Ringbilden ausgebildet ist.
Drehverhinderungsmechanismus des Scrollverdichters (10) mit: dem Drehverhinderungsring (36), der durch das Verfahren zum Herstellen des Drehverhinderungsrings (36) des Scrollverdichters (10) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 gefertigt ist; und einem Stift (29, 72), der in den Drehverhinderungsring (36) eingesetzt ist, und der mit der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings (36) in Gleitkontakt ist, wobei in der Umfangsrichtung in der Innenumfangsfläche des Drehverhinderungsrings (36) in dem Herstellungsprozess eine Stoßlinie (L) ausgebildet wird, wobei die Außenumfangsfläche des Stifts (29, 72) in dessen Achsrichtung an einer Stelle eingesetzt ist, an der die Außenumfangsfläche des Stifts (29, 72) die Stoßlinie (L) in dem Drehverhinderungsring (36) überquert.