DE10231212B4 - The swash plate compressor - Google Patents
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- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/12—Coating
Abstract
Kolben (10) zur Verwendung in einem eine Taumelscheibe (30) aufweisenden Taumelscheibenkompressor, mit einem ersten Backen (11) zur Aufnahme eines Gleitsteins (20) und einem zweiten Backen (12) zur Aufnahme eines weiteren Gleitsteins (20), wobei die beiden Gleitsteine (20) jeweils kalottenförmig ausgebildet sind und jeweils eine ebene Fläche (22A) aufweisen, die auf der Taumelscheibe (30) aufliegt, und deren konvexe Flächenabschnitte (22B) in entsprechend geformten, konkaven Flächenabschnitten (11A, 12A) der Backen (11, 12) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Backen (11) derart beweglich am Kolben (10) angeordnet ist, dass das Spiel zwischen der Taumelscheibe (30) und den Gleitsteinen (20) sowie zwischen den Gleitsteinen (20) und den Backen (11, 12) einstellbar arretierbar ist.Piston (10) for use in a swash plate compressor having a swash plate (30), with a first jaw (11) for receiving a sliding block (20) and a second jaw (12) for receiving a further sliding block (20), the two sliding blocks (20) are each dome-shaped and each have a flat surface (22A) which rests on the swash plate (30) and its convex surface sections (22B) in correspondingly shaped, concave surface sections (11A, 12A) of the jaws (11, 12 ), characterized in that at least the first jaw (11) is movably arranged on the piston (10) in such a way that the play between the swash plate (30) and the sliding blocks (20) and between the sliding blocks (20) and the jaws (11, 12) is adjustable and lockable.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolben zur Verwendung in einem Taumelscheibenkompressor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Taumelscheibenkompressor mit einem solchen Kolben nach Anspruch 3.The invention relates to a piston for use in a swash plate compressor according to the preamble of claim 1 and a swash plate compressor with such a piston according to claim 3.
Jede Klimaanlage benötigt einen Kompressor, welcher das Kühlmittel komprimiert bevor es einem Wärmetauscher zugeführt wird. Bei Klimaanlagen für Automobile werden hierfür zumeist sogenannte Taumelscheibenkompressoren eingesetzt. Diese haben sich auch beim Einsatz von CO2 als Kältemittel, welches aufgrund von Umweltvorschriften zunehmend zum Einsatz kommen wird, grundsätzlich als geeignet erwiesen, wobei jedoch aufgrund der höheren Betriebsdrücke konstruktive Änderungen notwendig sind. Da die Drücke, die beim Einsatz von CO2 gegenüber dem Einsatz von R 134a etwa 10 mal so hoch sind, muss der Komprewssor entsprchend höheren mechanischen Kräften widerstehen können, was auch bei der Auslegung der Lager und deren Schmierung berücksichtigt werden muss.Each air conditioning system requires a compressor, which compresses the coolant before it is fed to a heat exchanger. In air conditioners for automobiles so-called swash plate compressors are used for this purpose mostly. These have also proven to be suitable in the use of CO 2 as refrigerant, which will increasingly be used due to environmental regulations, but due to the higher operating pressures design changes are necessary. Since the pressures are about 10 times higher when using CO 2 compared to the use of R 134a, the Comprehssor must be able to withstand correspondingly higher mechanical forces, which must also be taken into account in the design of the bearings and their lubrication.
Taumelscheibenkompressoren weisen eine Mehrzahl von Zylindern auf, die kreisförmig und parallel zu einer zentralen Achse angeordnet sind. Die jeweils zu den Zylindern gehörenden Kolben werden mittels einer Taumelscheibe angetrieben, die auf der zentralen Achse angeordnet ist. Der Kontakt zwischen Kolben und Taumelscheibe wird hierbei in der Regel über sogenannte Gleitsteine hergestellt, die im Kopf des jeweiligen Kolbens beweglich gehalten werden und mit einer ebenen Seite auf der Taumelscheibe aufliegen. Pro Kolben sind im allgemeinen zwei Gleitsteine vorgesehen, wobei die Gleitsteine normalerweise die Form eines Kugelabschnittes haben. Das konvexe Flächenelement jedes Gleitsteins wird in einem Backen des Kolbens gehalten, der hierzu einen entsprechend geformten konvexen Abschnitt aufweist.Swash plate type compressors have a plurality of cylinders arranged in a circle and parallel to a central axis. Each belonging to the cylinders pistons are driven by means of a swash plate, which is arranged on the central axis. The contact between the piston and the swash plate is in this case usually produced by so-called sliding blocks, which are held in the head of the respective piston movable and rest with a flat side on the swash plate. Per piston two sliding blocks are generally provided, wherein the sliding blocks usually have the shape of a spherical section. The convex surface element of each sliding block is held in a jaw of the piston, which for this purpose has a correspondingly shaped convex portion.
Der Kopplungsbereich zwischen Kolben und Taumelscheibe ist aufgrund der relativ hohen Drehzahlen und aufgrund von Reibungskräften grundsätzlich hohem Verschleiß ausgesetzt. Zur Erhöhung der Lebensdauer wurde daher bspw. in der
In der
Solche Beschichtungen können für sich allein schon Vorteile bezüglich des Verschleißes eines Taumelscheibenkompressors bringen. Dennoch bleibt die Kopplung zwischen Kolben und Taumelscheibe ein kritischer Bereich innerhalb eines solchen Kompressors.Such coatings alone can bring benefits in terms of wear of a swash plate type compressor. Nevertheless, the coupling between the piston and the swash plate remains a critical area within such a compressor.
Die
Aus der
Die gattungsbildende
Die
Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Taumelscheibenkompressor bzw. dessen Bestandteile dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Verschleiß weiter reduziert wird, wodurch insbesondere der Kompressor auch bei hohen Betriebsdrücken, wie sie in einer CO2-Klimaanlage auftreten, eine hohe Standzeit erreicht.It is therefore an object of the invention to develop a swash plate compressor or its components to the effect that the wear is further reduced, whereby in particular the compressor reaches a high service life even at high operating pressures, as they occur in a CO 2 air conditioning.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung die Geräuschentwicklung eines solchen Kompressors zu minimieren.It is a further object of the invention to minimize the noise of such a compressor.
Dieses Ziel wird mit einem Taumelscheibenkompressor mit den Merkmalen des Anspruchs 3 erreicht, in welchem Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 Verwendung finden.This object is achieved with a swash plate compressor with the features of claim 3, in which find piston with the features of claim 1 use.
Da die Kurbelgehäuse von Taumelscheibenkompressoren beim Einsatz in Fahrzeug-CO2-Klimaanlagen in der Regel ölgeschmiert werden, ist es Grundgedanke der Erfindung die Ölschmierung zwischen Kolben und Gleitstein und zwischen Gleitstein und Taumelscheibe zu verbessern. Erfindungsgemäß kann dies mittels Optimierung des Spiels zwischen Kolben und Gleitstein und zwischen Gleitstein und Taumelscheibe gemäß Anspruch 1 erreicht werden.Since the crankcase of swash plate type compressors are typically oil lubricated when used in vehicle CO 2 air conditioners, the basic idea of the invention is to improve the oil lubrication between the piston and the sliding block and between the sliding block and the swash plate. According to the invention, this can be achieved by optimizing the play between the piston and the sliding block and between the sliding block and the swash plate according to claim 1.
Mit einem oder mehren weiteren Merkmalen der Ansprüche 7 bis 11 ist der Taumelscheibenkompressor insbesondere für den Einsatz in einer CO2-Klimaanlage geeignet. With one or more further features of claims 7 to 11 of the swash plate compressor is particularly suitable for use in a CO 2 air conditioning.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments. Show it:
Das im folgenden dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere zum Einsatz in einer CO2-Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs geeignet.The embodiment shown below is particularly suitable for use in a CO 2 air conditioning system of a motor vehicle.
In
Über das Einlassventil
Um das Spiel zwischen Taumelscheibe
Zur weiteren Verbesserung der Ölschmierung weisen die Gleitsteine
Die Bohrung
Zu einer weiteren Verbesserung der Gleiteigenschaften der Gleitsteine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kolbenpiston
- 10A10A
- Kopfhead
- 10B10B
- Kolbenkörperpiston body
- 1111
- erster Backenfirst baking
- 1212
- zweiter Backensecond baking
- 11A, 12A11A, 12A
- Flächenabschnittsurface section
- 1414
- Dichtringeseals
- 1515
- Zylindercylinder
- 1717
- Einlassventilintake valve
- 1818
- Auslasskammeroutlet
- 2020
- Gleitsteinslide
- 2222
- Oberfläche des GleitsteinsSurface of the sliding block
- 22A22A
- ebene Flächeflat surface
- 22B22B
- Flächenelementsurface element
- 2424
- Bohrungdrilling
- 2828
- Beschichtungcoating
- 3030
- Taumelscheibeswash plate
- 4040
- Antriebswelledrive shaft
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