DE10328120A1

DE10328120A1 - Gleitkomponente

Info

Publication number: DE10328120A1
Application number: DE10328120A
Authority: DE
Inventors: Hitotoshi Kariya Murase; Toshihisa Kariya Shimo
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: KR100537592B1; CN1479011A; US20040052649A1; KR20040000358A; JP4232506B2; FR2845095A1; CN100538067C; DE10328120B4; US7241722B2; JP2004084656A; FR2845095B1

Abstract

Eine Gleitkomponente hat ein Metallgrundelement und eine Überzugsschicht. Das Metallgrundelement hat eine Gleitoberfläche. Die Schicht besteht aus mit Silan modifiziertem Harz. Das mit Silan modifizierte Harz besteht aus einem Harz, das in einem Lösungsmittel löslich und dessen Hitzebeständigkeit gleich oder größer als die von Epoxidharz ist. Die Überzugsschicht ist auf der Gleitoberfläche gebildet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gleitkomponenten wie etwa eine Taumelscheibe und einen Kolben in einem Kompressor für ein Klimaanlagensystem eines Fahrzeugs.

Ein Kompressor schließt in seinem inneren Mechanismus einige Gleitkomponenten ein. Im Allgemeinen zirkuliert entsprechend dem Betrieb des Kompressors Gas (zum Beispiel ein Kühlgas wie etwa Chlorfluorkohlenstoff) in dem Kompressor. Das Gas zerstäubt in dem Kompressor gelagertes Schmieröl und überträgt das zerstäubte Schmieröl zu Gleitabschnitten der jeweiligen Gleitkomponenten, um die Gleitabschnitte zwischen den Gleitkomponenten zu schmieren. Wenn allerdings der Kompressor erneut angelassen wird, nachdem er für eine lange Zeit ausgeschaltet war, wird das Schmieröl auf den Gleitabschnitten möglicherweise durch das Kühlgas weggewaschen.

Zum Beispiel sind in einem Taumelscheibenkompressor Kolben über Schuhe mit einer Taumelscheibe gekoppelt und bewegen sich in entsprechenden Zylinderbohrungen durch die Drehung oder durch die Schwingung der Taumelscheibe hin und her. Beim Betrieb des Kompressors gleiten die Taumelscheibe und die Schuhe am Anfang aufeinander, bevor das Schmieröl die Gleitoberflächen zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen erreicht. Bevor das Schmieröl die Gleitoberflächen zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen erreicht, erreicht zudem gasförmiges Kühlmittel die Gleitoberflächen und wäscht das Schmieröl weg, das auf den Gleitoberflächen aus dem vorhergehenden Betrieb des Kompressors verblieben war.

Nachdem der Kompressor angelassen wurde, kehrt das Kühlgas zu dem Kompressor zurück und beginnt damit, das Schmieröl nach einer bestimmten Zeitspanne (ungefähr eine Minute) zu zerstäuben. Während dieser Zeitspanne werden die Gleitabschnitte, die eine Schmierung benötigen, unzureichend geschmiert, während der Kompressor arbeitet. Daher sind einige herkömmliche Verfahren vorgeschlagen worden, um die Schmierung auf den Gleitabschnitten während dieser anfänglichen Zeitspanne zu gewährleisten.

Herkömmlich sind die Oberflächen der Gleitkomponenten wie etwa einer Taumelscheibe und eines Kolbens aus verschiedenen Gründen mit einem Harz überzogen, das ein festes Schmiermittel enthält. Einer ist es, ein Festfressen der Gleitoberflächen zu verhindern. Ein weiterer ist es, die Abriebbeständigkeit zu verbessern. Der andere ist es, den Reibungskoeffizienten zu verringern. Die vorstehende Methode wird zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-13638 vorgeschlagen. Wie in der vorstehenden Veröffentlichung in Spalte [0006] offenbart, besteht das Grundmaterial einer Taumelscheibe aus einem Material aus der Reihe der Eisen- oder Aluminiummaterialien. Die Oberfläche der Taumelscheibe (genau: die Gleitoberfläche gegen einen Schuh) ist mit einer Überzugsschicht wie etwa Zinn und Kupfer überzogen. Die Überzugsschicht ist des Weiteren mit einer Gleitschicht aus Polyamidimidharz und einem festen Gleitmittel wie etwa Molybdändisulfid und Graphit überzogen.

Um die Verlässlichkeit weitergehend zu gewährleisten, wird eine weitere Verbesserung bestimmter Charakteristiken wie etwa der Beständigkeit gegenüber Festfressen, der Abriebbeständigkeit und der Anhaftung an das Grundelement benötigt. Zum Beispiel wurde kürzlich Kohlendioxidgas als ein mögliches Kühlmittel für einen Kompressor in Erwägung gezogen. Um Kohlendioxidgas als das Kühlmittel zu komprimieren, wirkt über die Kolben eine im Vergleich zu der Kompressionsbelastung bei Verwendung eines aus der Reihe der Chlorfluorkohlenstoffe für das Kühlmittel starke Kompressionsbelastung auf eine Taumelscheibe. Die herkömmlichen Überzugsschichten aus Zinn oder Kupfer sind nicht ausreichend, um unter solch einer harten Bedingung eine Gleitleistung zu erzielen. Die Verbesserung bestimmter Charakteristiken wie etwa der Beständigkeit gegenüber Festfressen, der Abriebbeständigkeit und der Anhaftung an das Grundelement trägt zur Verbesserung der Gleitleistung bei.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Gleitkomponente ein Metallgrundelement und eine Überzugsschicht. Das Metallgrundelement hat eine Gleitoberfläche. Die Schicht besteht aus einem mit Silan modifizierten Harz. Das mit Silan modifizierte Harz besteht aus einem Harz, das in einem Lösungsmittel löslich und dessen Hitzebeständigkeit gleich oder größer als die von Epoxidharz ist. Die Überzugsschicht ist auf der Gleitoberfläche gebildet.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen die Prinzipien der Erfindung in beispielhafter Weise veranschaulicht, ersichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von denen angenommen wird, dass sie neu sind, werden speziell in den angefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezug auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:

die 1 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines Taumelscheibenkompressors mit variablem Hubraum und Gleitkomponenten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist,

die 2 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Taumelscheibe, von Schuhen und eines Kolbens gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist,

die 3A eine schematische Perspektivansicht einer Bewertungsprobe und eines Kontaktmaterials, das gedreht wird, während es gegen die Bewertungsprobe gepresst wird, ist,

die 3B eine schematische Querschnittsansicht von Rillen ist, die in der Gleitoberfläche der Bewertungsprobe, die mit dem Kontaktmaterial in Kontakt steht, gebildet sind,

die 4 eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen Test auf Festfressen unter der Bedingung fehlender Schmierung veranschaulicht,

die 5 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines Kompressors gemäß einer alternativen Ausführungsform ist, und

die 6 eine Querschnitts-Endansicht entlang der Linie I-I in 5 ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3B beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird in der bevorzugten Ausführungsform auf einen Taumelscheibenkompressor C mit variablem Hubraum angewendet. Die linke bzw. die rechte Seite entspricht der Vorder- bzw. der Rückseite des Kompressors C in 1.

Die 1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des Taumelscheibenkompressor C mit variablem Hubraum und einer Gleitkomponente gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Der Kompressor C schließt einen Zylinderblock 1, ein vorderes Gehäuse 2 und ein hinteres Gehäuse 4 ein. Das vordere Gehäuse 2 ist mit dem vorderen Ende des Zylinderblocks 1 verbunden. Das hintere Gehäuse 4 ist über eine Ventilplattenanordnung 3 mit dem hinteren Ende des Zylinderblocks 1 verbunden. Der Zylinderblock 1, die Ventilplattenanordnung 3 und das vordere und hintere Gehäuse 2 und 4 sind miteinander durch eine Vielzahl von durchgehenden Bolzen (nicht gezeigt) verbunden und bilden ein Gehäuse des Kompressors C.

Das Gehäuse definiert eine Kurbelkammer 5, eine Saugkammer 6 und eine Ausstoßkammer 7. Der Zylinderblock 1 definiert eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 1a, von denen nur eine in 1 gezeigt ist, und jede der Zylinderbohrungen 1a nimmt einen Einzelkopf-Kolben 8 zum hin- und herbewegen auf. Die Saugkammer 6 und die Ausstoßkammer 7 stehen selektiv mit jeder der Zylinderbohrungen 1a in Verbindung.

Eine Antriebswelle 9 wird von dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 durch Lager drehbar getragen und erstreckt sich durch die Kurbelkammer 5. Eine Taumelscheibe oder Nockenscheibe 10 ist in der Kurbelkammer 5 aufgenommen. Die Taumelscheibe 10 bildet in ihrem Zentrum ein Durchloch 10a, und die Antriebswelle 9 ist durch das Durchloch 10a eingesetzt. Eine Stützplatte oder ein Drehträgerelement 11 ist fest mit der Antriebswelle 9 in der Kurbelkammer 5 verbunden, so dass sie sich einstückig mit dieser dreht. Die Taumelscheibe 10 ist durch die Stützplatte 11 und einen Gelenkmechanismus 12 in solch einer Weise mit der Antriebswelle 9 wirksam gekoppelt, dass sich die Taumelscheibe 10 synchron mit der Antriebswelle 9 dreht und sich in der Axialrichtung der Antriebswelle 9 mit einer Versetzung gegen die Antriebswelle 9 neigt.

Ein Gegengewicht 10b ist einstückig mit der Taumelscheibe 10 auf der relativ zu der Antriebswelle 9 gegenüberliegenden Seite des Gelenkmechanismus 12 ausgebildet. Eine Spulenfeder 13 ist um die Antriebswelle 9 herum gewickelt und zwischen der Stützplatte 11 und der Taumelscheibe 10 angeordnet. Die Spulenfeder 13 drängt die Taumelscheibe 10 in Richtung des Zylinderblocks 1, d.h. in so eine Richtung, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 verringert wird. Ein ringförmiger Halter 14 greift in die Antriebswelle 9 und reguliert die Neigung der Taumelscheibe 10 in so eine Richtung, dass der Neigungswinkel verringert wird, indem dieser mit der Taumelscheibe 10 in Kontakt steht. Auf diese Weise wird der minimale Neigungswinkel θmin der Taumelscheibe 10 reguliert. Andererseits steht das Gegengewicht 10b der Taumelscheibe 10 mit der Stützplatte 11 in Kontakt, um den maximalen Neigungswinkel θmax der Taumelscheibe 10 zu regulieren. Im Übrigen meint der Neigungswinkel einen Winkel zwischen der Taumelscheibe 10 und einer Oberfläche senkrecht zu der Antriebswelle 9.

Die Peripherie der Taumelscheibe 10 rastet durch ein Paar Schuhe 15a und 15b gleitend in die Kolben 8 ein, so dass alle Kolben 8 wirksam mit der Taumelscheibe 10 verbunden sind. Die Taumelscheibe 10 dreht sich gemäß der Drehung der Antriebswelle 9, und die Drehung der Taumelscheibe 10 wird durch die Schuhe 15a und 15b in das Hinein- und Herausgleiten der Kolben 8 umgesetzt.

Ein bekanntes Kontrollventil 16 ist im hinteren Gehäuse 4 bereitgestellt, um den Druck in der Kurbelkammer 5, d.h. den Kurbelkammerdruck Pc, einzustellen. Das Kontrollventil 16 ist in einem Zufuhrdurchlass (nicht gezeigt) angeordnet, der die Kurbelkammer 5 und die Ausstoßkammer 7 verbindet. Das Kontrollventil 16 schließt einen Ventilmechanismus zur Steuerung des Öffnungsgrads des Zufuhrdurchlasses durch die elektromagnetische Kraft der Zylinderspule ein. Währenddessen steht die Kurbelkammer 5 über einen Entlüftungsdurchlass (nicht gezeigt) mit der Saugkammer 6 in Verbindung. Kühlgas strömt von der Ausstoßkammer 7 durch den Zufuhrdurchlass und das Kontrollventil 16 zu der Kurbelkammer 5, während es von der Kurbelkammer 5 durch den Entlüftungsdurchlass zu der Saugkammer 6 strömt. Der Kurbelkammerdruck Pc wird durch Ausgleichen des in die Kurbelkammer 5 hinein- und aus dieser herausströmenden Gases eingestellt.

Die 2 veranschaulicht eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Taumelscheibe, der Schuhe 15a und 15b und des Kolbens 8 gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Wenigstens die Gleitoberflächen der Taumelscheibe 10 und der Schuhe 15a und 15b, die Komponenten des Kompressors C sind, sind mit Schichten 17 aus einem mit Silan modifizierten Harz, d.h. mit Silan-modifizierten Harzschichten 17, überzogen.

Das mit Silan modifizierte Harz schließt eine Alkoxysilylgruppe oder eine Aryloxysilylgruppe ein. Die Alkoxygruppe der Alkoxysilylgruppe weist bevorzugt 1 bis 6 Kohlenstoffatome und mehr bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome auf. Zum Beispiel entsprechen eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe und eine Propoxygruppe der vorstehenden Alkoxygruppe. Die Aryloxygruppe der Aryloxysilylgruppe weist bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatome und mehr bevorzugt 6 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Zum Beispiel entsprechen eine Phenyloxygruppe, eine Dimethylphenyloxygruppe und eine Methylphenyloxygruppe der vorstehenden Aryloxygruppe.

Die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 kann ein festes Schmiermittel wie etwa ein Fluorharz, Molybdändisulfid („MoS₂") und Graphit enthalten. Zum Beispiel entsprechen Polytetrafluorethylen („PTFE"), Perfluoralkoxyalkan („PFA"), Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer („ETFE") und Fluorethylenpropylen („FEP") dem vorstehenden Fluorharz.

Die Taumelscheibe 10 besteht aus einem relativ schweren Material aus der Reihe der Eisenmaterialien, zum Beispiel aus gegossenem Eisen wie etwa FCD700 gemäß japanischen Industriestandards („JIS"), um basierend auf der Zentrifugalkraft bei der Drehung der Taumelscheibe 10 auf geeignete Weise ein Drehmoment zu erzeugen. Andererseits bestehen die Schuhe 15a und 15b im Hinblick auf ihre mechanische Festigkeit und dergleichen ebenfalls aus einem Material aus der Reihe der Eisenmaterialien wie etwa aus Lagerstahl. Im Übrigen ist ein Metall aus der Reihe der Aluminiummetalle auf der Gleitoberfläche der aus einem Material aus der Reihe der Eisenmaterialien bestehenden Taumelscheibe 10 aufgelegt, und die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 ist optional auf der Aluminiumschicht gebildet.

Das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz wird durch das gleiche Verfahren wie das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-240670 offenbarte hergestellt. Und zwar schließt das Polyamidimidharz wenigstens eine von einer Carboxylgruppe und einer Säureanhydridgruppe an seinem Molekülende ein. Unterdessen wird ein Alkoxysilanteilkondensat mit Glycidylethergruppe durch Entziehen von Alkohol aus Glycidol und einem Alkoxysilanteilkondensat hergestellt. Dann wird das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz durch ringöffnende Veresterung zwischen dem Polyamidimidharz und dem Alkoxysilanteilkondensat mit Glycidylethergruppe hergestellt.

Das Polyamidimidharz wird durch das folgende Verfahren hergestellt. Ein Reaktor wird mit einem Rührer, einem Kühlrohr und einem Thermometer ausgestattet. 1160 g N-Methylpyrrolidon, 290 g Xylol, 345,8 g Trimellithsäureanhydrid und 425,0 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat werden in den Reaktor gegeben und in einem Stickstoffgasstrom für 2 Stunden bei 90°C umgesetzt. Dann wird der Stickstoffgasstrom beendet, und die Temperatur wird eine Stunde später auf 135°C erhöht. Danach wird die Reaktion für dreieinhalb Stunden fortgesetzt. Dann wird der Reaktant abgekühlt und mit einer Mischung aus N-Methylpyrrolidon/Xylol mit einem Gewichtsverhältnis von 4 zu 1 verdünnt. Auf diese Weise wird ein Polyamidimid hergestellt, das 25% nicht flüchtige Komponente enthält.

Das Alkoxysilanteilkondensat mit Glycidylethergruppe wird durch das folgende Verfahren hergestellt. Ein Reaktor wird mit einem Rührer, einem Kühlrohr und einem Thermometer ausgestattet. 250g Glycidol (Markenname [Epior OH], hergestellt durch NOF Corporation) und 799,81 g eines Tetramethoxysilanteilkondensats (Markenname [Methylsilicate 51], durchschnittliche Siliciumanzahl: 4) werden in den Reaktor gegeben und im Stickstoffgasstrom unter Rühren auf 90°C erhitzt. Danach werden als Katalysator 1,0 g Dibutylzinndilaurat zugegeben, um Methanol zu entziehen. Während des Entziehens wird Methanol durch einen Separator von dem Reaktionssystem abgetrennt und zurückgestellt. Wenn die Menge an zurückgestelltem Methanol ungefähr 90 g erreicht, wird mit dem Kühlen des Reaktanten begonnen. Es dauert 6 Stunden, bis das Kühlen nach dem Erhitzen beginnt. Nachdem der Reaktant auf 50°C abgekühlt wurde, werden ein Stickstoffablassventil und der Separator von dem Reaktor entfernt. Dann wird eine Druckverringerungsleitung mit dem Reaktor verbunden, um für ungefähr 15 Minuten 13 KPa beizubehalten, um den überflüssigen Methanol in dem Reaktionssystem durch Verringerung des Drucks in diesem zu entfernen. Ungefähr 21,0 g Methanol werden durch den verringerten Druck entfernt. Danach wird ein Kolben mit dem Reaktanten auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise werden 929,81 g eines Alkoxysilanteilkondensats mit Glycidylethergruppe hergestellt. Die durchschnittliche Anzahl an Siliciumatomen pro Molekül des Produkts ist doppelt so groß wie die durchschnittliche Anzahl an Glycidylethergruppen pro Molekül des Produkts.

Das mit Silan modifizierte Polyamidimid wird durch das folgende Verfahren hergestellt. Ein Reaktor wird mit einem Rührer, einem Kühlrohr und einem Thermometer ausgestattet. 200 g Polyamidimidlösung und 5,17 g des Alkoxysilanteilkondensats mit Glycidylethergruppe werden durch die vorstehenden Verfahren hergestellt und in den Reaktor gegeben. Die Mischung wird auf 95°C erhitzt. Nachdem die Temperatur 95°C erreicht hat, wird die Reaktion für 4 Stunden aufrechterhalten. Dann werden 8,26 g N- Methylpyrrolidon zu dem Reaktionssystem zugegeben, und der Reaktant wird abgekühlt. Auf diese Weise wird ein mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz hergestellt, das 25% an nicht flüchtiger Komponente enthält.

Wenn das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz hergestellt wird, variiert der Siliciumoxidgehalt in dem mit Silan modifizierten Polyamidimidharz in Abhängigkeit von der Art und Menge der Polyamidimidharzlösung, des Alkoxysilanteilkondensats mit Glycidylethergruppe und der Menge an N-Methylpyrrolidon.

Wenn die mit Silan modifizierten Harzschichten 17 auf den Gleitoberflächen der Taumelscheibe 10 und der Schuhe 15a und 15b gebildet werden, wird eine Lösung oder ein mit Silan modifizierter Harzlack hergestellt, der mit einem Lösungsmittel vermischtes mit Silan modifiziertes Harz einschließt. Nachdem die Gleitoberflächen entfettet wurden, wird der mit Silan modifizierte Harzlack auf die Gleitoberflächen aufgebracht. Der aufgebrachte mit Silan modifizierte Harzlack wird kalziniert, um die mit Silan modifizierten Harzschichten 17 mit einer vorbestimmten Dicke zu bilden. Jede der mit Silan modifizierten Harzschichten 17 hat eine Dicke von 5 bis 50 μm und bevorzugt eine Dicke von 10 bis 30 μm.

Im Falle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks, der aus dem mit Silan modifizierten Polyamidimidharz hergestellt wird, werden N-Methyl-2-pyrrolidon („NMP") oder NMP/Xylol als Lösungsmittel verwendet. Im Falle des mit Silan modifizierten Epoxidharzlacks wird Methylethylketon („MEK") als Lösungsmittel verwendet.

Die Kalzinierungsbedingungen sind für jede Art von Harzlack verschieden. Im Falle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks wird dieser für 30 Minuten bei 80°C, für 30 Minuten bei 150°C und dann für 30 Minuten bei 200°C kalziniert. Im Falle des mit Silan modifizierten Epoxidharzlacks wird dieser für 30 Minuten bei 100°C und dann für 60 Minuten bei 200°C kalziniert.

Der Betrieb des vorstehenden Kompressors C wird nun beschrieben. Unter Rückbezug auf die 1 dreht sich die Taumelscheibe 10 einstückig mit der Drehung der Antriebswelle 9. Die Drehung der Taumelscheibe 10 wird durch die Schuhe 15a und 15b in das Heraus- und Hineinbewegen der Kolben umgesetzt. Jeder der Kolben 8 gleitet mit einem Takt, der dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 entspricht, herein und hinaus. Mit Fortgang des vorstehenden Antriebs wird das Kühlgas aus der Saugkammer 6 eingebracht. Das eingebrachte Kühlgas wird komprimiert und dann in die Ausstoßkammer 7 ausgestoßen. Somit wiederholen sich aufeinanderfolgend das Saugen, die Komprimierung und das Ausstoßen. Das von einem äußeren Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt) in die Saugkammer 6 zugeführte Kühlgas wird durch eine Saugöffnung in die Zylinderbohrung 1a eingebracht. Nachdem das Kühlgas durch die Bewegung des Kolbens 8 komprimiert wurde, wird es durch eine Ausstoßöffnung in die Ausstoßkammer 7 ausgestoßen. Das in die Ausstoßkammer 7 ausgestoßene Kühlgas wird durch einen Auslass an den äußeren Kühlmittelkreislauf abgegeben.

Der Öffnungsgrad des Kontrollventils 16 wird in Reaktion auf die Kühllast des Kompressors C eingestellt, so dass die Menge an Kühlmittel schwankt, die sich von der Ausstoßkammer 7 in die Kurbelkammer 5 bewegt. Wenn die Kühllast und der Druck in der Saugkammer 6 (Saugkammerdruck Ps) hoch sind, verringert sich der Öffnungsgrad des Kontrollventils 16. Im Ergebnis verringert sich der Kurbelkammerdruck Pc, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 nimmt zu. Dann nimmt der Takt der Kolben 8 zu, so dass der Kompressor C mit einem relativ großen Hubraumvolumen betrieben wird. Wenn andererseits die Kühllast und der Saugkammerdruck Ps gering sind, nimmt der Öffnungsgrad des Kontrollventils 16 zu. Im Ergebnis steigt der Kurbelkammerdruck Pc an, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 verringert sich. Dann verringert sich der Takt der Kolben 8, so dass der Kompressor C mit einem relativ kleinen Hubraumvolumen betrieben wird.

Da die mit Silan modifizierten Harzschichten 17 auf den Gleitoberflächen der Taumelscheibe 10 und der Schuhe 15a und 15b gebildet sind, verbessern sich die Gleitleistung und die Haltbarkeit an den Gleitoberflächen.

Dementsprechend verbessert sich die Verlässlichkeit und Haltbarkeit des Kompressors C.

Die Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 werden durch die folgenden Verfahren hergestellt.

Um die Gleitleistung der mit Silan modifizierten Harzschicht 17 mit herkömmlichem Stand der Technik zu vergleichen, werden Harzlacke jeweils aus mit Silan modifiziertem Harz und nicht mit Silan modifiziertem Harz hergestellt. Jede unterschiedliche Harzlage mit der gleichen Dicke von 20 μm wird auf der entfetteten Oberfläche eines Metallgrundelements gebildet, um Bewertungsproben herzustellen. Dann werden für jede Probe der Reibungskoeffizient, der Abrieb, die Beständigkeit gegenüber Festfressen und die Anhaftung an das Grundelement bewertet.

Die Bewertungsproben werden in den folgenden Verfahren gebildet.

Beispiel 1

Ein mit Silan modifizierter Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel), der in seinem gehärteten Rest 2 Gewichtsprozent Siliciumoxid enthält, wird hergestellt. Der vorstehende Harzlack wird mit einer Schienen-Auftragsmaschine (barcoater) auf ein Aluminiumgrundelement aufgetragen, dessen Oberfläche entfettet worden ist. Das Aluminiumgrundelement mit dem Harzlack wird für 30 Minuten bei 80°C, für 30 Minuten bei 150°C und dann für 30 Minuten bei 200°C kalziniert. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf dem Aluminiumgrundelement gebildet.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel: HPC-5000, hergestellt durch Hitachi Chemical Co., Ltd.) wird anstelle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks hergestellt. Davon abgesehen wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf einem Aluminiumgrundelement durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet.

Beispiel 2

Ein festes Schmiermittel wird zu dem mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel) zugegeben, das in seinem gehärteten Rest 2 Gewichtsprozent Siliciumoxid enthält. Nachdem die Mischung aus dem Harzlack und dem festen Schmiermittel gerührt wurde, wird sie zweimal durch eine Walzenmühle gegeben. Auf diese Weise wird ein Material zum Überziehen hergestellt. PTFE-Pulver, MoS₂-Pulver und Graphitpulver werden zusammen als das feste Schmiermittel zugegeben. Das Überzugsmaterial wird auf der entfetteten Oberfläche eines Aluminiumgrundelements durch eine Schienen-Auftragsmaschine aufgebracht und für 30 Minuten bei 80°C, für 30 Minuten bei 150°C und dann für 30 Minuten bei 200°C kalziniert. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf dem Aluminiumgrundelement gebildet. Das Zusammensetzungsverhältnis der festen Komponente des Überzugsmaterials beträgt 65 Gewichtsprozent mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz, 10 Gewichtsprozent PTFE, 20 Gewichtsprozent MoS₂ und 5 Gewichtsprozent Graphit.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel: HPC-5000, hergestellt durch Hitachi Chemical Co., Ltd.) wird anstelle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks hergestellt. Davon abgesehen wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf einem Aluminiumgrundelement durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 gebildet.

Beispiel 3

Ein Härtungsmittel (Phenolnovolakharz), ein Silan härtender Katalysator (Zinn-2-ethylhexanonsäure) und festes Schmiermittel werden zu dem mit Silan modifizierten Epoxidharzlack (50 Gewichtsprozent Epoxidharz und MEK-Lösungsmittel), das in seinem gehärteten Rest 36 Gewichtsprozent Siliciumoxid enthält, zugegeben. Nachdem die Mischung aus dem Harzlack, dem Härtungsmittel, dem Katalysator und dem festen Schmiermittel gerührt wurde, wird ein Material zum Überziehen hergestellt. PTFE-Pulver, MoS₂-Pulver und Graphitpulver werden zusammen als das feste Schmiermittel zugegeben. Das Überzugsmaterial wird auf die entfettete Oberfläche eines Aluminiumgrundelements durch eine Schienen-Auftragsmaschine aufgebracht und für 30 Minuten bei 100°C und dann für 60 Minuten bei 200°C kalziniert. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf dem Aluminiumgrundelement gebildet. Das Zusammensetzungsverhältnis der festen Komponente des Überzugsmaterials beträgt 65 Gewichtsprozent mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz, 10 Gewichtsprozent PTFE, 20 Gewichtsprozent MoS₂ und 5 Gewichtsprozent Graphit.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Epoxidharzlack (50 Gewichtsprozent Epoxidharz und MEK-Lösungsmittel) wird anstelle des mit Silan modifizierten Epoxidharzlacks hergestellt. Davon abgesehen wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf einem Aluminiumgrundelement durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 3 gebildet.

Beispiele 4 und 5

Festes Schmiermittel wird zu dem mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel), das in seinem gehärteten Rest 5 Gewichtsprozent Siliciumoxid in Beispiel 4 oder 7 Gewichtsprozent Siliciumoxid in Beispiel 5 enthält, zugegeben. Nachdem die Mischung aus dem Harzlack und dem festen Schmiermittel gerührt wurde, wird sie zweimal durch eine Walzenmühle gegeben. Auf diese Weise wird ein Material zum Überziehen hergestellt. PTFE-Pulver, MoS₂-Pulver und Graphitpulver werden gemeinsam als das feste Schmiermittel zugegeben. Das Überzugsmaterial wird auf die entfettete Oberfläche eines Aluminiumgrundelements durch eine Schienen-Auftragsmaschine aufgebracht und für 30 Minuten bei 80°C, für 30 Minuten bei 150°C und dann für 30 Minuten bei 200°C kalziniert. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf dem Aluminiumgrundelement gebildet. Das Zusammensetzungsverhältnis der festen Komponente des Überzugsmaterials beträgt 65 Gewichtsprozent mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz, 10 Gewichtsprozent PTFE, 20 Gewichtsprozent MoS₂ und 5 Gewichtsprozent Graphit.

Beispiel 6

Festes Schmiermittel wird zu dem mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel), das in seinem gehärteten Rest 2 Gewichtsprozent Siliciumoxid enthält, zugegeben. Nachdem die Mischung aus dem Harzlack und dem festen Schmiermittel gerührt wurde, wird sie zweimal durch eine Walzenmühle gegeben. Auf diese Weise wird ein Material zum Überziehen hergestellt. PTFE-Pulver, MoS₂-Pulver und Graphitpulver werden gemeinsam als das feste Schmiermittel zugegeben. Das Überzugsmaterial wird auf die entfettete Oberfläche eines Grundelements aus gegossenem Eisen FCD700 durch eine Schienen-Auftragsmaschine aufgebracht und für 30 Minuten bei 80°C, für 30 Minuten bei 150°C und dann für 30 Minuten bei 230°C kalziniert. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf dem FCD700-Grundelement gebildet. Das Zusammensetzungsverhältnis der festen Komponente des Überzugsmaterials beträgt 65 Gewichtsprozent mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz, 10 Gewichtsprozent PTFE, 20 Gewichtsprozent MoS₂ und 5 Gewichtsprozent Graphit.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel: HPC-5000, hergestellt durch Hitachi Chemical Co., Ltd.) wird anstelle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks hergestellt. Davon abgesehen wird eine Schicht mit einer Dicke von 20 μm auf einem Grundelement aus gegossenem Eisen FCD700 durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 6 gebildet.

Ein Bewertungstest hinsichtlich Reibungskoeffizient und Abrieb wird in dem folgenden Verfahren durchgeführt.

Der unmittelbare Reibungskoeffizient und der Reibungskoeffizient nach 100 Stunden nach Beginn des Tests werden mit einem Schub-Tester unter den Bedingungen von 60 m/min Gleitgeschwindigkeit bzw. 9,8 MPa Kontaktdruck gegen graues Gusseisen und Eisen SUJ2 gemäß JIS untersucht, wobei geschmiert wird.

Die 3A veranschaulicht eine schematische Perspektivansicht einer Bewertungsprobe 30 und eines Kontaktmaterials 31, das gedreht wird, während es gegen die Bewertungsprobe 30 gepresst wird. Die 3B veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht von Rillen 30a, die in der Gleitoberfläche der Bewertungsprobe 30, die dem Kontaktmaterial 31 gegenübersteht, gebildet sind. Die Tiefen d der Rillen 30a werden gemessen und als Abrieb ausgewertet.

Ein Bewertungstest hinsichtlich der Belastung für Beständigkeit gegenüber Festfressen wird in dem folgenden Verfahren durchgeführt.

Der Kontaktdruck, bei dem ein Festfressen auftritt, wird mit einem Schub-Tester unter der Bedingung von 60 m/min Gleitgeschwindigkeit jeweils gegen graues Gusseisen und Eisen SUJ2 untersucht, während geschmiert und der Kontaktdruck periodisch erhöht wird (1 MPa/2 min).

Graues Gusseisen FC-25 gemäß JIS wird als das Kontaktmaterial 31 für die Beispiele 1 bis 5 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 verwendet. Eisen SUJ2 wird als das Kontaktmaterial 31 für das Beispiel 6 und das Vergleichsbeispiel 4 verwendet, da das Grundelement der Bewertungsprobe aus Gusseisen FCD700 besteht.

Die Bewertung der Anhaftung an das Grundelement wird in den folgenden Verfahren durchgeführt.

Gemäß K5400 Querschnitts-Retention nach JIS werden die Anhaftung zu Beginn und 100 Stunden später in einem Autoklaventest unter der Bedingung von 121°C und 202 KPa bewertet.

Die Ergebnisse jedes Tests sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Gemäß den Testergebnissen des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 1 in Tabelle 1 verbessern sich die Beständigkeit gegenüber Festfressen, die Abriebbeständigkeit und die Anhaftung an das Grundelement (das Aluminiumgrundelement) bei der mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht im Vergleich zu der nicht mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht. Daneben verbessern sich gemäß den Testergebnissen des Beispiels 2 und des Vergleichsbeispiels 2 in Tabelle 1, wenn die mit Silan modifizierte Polyamidimidharzschicht das feste Schmiermittel enthält, die Beständigkeit gegenüber Festfressen, die Abriebbeständigkeit und die Anhaftung an das Grundelement (das Aluminiumgrundelement) im Vergleich zu der Polyamidimidharzschicht, die kein festes Schmiermittel enthält.

Wenn die mit Silan modifizierte Polyamidimidharzschicht das feste Schmiermittel enthält, verbessert sich gemäß den Testergebnissen der Beispiele 1 und 2 in Tabelle 1 die Beständigkeit gegenüber Festfressen im Vergleich zu der Schicht, die kein festes Schmiermittel enthält.

Wenn die mit Silan modifizierte Epoxidharzschicht das feste Schmiermittel enthält, verbessern sich gemäß dem Beispiel 3 und dem Vergleichsbeispiel 3 die Beständigkeit gegenüber Festfressen, die Abriebbeständigkeit und die Anhaftung an das Grundelement (das Aluminiumgrundelement) im Vergleich zu der nicht mit Silan modifizierten Epoxidharzschicht, die ein festes Schmiermittel enthält.

Selbst wenn der Siliciumoxidgehalt in dem gehärteten Rest des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzes zum Bilden der mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht variiert wird, sind gemäß den Beispielen 2, 4 und 5 die Gleitcharakteristiken äquivalent.

Selbst wenn das Material des Gleitelements aus Aluminium durch Gusseisen ersetzt wird, verbessern sich gemäß dem Beispiel 6 und dem Vergleichsbeispiel 4 die Beständigkeit gegenüber Festfressen, die Abriebbeständigkeit und die Anhaftung an das Grundelement bei der mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht im Vergleich zu der nicht mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht.

Wenn die mit Silan modifizierte Harzschicht auf der Gleitoberfläche gebildet ist, verbessert sich gemäß Tabelle 1 die Gleitleistung stark im Vergleich zu der entsprechenden nicht mit Silan modifizierten Harzschicht, die auf der Gleitoberfläche gebildet ist.

Beispiele 7 bis 9 und Vergleichsbeispiel 5

Der Bewertungstest auf Festfressen an den Gleitabschnitten zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen wird unter der Bedingung fehlender Schmierung in dem folgenden Verfahren durchgeführt.

Die 4 veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht, die den Bewertungstest auf Festfressen unter der Bedingung fehlender Schmierung veranschaulicht. Eine Schmierschicht 18 ist auf der Gleitoberfläche der Taumelscheibe 10 aus Gusseisen FCD700 gebildet, und die Zeitspanne bis zum Festfressen unter der Bedingung fehlender Schmierung wird unter den Bedingungen von 10,5 m/s Umdrehungsgeschwindigkeit und 2000 N Belastung gemessen, wobei die Schmierschicht 18 mit flachen Oberflächen der Schuhe 19 aus Lagerstahl in Kontakt steht.

Die Schmierschicht 18 ist nicht direkt auf der Oberfläche der Taumelscheibe 10 gebildet. Zuerst wird eine Aluminiumsprühschicht (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der Taumelscheibe 10 gebildet. Dann wird darauf das Überzugsmaterial durch eine Schienen-Auftragsmaschine aufgebracht und für eine Stunde bei 230°C kalziniert. Auf diese Weise wird die Schmierschicht 18 mit einer Dicke von 15 μm auf der Aluminiumsprühschicht gebildet.

In den Beispielen 7 bis 9 wird ein festes Schmiermittel zu den jeweiligen mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacken (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel), die jeweils in ihren gehärteten Resten der Harzlacke einen unterschiedlichen Siliciumoxidgehalt einschließen, zugegeben. Jede Mischung aus dem Harzlack und dem festen Lösungsmittel wird gerührt und zweimal durch eine Walzenmühle gegeben. Auf diese Weise werden Materialien zum Überziehen hergestellt. Der Siliciumoxidgehalt beträgt 2 Gewichtsprozent im Beispiel 7, 5 Gewichtsprozent im Beispiel 8 bzw. 7 Gewichtsprozent im Beispiel 9. MoS₂-Pulver, Graphitpulver und PTFE-Pulver werden gemeinsam als das feste Schmiermittel zugegeben. Das Zusammensetzungsverhältnis der festen Komponente des Überzugsmaterials beträgt 65 Gewichtsprozent mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz, 20 Gewichtsprozent MoS₂, 10 Gewichtsprozent Graphit und 5 Gewichtsprozent PTFE.

Im Vergleichsbeispiel 5 wird ein Polyamidimidharzlack (30 Gewichtsprozent feste Komponente aus PAI-Harz und NMP/Xylol-Lösungsmittel: HPC-5000, hergestellt durch Hitachi Chemical Co., Ltd.) anstelle des mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks hergestellt. Davon abgesehen ist das Material zum Überziehen das gleiche wie in den Beispielen 7 bis 9. Die Schmierschicht 18 wird auf der Taumelscheibe 10 aus Gusseisen FCD700, deren Oberfläche mit einer Aluminiumsprühschicht (nicht gezeigt) überzogen ist, unter der gleichen Bedingung wie in den Beispielen 7 bis 9 gebildet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Gemäß den Testergebnissen der Beispiele 7 bis 9 und des Vergleichsbeispiels 5 in Tabelle 2 verbessert sich die Beständigkeit gegenüber Festfressen unter der Bedingung fehlender Schierung für die mit Silan modifizierte Polyamidimidharzschicht, die festes Schmiermittel enthält, im Vergleich zu der nicht mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht erheblich.

Gemäß den Beispielen 7 bis 9 verbessert sich, wenn 20 Gewichtsprozent MoS₂, 10 Gewichtsprozent Graphit und 5 Gewichtsprozent PTFE als das feste Schmiermittel enthalten sind, die Beständigkeit gegenüber Festfressen der mit Silan modifizierten Polyamidimidharzschicht unter der Bedingung fehlender Schierung mit abnehmendem Siliciumoxidgehalt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Effekte erhalten.

(1) Die mit Silan modifizierten Harzschichten, deren Harz löslich ist und die eine höhere thermische Beständigkeit als Epoxidharz hat, sind wenigstens auf den Gleitoberflächen der Metallkomponenten gebildet. Demgemäß bildet das mit Silan modifizierte Harz die Schichten auf den Gleitoberflächen der Metallgleitkomponenten wie etwa der Taumelscheibe 10 und den Schuhen 15a und 15b, so dass Silicium in der Schicht gleichmäßig dispergiert ist. Im Ergebnis verbessern sich die Beständigkeit gegenüber Festfressen und die Abriebbeständigkeit.
(2) Im Vergleich zu der reinen mit Silan modifizierten Harzschicht hat die mit Silan modifizierte Harzschicht, die das feste Schmiermittel enthält, eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Festfressen.
(3) Das mit Silan modifizierte Harz schließt eine Alkoxysilylgruppe oder eine Aryloxysilylgruppe ein. Das gelöste mit Silan modifizierte Harz wird auf eine Gleitoberfläche aufgebracht und kalziniert. Auf diese Weise wird die Schicht auf der Gleitoberfläche gebildet. Da das mit Silan modifizierte Harz mit einer Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Metalls der Gleitkomponente reagiert, verbessert sich die Anhaftung an die Metalloberfläche.
(4) Wenn das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz als das mit Silan modifizierte Harz verwendet wird, hat es eine geringere Hitzebeständigkeit als Polyimidharz. Allerdings löst sich das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz leicht in einem Lösungsmittel, so dass es als ein Überzugsmaterial stabil und vergleichsweise billig ist. Demgemäß wird die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 durch das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz leicht mit niedrigen Kosten gebildet.
(5) Wenn das mit Silan modifizierte Epoxidharz als das mit Silan modifizierte Harz verwendet wird, hat es geringere Kosten als das mit Silan modifizierte Polyamidimidharz oder das mit Silan modifizierte Polyimidharz.
(6) Da die mit Silan modifizierten Harzschichten 17 auf den Gleitoberflächen der Gleitkomponenten wie etwa der Taumelscheibe 10 und den Schuhen 15a und 15b gebildet sind, verbessern sich die Gleitleistung und Haltbarkeit der Taumelscheibe 10 und der Schuhe 15a und 15b. Im Ergebnis verbessern sich die Schmierung und Haltbarkeit der Taumelscheibe 10, die in eine äußerst schwere Gleitumgebung gezwungen wird, so dass sich die Verlässlichkeit und Haltbarkeit des Kompressors C verbessern.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann zu den folgenden alternativen Ausführungsformen modifiziert werden.

Wenn festes Schmiermittel verwendet wird, ist es in zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen nicht auf die Mischung aus den drei Materialien PTFE, MoS₂ und Graphit beschränkt. Eine Mischung aus zwei Materialien oder eines der drei Materialien kann verwendet werden.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen kann ein anderes Fluorharz wie etwa PFA, FEP und ETFE anstelle von PTFE als das feste Schmiermittel verwendet werden. Darüber hinaus kann ein anderes Material als Fluorharz, MoS₂ und Graphit für das feste Schmiermittel verwendet werden.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen ist der Gehalt an festem Schmiermittel nicht auf den in der bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Gehalt beschränkt. Der Gehalt an festem Schmiermittel kann geeignet variiert werden.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen kann die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 zusätzlich zu dem festen Schmiermittel des Weiteren harte Teilchen wie etwa Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid, Extremdruckmittel aus metallischen Verbindungen einschließlich Schwefel, wie etwa ZnS, Ag₂S und CuS, und oberflächenaktive Mittel enthalten.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen kann die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 auf von der Taumelscheibe 10 und den Schuhen 15a und 15b verschiedene Komponenten wie etwa auf den Kolben 8 und die Stützplatte 11 aufgebracht sein. Hinsichtlich des Kolbens 8 ist die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 auf wenigstens einer der Gleitoberflächen des Kolbens 8, die dem Zylinderblock 1, dem vorderen Gehäuse 2 und den Schuhen 15a und 15b gegenüber stehen, aufgebracht. Wenn daneben eine flache Lagerung verwendet wird, um die Antriebswelle 9 zu tragen, kann die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 auf der Gleitoberfläche der flachen Lagerung gebildet sein.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen kann anstelle eines Taumelscheibenkompressors oder eines Kolbenkompressors mit einem rohrartigen Ventil für ein Saugventil ein Kolbenompressor mit einem Drehventil verwendet werden. Die 5 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Kompressors C in Längsrichtung. Die Vorder- bzw. die Rückseite des Kompressors C entsprechen der linken Seite bzw. der rechten Seite in 5. Eine säulenförmige Ventilkammer 20 ist in dem Zylinderblock 1 definiert und erstreckt sich von der Mitte des Zylinderblocks 1 zu der Mitte des hinteren Gehäuses 4. Die Ventilkammer 20 steht an ihrer Rückseite mit der Saugkammer 6 und zudem durch jeweilige Saugöffnungen 22 mit einer Vielzahl von Kompressionskammern 21 in Verbindung (siehe 6).

Die Ventilkammer 20 nimmt in drehbarer Weise ein Drehventil 23 auf. Das Drehventil hat eine zylindrische Gestalt und an einem seiner Enden ein verschlossenes Ende. Das andere Ende des Drehventils 23 steht mit der Saugkammer 6 in Verbindung. Das verschlossene Ende hat in seiner Mitte ein Befestigungsloch 23a. Das Drehventil 23 besteht aus einem Material aus der Reihe der Aluminiummaterialien. Das hintere Ende der Antriebswelle 9 ist in der Ventilkammer 20 angeordnet. Ein kleiner Durchmesserabschnitt 9a des hinteren Endes der Antriebswelle 9 ist in dem Befestigungsloch 23a des Drehventils 23 druckbefestigt. Demgemäß ist das Drehventil 23 mit der Antriebswelle 9 einstückig ausgebildet und dreht sich synchron mit der Antriebswelle 9. D.h., das Drehventil 23 wird synchron mit dem Hinein- und Herausgleiten der Kolben 8 gedreht.

Die 6 veranschaulicht eine Querschnitts-Endansicht entlang der Linie I-I in 5. Der zylindrische Innenraum des Drehventils 23 bildet eine Einleitungskammer 24, die mit der Saugkammer 6 in Verbindung steht. Eine Saugführungsrille 25 ist an einer äußeren Umfangsoberfläche 23b des Drehventils 23 gebildet und erstreckt sich in einem vorbestimmten Winkelbereich. Die Saugführungsrille 25 steht immer mit der Einleitungskammer 24 in Verbindung. Die Saugführungsrille 25 und die Saugöffnungen 22 bilden zwischen der Einleitungskammer oder einem Saugdruckbereich 24 und den Kompressionskammern 21 einen Kühlgasdurchlass. Das Drehventil 23 öffnet und verschließt den Kühlgasdurchlass, während es sich dreht.

Unter Rückbezug auf 5 sind die mit Silan modifizierten Harzschichten (nicht gezeigt) auf den Gleitoberflächen gebildet, die die äußere Umfangsoberfläche 23b und eine Oberfläche 23c des hinteren Endes einschließen. Bei diesem Aufbau wird die Antriebswelle 9 durch das Drehventil 23 drehbar von dem Gehäuse getragen. Die Ventilkammer 20, in der das Drehventil 23 aufgenommen ist, dient ebenfalls als eine Kammer, die ein Lager aufnimmt. Demgemäß reicht es aus, eine innere Umfangsoberfläche 20a der Ventilkammer 20 mit hoher Genauigkeit zu verarbeiten, um zu verhindern, dass Gas aus einem Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 23b und der innern Umfangsoberfläche 20a austritt. Im Ergebnis wird mit niedrigen Kosten ein Kompressor hergestellt, der sehr leise ist und eine hohe Kompressionseffizienz hat.

Wenn die mit Silan modifizierte Harzschicht 17 wenigstens auf der Gleitoberfläche der Gleitkomponente gebildet ist, kann sie in zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen ebenfalls auf einem von der Gleitoberfläche verschiedenen Abschnitt gebildet sein.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen ist das Material der Taumelscheibe 10 nicht auf ein Metall aus der Reihe der Eisenmetalle beschränkt. Ein Metall aus der Reihe der Aluminiummetalle wie etwa Aluminium und Aluminiumlegierung oder rostfreier Stahl kann verwendet werden.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen ist der Kompressor C nicht auf einen Taumelscheibenkompressor mit variablem Hubraum beschränkt. Der Kompressor C kann von der Art mit doppelköpfigen Kolben oder ein Taumelscheibenkompressor mit festgelegtem Hubraum sein. Ein Taumelscheibenkompressor kann eine Taumelscheibe einschließen, die sich nicht einstückig mit einer Antriebswelle dreht, sondern gemäß der Umdrehung der Antriebswelle schwingt. Darüber hinaus kann der Kompressor ein Schraubenverdichter, ein Drehkolbenkompressor und ein Kompressor einer anderen Art sein.

In zu der bevorzugten Ausführungsform alternativen Ausführungsformen ist die Schicht 17 nicht auf die Gleitkomponente eines Kompressors beschränkt. Die Schicht 17 kann auf der Gleitkomponente eines anderen Geräts gebildet sein.

Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als beschränkend anzusehen, und die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen Details zu beschränken, sondern kann innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Gleitkomponente mit einem Metallgrundelement und einer Überzugsschicht, wobei das Metallgrundelement eine Gleitoberfläche hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Überzugsschicht aus einem mit Silan modifizierten Harz besteht, das in einem Lösungsmittel löslich und dessen Hitzebeständigkeit gleich oder größer als die von Epoxidharz ist, und die Überzugsschicht auf der Gleitoberfläche gebildet ist.
Gleitkomponente nach Anspruch 1, wobei die Überzugsschicht ein festes Schmiermittel enthält.
Gleitkomponente nach Anspruch 2, wobei das feste Schmiermittel wenigstens eines von Fluorharz, Molybdändisulfid und Graphit einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 3, wobei das Fluorharz aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Polyfluoralkoxyalkan, Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer und Fluorethylenpropylen ausgewählt ist.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Überzugsschicht wenigstens eines von harten Teilchen, einem Extremdruckmittel und einem oberflächenaktiven Mittel enthält.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mit Silan modifizierte Harz wenigstens eine von einer Alkoxysilylgruppe und einer Aryloxysilylgruppe einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 6, wobei eine Alkoxygruppe der Alkoxysilylgruppe 1 bis 6 Kohlenstoffatome einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 7, wobei die Alkoxygruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 8, wobei die Alkoxygruppe aus der Gruppe bestehend aus einer Methoxygruppe, einer Ethoxygruppe und einer Propoxygruppe ausgewählt ist.
Gleitkomponente nach Anspruch 6, wobei eine Aryloxygruppe der Aryloxysilylgruppe 6 bis 10 Kohlenstoffatome einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 10, wobei die Aryloxygruppe 6 bis 8 Kohlenstoffatome einschließt.
Gleitkomponente nach Anspruch 11, wobei die Aryloxygruppe aus der Gruppe bestehend aus einer Phenyloxygruppe, einer Dimethylphenyloxygruppe und einer Methylphenyloxygruppe ausgewählt ist.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das mit Silan modifizierte Harz ein mit Silan modifiziertes Polyamidimidharz ist.
Gleitkomponente nach Anspruch 13, wobei das Polyamidimidharz wenigstens eine von einer Carboxylgruppe und einer Säureanhydridgruppe an seinem Molekülende einschließt, wobei ein Alkoxysilanteilkondensat mit Glycidylethergruppe durch Entziehen von Alkohol aus Glycidol und einem Alkoxysilanteilkondensat und das mit Silan modifizierte Harz durch eine ringöffnende Veresterungsreaktion zwischen dem Polyamidimidharz und dem Alkoxysilanteilkondensat mit Glycidylethergruppe erhalten wird.
Gleitkomponente nach Anspruch 13 und 14, wobei die Überzugsschicht aus dem mit Silan modifizierten Harz durch Aufbringen und Kalzinieren eines mit Silan modifizierten Polyamidimidharzlacks gebildet wird, der in seinem gehärteten Rest 1 bis 10 Gewichtsprozent Siliciumoxid enthält.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 1 bis 12, wobei das mit Silan modifizierte Harz ein mit Silan modifiziertes Epoxidharz ist.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 1 bis 12, wobei das mit Silan modifizierte Harz ein mit Silan modifiziertes Polyimidharz ist.
Gleitkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Gleitkomponente eine Komponente eines Kompressors ist.
Gleitkomponente nach Anspruch 18, wobei der Kompressor ein Taumelscheibenkompressor ist und eine Taumelscheibe des Kompressors der Gleitkomponente entspricht.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 18 und 19, wobei ein Schuh des Kompressors der Gleitkomponente entspricht.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 18 bis 20, wobei eine flache Lagerung zum Tragen einer Antriebswelle des Kompressors der Gleitkomponente entspricht.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 18 bis 21, wobei der Kompressor ein Kolbenkompressor ist, der Kompressor ein Gehäuse, eine Antriebswelle und ein Drehventil, das der Gleitkomponente entspricht, einschließt, wobei das Drehventil mit der Antriebswelle einstückig ausgebildet ist und die Antriebswelle auf dem Gehäuse trägt, das Gehäuse eine Kompressionskammer, einen Saugdruckbereich und einen Gasdurchlass definiert, der Gasdurchlass die Kompressionskammer und den Saugdruckbereich verbindet und das Drehventil den Gasdurchlass öffnet und schließt, während sich das Drehventil synchron mit der Antriebswelle dreht.
Gleitkomponente nach den Ansprüchen 18 bis 22, wobei der Kompressor ein Kolbenkompressor ist und ein Kolben des Kompressors der Gleitkomponente entspricht.