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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor und ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks, und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks und eines Gleitlagers, das mit einer Welle in Kontakt gelangt.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei einem Fahrzeug-Klimaanlagensystem handelt es sich um ein System, welches die Temperatur innerhalb eines Fahrzeugs auf einer niedrigeren Temperatur als der Außentemperatur mithilfe eines Kältemittels hält. Das Fahrzeug-Klimaanlagensystem beinhaltet einen Kompressor, einen Kondensator, und einen Verdampfer, um einen Kältemittelkreislauf zu bilden. Bei dem Kompressor handelt es sich um eine Vorrichtung, die das Kältemittel komprimiert und transferiert und die von der Leistung eines Motors oder des Fahrens eines Motors betrieben wird.
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Bei einem doppelköpfigen Taumelplattenkompressor, bei dem es sich um eine Art hin- und her bewegender Kompressor handelt, ist eine scheibenförmige Taumelplatte an einer Welle installiert, auf die die Kraft eines Motors übertragen wird. Eine Vielzahl von Kolben ist um die Taumelplatte installiert, wobei ein Schuh zwischen ihnen angeordnet ist. Wenn sich die Taumelplatte dreht, bewegen sich die Kolben in jeweiligen Zylinderbohrungen, die in einem Zylinderblock gebildet sind, hin und her, wodurch es Kältemittel erlaubt wird, eingeführt, komprimiert und abgeleitet zu werden. In diesem Fall ist eine Ventilplatte zwischen einem Gehäuse und dem Zylinderblock installiert, um die Einführung und das Ableiten des Kältemittels zu steuern.
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Bei einem konventionellen Taumelplattenkompressor ist ein Gleitlager zwischen einer Welle und einer Wellenbohrung installiert, um den Verschleiß und die Reibung aufgrund der Drehung der Welle zu reduzieren. Jedoch ist das Gleitlager aus einem Metallmaterial gebildet, das mit Fluorharz beschichtet ist, und deshalb, wenn eine Öffnung zur Bewegung des Kältemittels in das Gleitlager eingebracht wird, kann sich die Genauigkeit der Öffnung verschlechtern und Grate können aufgrund der starken Verlängerung des Gleitlagers erzeugt werden.
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Zudem, in der anfänglichen Phase bei der der doppelköpfige Taumelplattenkompressor angetrieben wird, wird der Gegenverschleiß zwischen der Welle und dem Gleitlager nicht stabil durchgeführt, was zu einer Reibungszunahme aufgrund des Verschleißes zwischen diesen Teilen und somit der Leckage von Kältemittel führen kann, wenn der Kompressor über einen langen Zeitraum verwendet wird.
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OFFENBARUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Entsprechend erfolgte die vorliegende Erfindung angesichts des oben-erwähnten Problems und ein Ziel dieser Erfindung ist es, einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor und ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks bereitzustellen, bei denen ein Gleitlager, das mit einer Welle des doppelköpfigen Taumelplattenkompressor in Kontakt gelangt, aus einer gesinterten Legierung hergestellt ist und derart, mit einer Pore gebildet ist, dass in dem Kältemittel enthaltenes Öl durch die Pore eingeführt und abgeleitet wird.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein doppelköpfiger Taumelplattenkompressor einen Zylinderblock umfassend eine Vielzahl von radial angeordneten Kolbenbohrungen, sich in den Kolbenbohrungen hin und her bewegenden Kolben, und eine Wellenbohrung, die zwischen den Kolbenbohrungen angeordnet ist, wobei die Wellenbohrung mit einer Vielzahl von Kältemittelzuführöffnungen gebildet ist, die mit Kompressionskammern kommunizieren, die von den jeweiligen Kolbenbohrungen und Kolben definiert sind, vordere und hintere Gehäuse, die an jeweilige Vorder- und Hinterseiten des Zylinderblocks gekoppelt sind, um so Ableitungskammern zu definieren, eine Welle in die Wellenbohrung eingesetzt ist, und mit einer Passage, die derart gebildet ist, dass sich Kältemittel darin bewegt, eine Kältemitteleinführungsöffnung, die mit einem Ansaugraum in dem Zylinderblock kommuniziert, um Kältemittel in den Ansaugraum dahindurch einzuführen, und Kältemittelableitungsöffnungen, durch die das durch die Kältemitteleinführöffnung eingeführte Kältemittel abgeleitet wird, eine Taumelplatte, die schräg an der Welle installiert ist und mit den Kolben verbunden ist, und ein Gleitlager, das zwischen einer Innenwand der Wellenbohrung und der Welle angeordnet ist und aus einem porösen Material hergestellt ist, wobei ein Abstand zwischen einer Außenumfangsoberfläche der Welle und einer Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung größer ist als ein Abstand zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle und einer Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers.
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Der Zylinderblock kann einen Kerbabschnitt beinhalten, der gebildet ist, um vergleichsweise länger zu sein als eine Länge des Gleitlagers, zum Einsetzen des Gleitlagers.
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Der Kerbabschnitt kann mit einer Stufung gebildet sein, die angeordnet ist, um einer Oberfläche des Gleitlagers zugewandt zu sein und von diesem beabstandet zu sein.
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Das Gleitlager kann Durchgangsöffnungen aufweisen, die gebildet sind, um mit Kältemittelzufuhröffnungen ausgerichtet zu sein, und jede der Durchgangsöffnungen und Kältemittelzufuhröffnungen kann schräg zur Wellenbohrung in einer Längsrichtung dieser angeordnet sein.
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Die Welle kann ferner eine Beschichtungsschicht beinhalten, die an einer Außenumfangsoberfläche der Welle gebildet ist und der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers zugewandt ist.
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Das Gleitlager kann eine Luftporosität von 5 bis 20% des Gesamtvolumens besitzen.
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Das Gleitlager kann eine Luftporosität von 7% des Gesamtvolumens besitzen.
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Das Gleitlager kann aus einem gesinterten Material hergestellt sein.
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Das gesinterte Material kann Kupfer, Zinn und Graphit beinhalten.
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Das Gleitlager kann ein festes Schmiermittel beinhalten.
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Das feste Schmiermittel kann wahlweise Graphit, Glimmer, Talk, Borsäure, Zinkoxid, Bleioxid, Schwefel, Molybdän-Disulfid, Polytetra-Fluorethylen (PTFE), und sechseckige Borsäure (hBN) oder eine Kombination dieser verwenden.
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In dem Zylinderblock kann die Außenumfangsoberfläche der Welle von der Innenumfangsfläche der Wellenbohrung um einen ersten Abstand (a) beabstandet sein in einem Zustand, bei dem die Welle in die Wellenbohrung eingesetzt ist, und in dem Kältemittel enthaltenes Öl kann in den ersten Abstand (a) eingeführt oder in diesem gespeichert werden, so dass sich ein Ölfilm auf der Welle bildet.
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Das Gleitlager kann in die Wellenbohrung eingesetzt werden, um von einem inneren Ende der Wellenbohrung um einen zweiten Abstand (b) beabstandet zu sein, und in dem Kältemittel beinhaltetes Öl kann in dem zweiten Abstand (b) eingeführt oder in diesem gespeichert werden, so dass sich eine Ölschicht auf der Welle bildet.
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Die Welle kann eine Beschichtungsschicht (21) besitzen, die auf der Außenumfangsoberfläche der Welle gebildet ist, und die Beschichtungsschicht kann eine Teflonbeschichtungsschicht sein.
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Das Gleitlager kann aus einem Material hergestellt sein, das zu 89% aus Kupfer, 10% aus Zinn und zu 1% aus Graphit gebildet ist.
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Das Gleitlager kann aus einem Material hergestellt sein, das zu 87% aus Kupfer, 10% aus Zinn und zu 3% aus Graphit gebildet ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein doppelköpfiger Taumelplattenkompressor einen Zylinderblock mit einer Vielzahl von radial angeordneten Kolbenbohrungen, sich in den Kolbenbohrungen hin- und her bewegenden Kolben, und eine zylindrischen Wellenbohrung, die zwischen den Kolbenbohrungen angeordnet ist, vordere und hintere Gehäuse, die an jeweilige Vorder- und Hinterseiten des Zylinderblocks gekoppelt sind, um somit Ableitungskammern zu definieren, eine Welle mit einer darin gebildeten Passage, um so mit einem Ansaugraum zu kommunizieren, der zwischen den Ableitungskammern angeordnet ist, so dass in den Ansaugraum eingeführtes Kältemittel zu den Kolbenbohrungen verbracht wird, eine Taumelplatte, die schräg zu der Welle installiert ist und mit den Kolben verbunden ist, und ein Gleitlager, das zwischen einer Innenwand der Wellenbohrung und der Welle angeordnet ist und aus gesintertem Material hergestellt ist, wobei ein Raumabschnitt (S) zwischen einer Außenumfangsoberfläche der Welle und einer Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung definiert ist, und der Raumabschnitt (S) mit dem Ansaugraum kommuniziert.
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Der Zylinderblock kann einen Kerbabschnitt beinhalten, der gebildet ist, um vergleichsweise länger zu sein als eine Länge des Gleitlagers, zum Einsetzen des Gleitlagers, und der Raumabschnitt (S) kann sich zu dem Kerbabschnitt erstrecken.
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Der Kerbabschnitt kann mit einer Stufung gebildet sein, die angeordnet ist, um einer Oberfläche des Gleitlagers zugewandt zu sein und von dieser beabstandet zu sein, und ein in den Raumabschnitt eingeführtes Fluid kann über die Stufung zu dem Gleitlager strömen.
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Das gesinterte Material kann Kupfer, Zinn, und Graphit beinhalten.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein doppelköpfiger Taumelplattenkompressor einen Zylinderblock mit einer Vielzahl von radial angeordneten Kolbenbohrungen, sich in den Kolbenbohrungen hin und her bewegenden Kolben, und einer zylindrischen Wellenbohrung, die zwischen den Kolbenbohrungen angeordnet ist, vordere und hintere Gehäuse, die an jeweilige Vorder- und Hinterseiten des Zylinderblocks gekoppelt sind, um so Ableitungskammern zu definieren, eine Welle mit einer darin gebildeten Passage, um mit einem Ansaugraum zu kommunizieren, der zwischen den Ableitungskammern gebildet ist, so dass in den Ansaugraum eingeführtes Kältemittel zu den Kolbenbohrungen verbracht wird, eine Taumelplatte, die schräg zu der Welle installiert ist und mit den Kolben verbunden ist, und ein Gleitlager, das zwischen einer Innenwand der Wellenbohrung und der Welle angeordnet ist und aus einem Material hergestellt ist, das zu 89% aus Kupfer, 10% aus Zinn, und zu 1% aus Graphit gebildet ist, und eine Luftporosität von 7% des Gesamtvolumens besitzt.
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Alternativ kann Kältemittel bewegt werden, wenn Positionen der Kältemittelableitungsöffnungen mit Positionen der in dem Gleitlager gebildeten Durchgangsöffnungen während der Drehung der Welle übereinstimmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks das Herstellen eines Zylinderblocks (ST100) beinhaltend eine Vielzahl von radial angeordneten Kolbenbohrungen, sich in den Kolbenbohrungen hin und her bewegenden Kolben, und eine zylindrische Wellenbohrung, die zwischen den Kolbenbohrungen angeordnet ist, das Einsetzen eines Gleitlagers, das aus einem gesinterten Material hergestellt ist, in jedes der beiden Enden der Wellenbohrung (ST200), und Einbringen von Öffnungen (ST300), um so Durchgangöffnungen in dem Gleitlager zu bilden in einem Zustand, bei dem das Gleitlager in die Wellenbohrung eingesetzt ist, während die Wellenbohrung mit den Kolbenbohrungen in den Zylinderblock kommuniziert.
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Das Einbringen der Öffnungen (ST300) kann das Vorwärtsbewegen eines Öffnungseinbringungswerkzeugs in einer Richtung, die zu einer Längsrichtung der Wellenbohrung geneigt ist, umfassen (ST310).
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Bei dem Einbringen der Öffnungen (ST300) können die Öffnungen unter einem Neigungswinkel von 70° oder 65 bis 75° eingebracht werden.
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Das Verfahren kann ferner das Imprägnieren des Zylinderblocks (ST400) gegenüber dem Gleitlager umfassen.
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Das Imprägnieren des Zylinderblocks (ST400) kann das Eintauchen des Zylinderblocks in ein Flüssigharz und dann das Entnehmen des Zylinderblocks aus demselben umfassen (ST410).
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Das Herstellen eines Zylinderblocks (ST100) kann das Einbringen der Wellenbohrung dahingehend umfassen, eine erste Einbringungslänge in einer nach innen gerichteten Längsrichtung der Wellenbohrung zu besitzen (ST110).
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Das Herstellen eines Zylinderblocks (ST100) kann das Einbringen der Wellenbohrung derart umfassen, dass eine erste Innendurchmesser-Toleranz zwischen einem Außendurchmesser des Gleitlagers und einem Innendurchmesser der Wellenbohrung (ST120). beibehalten wird
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Das Gleitlager kann aus einem Material hergestellt sein, das zu 89% aus Kupfer, 10% aus Zinn und 1% aus Graphit gebildet ist, und eine Luftporosität von 7% des Gesamtvolumens besitzen.
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VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine stabile Schmierung eines mit einer Welle eines doppelköpfigen Taumelplattenkompressors in Kontakt kommenden Gleitlagers zu realisieren und die Erzeugung von Verschleiß darin zu verringern. Somit kann der doppelköpfige Taumelplattenkompressor stabil betrieben werden, selbst wenn er über einen langen Zeitraum verwendet wird.
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Bei dem doppelköpfigen Taumelplattenkompressor ist das Gleitlager aus einer gesinterten Legierung hergestellt und mit einer Pore gebildet, derart, dass ein in dem Kältemittel enthaltenes Öl durch die Pore eingeführt und abgeleitet wird. Deshalb kann das Gleitlager in einem ungeschmierten Zustand stabil geschmiert werden.
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Die Genauigkeit des Gleitlagers kann verbessert werden, selbst wenn eine Öffnung zur Bewegung von Kältemittel in das Gleitlager eingebracht wird. Deshalb ist es möglich, die Produktivität und wirtschaftliche Effizienz durch eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit gleichzeitig mit einer Verringerung der Defektrate durch einen Bediener zu verbessern.
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Zusätzliche Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und werden einem Fachmann bei Untersuchung dieser Beschreibung ersichtlich oder durch die Praxis der Erfindung gelernt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich verstanden, wobei:
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1 eine explodierte, perspektivische Ansicht ist, die einen doppelköpfigen Taumelscheibenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 eine zusammengesetzte, perspektivische Ansicht ist, die den doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
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3 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein Gleitlager in einen Zylinderblock eingesetzt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4A eine perspektivische Ansicht ist, die einen Betriebszustand des Gleitlagers und einer Welle veranschaulicht, wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor anfänglich in einem ungeschmierten Zustand betrieben wird, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4B eine Ansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem Öl zu der Welle durch die in dem Gleitlager gebildeten Poren eingeführt wird, nach dem Zustand von 4A;
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4C eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem Öl durch die Poren in das Gleitlager eingeführt wird, wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor gestoppt wird, nach dem Zustand von 4B;
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5 eine Querschnittsansicht ist, die einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein Gleitlager in einen Zylinderblock eingesetzt ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Querschnittsansicht ist, die einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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8 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein Gleitlager in einen Zylinderblock eingeführt wird, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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10 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Zylinderblock und in dem Zylinderblock gebildete Poren gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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BESTER MODUS DER ERFINDUNG
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Es wird nun detailliert Bezug auf einen doppelköpfigen Taumelscheibenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genommen, von dem Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. 1 ist eine explodierte, perspektivische Ansicht, die einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 ist eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht, die den doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem ein Gleitlager in einen Zylinderblock eingeführt wird. 4A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Betriebszustand des Gleitlagers und einer Welle veranschaulicht, wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor anfänglich in einem ungeschmierten Zustand betrieben wird, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In Bezugnahme auf die 1 bis 3 beinhaltet der doppelköpfige Taumelplattenkompressor, der mit Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, einen Zylinderblock 10 mit einer Vielzahl von Kolbenbohrungen 12, die um eine Wellenbohrung 11 herum gebildet sind, vordere und hintere Gehäuse 2 und 3, die jeweils an die Vorder- und Hinterseite des Zylinderblocks 10 gekoppelt sind, und eine Kompressionseinheit 4, die ein Arbeitsmedium in dem Zylinderblock 10 in Abhängigkeit von der Drehung der Welle 20 verdichtet.
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Der Zylinderblock 10 beinhaltet einen vorderen Zylinderblock 10a und einen hinteren Zylinderblock 10b, die gekoppelt sind, um einander zugewandt zu sein. Die Welle 20 ist über die Wellenbohrung 11 an dem inneren Mittelpunkt der vorderen und hinteren Zylinderblöcke 10a und 10b installiert.
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Insbesondere beinhaltet der doppelköpfige Taumelplattenkompressor 1 einen Zylinderblock 10, vordere und hintere Gehäuse 2 und 3, eine Welle 20, eine Taumelplatte 5, und ein Gleitlager 30. Der Zylinderblock 10 beinhaltet eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 12, die radial angeordnet sind, Kolben 6, die sich in den Kolbenbohrungen 12 hin und her bewegen, und eine Wellenbohrung 11, die zwischen den Kolbenbohrungen 12 angeordnet ist, und die Wellenbohrung 11 ist mit einer Vielzahl von Kältemittelzufuhröffnungen 13 gebildet, die mit Kompressionskammern kommunizieren, die von den jeweiligen Kolbenbohrungen 12 und Kolben 6 definiert werden. Die vorderen und hinteren Gehäuse 2 und 3 sind jeweils an die Vorder- und Rückseite des Zylinderblocks 10 gekoppelt, um Ableitungskammern zu definieren. Die Welle 20 wird in die Wellenbohrung 11 eingesetzt, und besitzt eine Passage 22, die derart gebildet ist, dass sich Kältemittel darin bewegt, eine Kältemitteleinführungsöffnung 23, die mit dem Ansaugraum in dem Zylinderblock 10 kommuniziert, um Kältemittel dort hindurch in den Ansaugraum einzuführen, und Kältemittelableitungsöffnungen 24, durch die das durch die Kältemitteleinführungsöffnung 23 eingeführte Kältemittel abgeleitet wird. Die Taumelplatte 5 ist schräg zu der Welle 20 installiert und mit den Kolben 6 verbunden. Das Gleitlager 30 ist zwischen der Innenwand der Wellenbohrung 11 und der Welle 20 angeordnet und ist aus einem porösen Material hergestellt. Der Abstand zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 und der Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung 11 ist größer als der Abstand zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 und der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30.
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Insbesondere ist der Abstand zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 und der Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung 11 größer als der Abstand zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 und der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30. Diese Beziehung ist eng mit der Anordnung des Zylinderblocks 10 und des Gleitlagers verbunden. In der Ausführungsform sind die vorderen und hinteren Enden der Welle 20 in der Längsrichtung der Welle in engen Kontakt mit dem Gleitlager 30, und die Außenumfangsoberfläche der Welle 20 ist von der Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung 11 in dem Zylinderblock 10 um einen ersten Abstand (a) beabstandet.
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Andererseits, da die Außenumfangsoberfläche der Welle 20 in engen Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 ist, wird direkte Reibung abhängig von der Drehung der Welle 20 vorwiegend zwischen der Welle 20 und dem Gleitlager 30 erzeugt.
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Die Kolbenbohrungen 12 sind umlaufend mit einem bestimmten Intervall um die Wellenbohrung 11 beabstandet, wie in den Zeichnungen veranschaulicht.
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In dem Zylinderblock 10 ist die Außenumfangsoberfläche der Welle 20 von der Innenumfangsoberfläche der Wellenbohrung 11 um einen ersten Abstand (a) in dem Zustand beabstandet, bei dem die Welle 20 in die Wellenbohrung 11 eingesetzt ist. Entsprechend wird in dem Kältemittel enthaltenes Öl in dem ersten Abstand (a) eingeführt oder gespeichert, weshalb sich ein Ölfilm auf der Welle 20 bildet. Deshalb, wenn sich die Welle 20 dreht, ist Reibung aufgrund des unmittelbaren Kontakts zwischen der Welle 20 und der Wellenbohrung 11 in dem Zylinderblock 10 verringert.
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Das heißt, dass die unmittelbare Reibung mit der Welle 20 nur an einer Position erzeugt wird, in der das Gleitlager 30 in die Wellenbohrung 11 eingesetzt ist, wenn die Welle 20 an der Position gelagert und gedreht wird. Deshalb wird die Reibung nur an einer spezifischen Position in der Gesamtlänge der Welle 20 erzeugt und nicht an der gesamten Welle 20.
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Der erste Abstand (a) ist nicht auf einen bestimmten Abstand beschränkt, sondern der erste Abstand (a) kann auf etwa 2 mm durch eine Simulation festgelegt werden, um so einen stabilen Ölfilm zu bilden.
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Das Gleitlager 30 wird in die Wellenbohrung 11 eingesetzt, um so von dem inneren Ende der Wellenbohrung 11 um einen zweiten Abstand (b) beabstandet zu sein, und in dem Kältemittel enthaltenes Öl wird in dem zweiten Abstand (b) eingeführt und gespeichert, so dass sich ein Ölfilm auf der Welle 20 bildet. Der zweite Abstand (b) bezieht sich auf einen Abstand zwischen einer noch zu beschreibenden Stufung 15 und einer Oberfläche des Gleitlagers 30.
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Da das in dem Kältemittel enthaltene Öl in dem zweiten Abstand (b) eingeführt und gespeichert wird, kann der Ölfilm stabil gebildet werden, unabhängig von der Drehung der Welle 20, und die Leckage von Kältemittel entlang der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 kann verhindert oder verringert werden. Wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor 1 somit über längere Zeit verwendet wird, können die Angelegenheiten in Bezug auf die Leckage von Kältemittel und der unmittelbare Verschleiß der Welle 20 verringert werden.
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Zudem, da eine Ende des Gleitlagers 30 nicht in direkten Kontakt mit der Stufung 15 gelangt, wird der durch das Einsetzen des Gleitlagers 30 erzeugte Druck nicht schnell erhöht an einer Position neben der Stufung 15. Deshalb aufgrund der stabilen Einsetzung des Gleitlagers 30, kann die Einsetzstabilität des Gleitlagers 30 verbessert werden und die Deformation des Gleitlagers 30 kann verringert werden.
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Der zweite Abstand (b) ist nicht notwendigerweise auf einen Abstand beschränkt, der in den Zeichnungen veranschaulicht ist. Der zweite Abstand (b) kann so lang gebildet sein, wie das Gleitlager 30 stabil in die Wellenbohrung eingepresst werden kann, ohne die Notwendigkeit des zweiten Abstands (b).
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Da der erste Abstand (a) mit dem zweiten Abstand (b) kommuniziert, kann sich in dem Kältemittel enthaltenes Öl frei zwischen den ersten und zweiten Abständen (a) und (b) bewegen. Deshalb kann die Schmierung in dem Zylinderblock 10 und die Schmierung zwischen der Welle 20 und dem Gleitlager 30 stabil verwirklicht werden.
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Die Kältemitteleinführungsöffnung 23 ist an dem Zentrum der Welle 20 in der Längsrichtung der Welle oder an einer von dem Zentrum der Welle 20 in der Längsrichtung der Welle beabstandeten Position angeordnet. In diesem Fall kann sich Kältemittel an die linken und rechten Seiten mit dem kürzesten Abstand an der Basis des Ziehens in der in der Welle 20 gebildeten Passage 22 bewegen. Da die Bewegungsdistanz des Kältemittels kurz ist und der Aufbau des Zylinderblocks vereinfacht ist, können somit die Betriebsstabilität und die Verarbeitbarkeit verbessert werden.
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Der Zylinderblock 10 beinhaltet die Kältemittelzufuhröffnungen 13, die schräg hin zu den jeweiligen Kolbenbohrungen 12 von der Wellenbohrung 11 geöffnet sind, um Kältemittel dort hindurch zu bewegen. Da die Öffnungen zur Bewegung von Kältemittel gleichzeitig von den Kolbenbohrungen 12 über die Durchgangsöffnungen 32 in dem Gleitlager 30 zu den Kältemittelzufuhröffnungen 13 in der Wellenbohrung 11 eingebracht werden, ist es möglich, die Bearbeitbarkeit durch einen Bediener, die Übereinstimmung der geöffneten Öffnungen, und die Verfahrensgenauigkeit zu verbessern und die Erzeugung von Graten zu verringern. Deshalb können die Kältemittelzufuhröffnungen 13 und die Durchgangsöffnungen 32 zur gleichen Zeit eingebracht werden.
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Jede der Kältemittelzufuhröffnungen 13 und der Durchgangsöffnungen 32 wird eingebracht, um hin zu der Welle 20 unter einem ersten Neigungswinkel geneigt zu sein. Der erste Neigungswinkel kann ein Winkel von 70° sein oder ein Winkel von etwa 65 bis 75°.
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Der Zylinderblock 10 besitzt einen Kerbabschnitt 14, welcher vergleichsweise länger ist als die Länge der Gleitlagers 30 zum Einsetzen des Gleitlagers 30. Die Stufung 15 ist an einer Position, die einer Oberfläche des Gleitlagers 30 zugewandt ist und um einen vorgegebenen Abstand beabstandet ist, in dem Kerbabschnitt 14 gebildet. Das Gleitlager 30 wird in den Kerbabschnitt 14, der über den ersten und zweiten Zylinderblöcken 10a und 10b gebildet wurde, eingesetzt.
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Der Kerbabschnitt 14 ist zum Einsetzen des Gleitlagers 30 gebildet und die geöffnete Länge des Kerbabschnitts 14 ist vergleichsweise länger als die Länge des Gleitlagers 30. Wenn zum Beispiel die Bezugslänge des Kerbabschnitts 14 „L” ist, kann sich der Kerbabschnitt 14 weiter innerhalb eines Toleranzbereichs von 1 bis 2 mm oder mehr erstrecken. Deshalb kann das stabile Einsetzen des Gleitlagers 30 durchgeführt werden.
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Da die Stufung 15 eine Länge aufweist, die sich um die gleiche Länge wie die Dicke des Gleitlagers 30 erstreckt, springt das Gleitlager 30 nicht hin zum inneren Zentrum der Wellenbohrung 11 in dem Zustand, in dem das Gleitlager 30 dort eingesetzt wird, hervor. Deshalb ist es möglich, die Welle 20 stabil einzusetzen und Reibung aufgrund der Drehung letzterer zu verringern.
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In der Ausführungsform dreht sich die Welle 20 gegenüber der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30. Um die Reibung und den Verschleiß aufgrund der Drehung der Welle 20 zu verringern und den Schaden an der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 zu verringern, ist eine Beschichtungsschicht 21 auf der Welle 20 gebildet. Die Beschichtungsschicht 21 kann nur auf der Außenumfangsoberfläche der Welle 20, die in Kontakt mit der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 gelangt, gebildet sein oder auf der gesamten Außenumfangsoberfläche der Welle 20, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
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Die Beschichtungsschicht 21 kann zum Beispiel eine Teflonbeschichtung sein. Die Dicke der Beschichtungsschicht 21 ist nicht spezifisch beschränkt, jedoch wird eine Optimaldicke durch eine Simulation festgelegt.
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Wenn die Teflonbeschichtung 21 auf der Welle 20 gebildet ist, können der Verschleiß und der Schaden an dem Gleitlager 30 aufgrund der Drehung der Welle 20 verringert werden, und die Haltbarkeit der Welle kann verbessert werden. Deshalb kann das Kältemittel stabil komprimiert werden, selbst wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor verwendet wird.
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Das Gleitlager 30 wird gewaltsam hin zu der Vorderseite des Kerbabschnitts 14 von der Hinterseite desselben eingepresst. Zu diesem Zweck wird das Einpressen des Gleitlagers 30 mithilfe einer separaten Presseinheit durchgeführt.
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Um die Reibung zwischen dem Gleitlager 30 und der Welle 20 zu verringern, ist das Gleitlager 30 aus einer gesinterten Legierung hergestellt, die durch Formpressen von Metallpulver mit einem spezifischen Zusammensetzungsverhältnis bei hohem Druck von mehreren Tonnen oder mehr, und dann Sintern desselben bei hoher Temperatur erhalten wird, anstatt ein separates Schmieröl oder eine Schmierölkomponente zu verwenden. In der Ausführungsform kann das Gleitlager 30 zum Beispiel aus einen Material hergestellt sein, das zu 89% aus Kupfer, 10% Zinn und 1% Graphit gebildet ist.
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Wenn das Gleitlager 30 aus der gesinterten Legierung hergestellt ist, wird das Gleitlager 30 durch Erwärmen eines Materials gebildet aus Kupfer, Zinn, und Graphit auf hohe Temperatur des Schmelzpunkts davon oder mehr hergestellt. Somit kann der Verschleiß des Gleitlagers 30 aufgrund der unmittelbaren Reibung mit der Welle 20 verringert werden und die Zugfestigkeit davon kann verbessert werden. Deshalb kann die strukturelle Sicherheit und Stärke des Gleitlagers 30 einheitlich beibehalten werden, selbst wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor für eine lange Zeit verwendet wird.
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Wenn das obige Material auf eine Temperatur von 700 bis 800°C erhitzt wird, um das Gleitlager 30 herzustellen, wird zunächst Zinn geschmolzen und somit Poren in dem Kupfer gebildet. In diesem Fall kann das Gleitlager 30 eine Luftporosität von zumindest 7% des Gesamtvolumens besitzen.
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Die Luftporosität ist ein Verhältnis von freiem Raum zum Gesamtvolumen des Gleitlagers 30. Die Luftporosität von zumindest 7% bedeutet, dass wenn das Gesamtvolumen des Gleitlagers 30 als 100% angenommen wird, das Verhältnis der Pore (freier Raum) zumindest 7% beträgt. Die Gesamtstärke des Gleitlagers 30 wird gemäß der Luftporosität verändert. Je mehr die Luftporosität erhöht wird, desto mehr nimmt die Stärke des Gleitlagers 30 ab, und je mehr die Luftporosität verringert wird, desto mehr nimmt die Stärke des Gleitlagers 30 zu.
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Wenn das Gleitlager 30 die Luftporosität eines spezifischen Prozentsatzes besitzt, kann die Schmierung auf dem Gleitlager 30 stabil durchgeführt werden, wenn die Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30, die in direkten Kontakt mit der Welle 20 gelangt, in dem anfänglichen Zustand nicht geschmiert ist, bei dem der doppelköpfige Taumelplattenkompressor in dem angehaltenen Zustand betrieben wird.
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Das Gleitlager 30 kann aus einem Material hergestellt sein, das zu 87% aus Kupfer, 10% aus Zinn und 3% aus Graphit gebildet ist. Die Stärke des Gleitlagers 30 kann gemäß dem Zusammensetzungsverhältnis von Kupfer und Graphit leicht verändert sein, jedoch kann der gleiche Effekt wie derjenige der oben-erwähnten Ausführungsform erhalten werden.
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Wie in der Zeichnung veranschaulicht, ist die Wellenbohrung 11, in die die Welle 20 eingesetzt wird, am Zentrum des Zylinderblocks 10 gebildet, und die Kolbenbohrungen 12 sind um die Wellenbohrung 11 herum angeordnet.
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Der Zylinderblock 10 beinhaltet die Kältemittelzufuhröffnungen 13, die hin zu den jeweiligen Kolbenbohrungen 12 von der Wellenbohrung 11 geöffnet sind, um Kältemittel dahindurch zu bewegen. Alle Kältemittelzufuhröffnungen 13 besitzen den gleichen Durchmesser und sind hin zu den jeweiligen Kolbenbohrungen 12 geöffnet.
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Die Kältemittelzufuhröffnungen 13 sind in dem Zustand geöffnet, in dem sie mit gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind. Entsprechend wird Kältemittel einheitlich den Kolbenbohrungen 12 zugeführt, die sich an verschiedenen Positionen befinden, gemäß der Drehung der Welle 20. Hier wird die detaillierte Beschreibung dessen zusammen mit der Beschreibung der Welle 20 erfolgen.
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Nachfolgend wird die Schmierbeziehung zwischen der Welle und dem Gleitlager gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert anhand der Zeichnungen beschrieben.
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In Bezugnahme auf 4A, in der anfängliche Phase, in der elektrische Leistung auf den doppelköpfigen Taumelplattenkompressor aufgebracht wird und sich die Welle 20 bei einer spezifischen Umdrehungszahl (UpM) dreht, werden die Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 und die Außenumfangsoberfläche der Welle 20 in einem nicht geschmierten Zustand gehalten. Jedoch wird die Schmierung zwischen der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 und der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 durch die Beschichtungsschicht durchgeführt, die auf der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 gebildet ist, um die Reibung dort dazwischen zu verringern.
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In Bezugnahme auf 4B, wenn sich die Welle 20 mit einer spezifischen Umdrehungszahl (UpM) nach dem Verstreichen der Zeit t1 dreht, wird Reibungswärme aufgrund der Reibung zwischen der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 und der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 erzeugt, und somit wird die Temperatur des Kontaktabschnitts dort dazwischen erhöht. Im Ergebnis strömt in dem Kältemittel enthaltenes Öl, welches in die in dem Gleitlager 30 gebildeten Poren eingeführt wird, nach außen zu der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30.
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In diesem Fall, da der Ölfilm zwischen der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 30 und der Welle 20 gebildet ist, kann die stabile Schmierung zwischen der Welle 20 und dem Gleitlager 30 mithilfe von in dem Kältemittel enthaltenem Öl verwirklicht werden, ohne ein separates Schmiermittel einzusetzen. Deshalb ist es möglich zu verhindern, dass die sich Kontaktoberfläche zwischen der Welle 20 und dem Gleitlager 30 aufgrund der zwischen diesen beiden erzeugten Reibung abnutzt und möglich die Widerstandsfähigkeit zu verbessern, selbst wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor über eine lange Zeit verwendet wird.
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Zur Information wird Öl, welches in die Poren, die in dem Gleitlager geformt sind, eingeführt oder von diesen abgleitet wird, gemäß einer Druckdifferenz für jede Position zwischen der Welle 20 und dem Gleitlager 30 ununterbrochen zirkuliert, wenn sich die Welle 20 dreht.
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In Bezugnahme auf 4C, wenn sich die Welle 20 dreht und dann anhält, wird in dem Kältemittel enthaltenes Öl in die Poren, die in dem Gleitlager 30 geformt sind, durch Kapillarwirkung eingeführt. Wenn sich die Welle 20 wieder dreht, wird das Öl aus den Poren, die in dem Gleitlager 30 gebildet sind, aufgrund von Reibungswärme abgeleitet und der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 zugeführt, um die Außenumfangsoberfläche der Welle 20 zu schmieren.
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Das Gleitlager 30 besitzt bevorzugt eine Luftporosität von 7% zur stabilen Schmierung mit der Welle 20, wie oben erläutert. Alternativ kann das Gleitlager 30 eine Luftporosität von 5% bis 20% des Gesamtvolumens besitzen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
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In Bezugnahme auf 2 oder 3 sind die Kältemittelableitungsöffnungen 24 an vorderen und hinteren Positionen beabstandet von der Kältemitteleinführungsöffnung 23 angeordnet, die an einer Seite des Zentrums der Welle 20 in der Längsrichtung der Welle angeordnet sind, und das Gleitlager 30 befindet sich in dem Zustand, bei dem es in Oberflächenkontakt mit der Außenumfangsoberfläche der Welle 20 steht, die mit den Kältemittelableitungsöffnungen 24 gebildet ist. Das Gleitlager 30 ist an einer Position angeordnet, in der die Kältemittelzufuhröffnungen 13 in der Wellenbohrung gebildet sind, um Kältemittel an die Kolbenbohrungen 12 entlang der Passage 22, die in der Welle 20 unter den Bewegungspfaden von Kältemittel in den doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gebildet sind, zuzuführen. Deshalb kann das Kältemittel stabil zu der Welle 20, dem Gleitlager 30 und den Kolbenbohrungen 12 bewegt werden.
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Insbesondere befindet sich die Kältemitteleinführungsöffnung 23 im Wesentlichen am Zentrum der Welle 20 in der Längsrichtung der Welle, und die Kältemittelableitungsöffnungen 24 zum Ableiten von zugeführtem Kältemittel sind von der Kältemitteleinführungsöffnung 23 um den im Wesentlichen gleichen Abstand beabstandet. Entsprechend können Kältemittel und Öl an die jeweiligen Kolben, die an beiden Enden des Zylinderblocks angeordnet sind, gleichmäßig zugeführt werden. Zudem wird in dem Kältemittel vermischtes Öl an der Innenwandoberfläche der Welle anhaften, wenn das Kältemittel in die Welle strömt, und wird von dem Kältemittel getrennt.
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Falls die Abstände zwischen den jeweiligen Kältemittelableitungsöffnungen und den Kältemitteleinführungsöffnungen voneinander verschieden sind, kann die Menge von in dem Kältemittel vermischten Öl, das aus den Kältemittelableitungsöffnungen abgeleitet wird, deutlich variieren. Da jedoch die Abstände zwischen den jeweiligen Kältemittelableitungsöffnungen und der Kältemitteleinführungsöffnung im Wesentlichen einander in der Ausführungsform gleich sind, kann die Trennmenge von Öl einheitlich sein. Durch eine solche Struktur kann ein Arbeitsmedium einheitlich in den in dem Kompressor bereitgestellten Zylindern verdichtet bzw. komprimiert werden. Zudem können zwei an beiden Enden des Zylinderblocks bereitgestellte Gleitlager eine einheitliche Schmierfähigkeit besitzen.
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Öl wird in die Zylinder nur eingeleitet, wenn sich die Kältemittelzufuhröffnungen 13 mit den Kältemittelableitungsöffnungen 24 überschneiden, und falls dies nicht der Fall ist, sind die Kältemittelableitungsöffnungen 24 der Innenoberfläche des Gleitlagers zugewandt. In diesem Fall werden das Kältemittel und das Öl, die zuvor in die Welle zugeführt wurden, an das Gleitlager durch die Kältemittelableitungsöffnungen abgeleitet, zusammen mit der Drehung der Welle. Ein Teil des in dem abgeleiteten Kältemittel vermischten Öls wird in die Poren, die in dem Gleitlager gebildet sind, eingeführt oder dem Gleitlager aufgebracht, weshalb die Schmierfähigkeit des Gleitlagers erhöht werden kann.
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Selbst in diesem Vorgang kann die Flussrate von dem Gleitlager zugeführten Öl einheitlich sein, weil die Abstände zwischen den jeweiligen Kältemittelableitungsöffnungen und der Kältemitteleinleitungsöffnung im Wesentlichen einander gleich sind. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass die Welle an ihren beiden Enden verschiedene Schmierfähigkeiten besitzt.
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Das Gleitlager 30 besitzt die Durchgangsöffnungen 32, die an Positionen entsprechend den Kältemittelzufuhröffnungen 13 geöffnet sind. Die Durchgangsöffnungen 32 sind an Positionen entsprechend den Kältemittelzufuhröffnungen 13 an dem Zentrum des Gleitlagers 30 geöffnet. Die Durchgangsöffnungen 32 sind gebildet, um Kältemittel durch sie hindurch zu bewegen, und werden in einem Zustand eingebracht, in dem der Zylinderblock 10 sich auf einer separaten Vorrichtung (nicht dargestellt) befindet.
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Da das Gleitlager 30 aus einer gesinterten Legierung hergestellt ist, wie oben beschrieben, wird die Stärke des Gleitlagers 30 von selbst aufrechterhalten. Entsprechend kann die Erzeugung von Graten verringert werden, wenn die Durchgangsöffnungen 32 eingebracht werden, und die Innen- und Außenumfangsoberflächen der Durchgangsöffnungen 32 können glatt sein, selbst nachdem die Durchgangsöffnungen 32 eingebracht werden. Deshalb ist es möglich, die Verarbeitbarkeit und die Bearbeitung durch einen Bediener zu verbessern und Ausfallraten zu reduzieren.
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Das Gleitlager 30 beinhaltet ein festes Schmiermittel, das wahlweise einen der folgenden Stoffe verwendet: Graphit, Glimmer, Talk, Borsäure, Zinkoxid, Bleioxid, Schwefel, Molybdän-Disulfid, Polytetra-Fluorethylen (PTFE), und sechseckige Borsäure (hBN), oder eine Kombination der Vorgenannten.
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Die Schmierung zwischen dem Gleitlager 30 und der Welle 20 kann stabil mithilfe von in dem Kältemittel enthaltenen Öl durch die Luftporosität der Gleitlagers 30 verwirklicht werden. Wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor jedoch in dem gestoppten Zustand betrieben wird, wird eines der obigen festen Schmiermittel wahlweise verwendet, um den doppelköpfigen Taumelplattenkompressor stabiler zu betreiben. In diesem Fall kann die Schmierung zwischen dem Gleitlager 30 und der Welle 20 stabil verwirklicht werden, ohne ein separates Schmiermittel zu verwenden, in der anfänglichen Phase in der die Welle 20 nicht geschmiert ist.
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Insbesondere da sowohl die Welle 20 als auch das Gleitlager 30 in der Ausführungsform ein festes Schmiermittel beinhalten, kann die Schmierung zwischen dem Gleitlager 30 und der Welle 20 stabil für eine bestimmte Zeit in einem Öl-freien Zustand verwirklicht werden. Entsprechend ist es möglich, den Schaden des Gleitlagers 30 aufgrund von Verschleiß und Reibung zu verhindern, bis in dem Kältemittel enthaltenes Öl dem Gleitlager 30 durch die Poren desselben zugeführt wird, und um dadurch die Schmierfähigkeit des Gleitlagers 30 zu verbessern.
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Der doppelköpfige Taumelplattenkompressor beinhaltet die vorderen und hinteren Gehäuse 2 und 3, die an der Vorder- und Rückseite des Zylinderblocks 10 montiert sind, und die Kompressionseinheit 4, welche das Kältemittel abhängig von der Drehung der Welle 20 komprimiert. Die Kompressionseinheit 4 beinhaltet die Taumelplatte 5, die in die Welle 20 eingesetzt ist, und die sich in den Kolbenbohrungen 12 abhängig von der Drehung der Taumelplatte 5 hin und her bewegenden Kolben 6.
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Die Taumelplatte 5 wandelt die Rotationskraft der Welle 20 in die Hin- und Her-Bewegung der Kolben 6 um. Die Taumelplatte 5 dreht sich zusammen mit der Drehung der Welle 20, und ist schräg in einer Richtung der Welle 20 angeordnet, wie in den Zeichnungen veranschaulicht.
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Nachfolgend wird ein doppelköpfiger Taumelplattenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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In Bezugnahme auf die 5 und 6 beinhaltet der mit Bezugszeichen 1a gekennzeichnete doppelköpfige Taumelplattenkompressor gemäß der Ausführungsform einen Zylinderblock 100, vordere und hintere Gehäuse 2 und 3, eine Welle 200, eine Taumelplatte 5, und ein Gleitlager 300. Der Zylinderblock 100 beinhaltet eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 120, die radial angeordnet sind, Kolben 6, die sich in den Kolbenbohrungen 120 hin- und her bewegen, und eine zylindrische Wellenbohrung 110, die zwischen den Kolbenbohrungen 120 angeordnet ist. Die vorderen und hinteren Gehäuse 2 und 3 sind jeweils an die Vorder- und Hinterseite des Zylinderblocks 100 gekoppelt, um die Ableitungskammern zu definieren. Die Welle 200 besitzt eine Passage 220, die darin gebildet ist, um so mit einem Ansaugraum, der zwischen den Ableitungskammern angeordnet ist, zu kommunizieren, und in den Ansaugraum eingeleitetes Kältemittel wird zu den Kolbenbohrungen 120 bewegt. Die Taumelplatte 5 ist schräg zu der Welle installiert und mit den Kolben 6 verbunden. Das Gleitlager 300 ist zwischen der Innenwand der Wellenbohrung 110 und der Welle 200 angeordnet und ist aus einem gesinterten Material hergestellt. Ein Raumabschnitt S ist zwischen der Außenumfangsfläche der Welle 200 und der Innenumfangsfläche der Wellenbohrung 110 definiert, und der Raumabschnitt S kommuniziert mit dem Ansaugraum.
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Die Konfigurationen des Zylinderblocks und der Welle in dem doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind denjenigen der obenstehend erwähnten Ausführungsform ähnlich. Die Welle ist stabil durch den Raumabschnitt S geschmiert, und den Verschleiß und Schaden daran zu verringern, und die Widerstandsfähigkeit davon kann verbessert werden, wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor für eine lange Zeit verwendet wird.
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Zu diesem Zweck hat der Zylinderblock 100 einen Kerbabschnitt 140, der vergleichsweise länger ist als die Länge des Gleitlagers 300 für die Einsetzung des Gleitlagers 300. Der Raumabschnitt S erstreckt sich zu dem Kerbabschnitt 140.
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Der Raumabschnitt S ist ein Raum, der zwischen der Außenumfangsoberfläche der Welle 200 und der Innenumfangsfläche der Wellenbohrung 110 definiert ist, und ist nach außen hin von der Welle 200 um einen vorgegebenen Abstand beabstandet. Da in dem Kältemittel, das durch den Raumabschnitt S eingeführt wurde, enthaltenes Öl zu dem Kerbabschnitt 140 bewegt wird, ist es möglich, die Welle 200 stabil zu schmieren und Verschleiß der Welle 200 während der Drehung derselben zu verhindern.
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Insbesondere kommuniziert der Raumabschnitt mit dem Ansaugraum, durch welchen zu komprimierendes Kältemittel eingeleitet wird. Das in den Ansaugraum eingeleitete Kältemittel beinhaltet Öl, und das Öl wird von dem Kältemittel getrennt, um in dem Ansaugraum gesammelt zu werden. Da der Raumabschnitt mit dem Ansaugraum kommuniziert, in dem eine große Menge an Öl vorhanden ist, kann das Öl reibungslos und effizient an den Raumabschnitt zugeführt werden, um so an den Kerbabschnitt verbracht zu werden. Deshalb kann das Gleitlager auf einfache Weise geschmiert werden.
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Eine Stufung 150 ist in dem Kerbabschnitt 140 gebildet, um so einer Oberfläche des Gleitlagers zugewandt zu sein und von dieser beabstandet zu sein, und ein in den Raumabschnitt S eingeleitetes Fluid strömt zu dem Gleitlager 300 über die Stufung 150. In diesem Fall, da Öl in einem Raum verbleibt, der zwischen der Stufung 150 und dem Gleitlager 300 definiert ist, kann die Schmierung stabil durchgeführt werden, selbst wenn die Welle 200 sich in dem Zustand dreht, in dem der doppelköpfige Taumelplattenkompressor 1a gestoppt ist. Deshalb kann die Widerstandsfähigkeit der Welle verbessert werden.
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Das Gleitlager 300 besitzt Durchgangsöffnungen 320, die an Positionen entsprechend den Kältemittelzufuhröffnungen 130 geöffnet sind. Die Durchgangsöffnungen 320 sind an Positionen entsprechend den Kältemittelzufuhröffnungen 130 an dem Zentrum des Gleitlagers 300 gebildet. Die Durchgangsöffnungen 320 sind gebildet, um Kältemittel dort hindurch zu bewegen, und werden in einem Zustand eingebracht, in dem sich der Zylinderblock 100 auf einer separaten Vorrichtung (nicht dargestellt) befindet.
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Da das Gleitlager 300 aus einer gesinterten Legierung hergestellt ist, ist die Stärke des Gleitlagers 300 selbst stabil aufrechterhalten. Entsprechend kann die Erzeugung von Graten verringert werden, wenn die Durchgangsöffnungen 320 eingebracht werden, und die Innen- und Außenumfangsoberflächen der Durchgangsöffnungen 320 können glatt sein, selbst nachdem die Durchgangsöffnungen 320 eingebracht sind. Deshalb ist es möglich, die Verarbeitbarkeit und Bearbeitbarkeit durch einen Bediener zu verbessern und Fehlerraten zu verringern.
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Nachfolgend wird ein doppelköpfiger Taumelplattenkompressor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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In Bezugnahme auf die 7 und 8 beinhaltet der mit Bezugszeichen 1b bezeichnete doppelköpfige Taumelplattenkompressor gemäß der Ausführungsform einen Zylinderblock 100a, vordere und hintere Gehäuse 2 und 3, eine Welle 200a, eine Taumelplatte 5, und ein Gleitlager 300a. Der Zylinderblock 100a beinhaltet eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 120a, die radial angeordnet sind, Kolben 6, die sich in den Kolbenbohrungen 120a hin und her bewegen, und eine zylindrische Wellenbohrung 110a, die zwischen den Kolbenbohrungen 120a angeordnet ist. Die vorderen und hinteren Gehäuse 2 und 3 sind jeweils an die Vorder- und Hinterseite des Zylinderblocks 100a gekoppelt, um Ableitungskammern zu definieren. Die Welle 200a besitzt eine Passage 220a, die darin gebildet ist, im mit einem Ansaugraum zu kommunizieren, der zwischen den Ableitungskammern angeordnet ist, und in den Ableitungsraum eingebrachtes Kältemittel wird an die Kolbenbohrungen 120a verbracht. Die Taumelplatte 5 ist schräg zu der Welle 200a installiert und ist mit den Kolben 6 verbunden. Das Gleitlager 300a ist zwischen der Innenwand der Wellenbohrung 110a und der Welle 200a angeordnet und ist aus einem Material hergestellt, das zu 89% aus Kupper, 10% Zinn, und 1% Graphit gebildet ist, und besitzt eine Luftporosität von zumindest 7% des Gesamtvolumens.
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Die Konfigurationen des Zylinderblocks 100a und der Welle 200a in dem doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der Ausführungsform sind denjenigen der oben-erwähnten Ausführungsform ähnlich. In der Ausführungsform ist das Gleitlager 300a aus einem Material hergestellt, das aus einem spezifischen Verhältnis von Kupfer, Zinn, und Graphit gebildet ist, und besitzt eine Luftporosität von zumindest 7%, mit der Folge, dass das Gleitlager 300a eine spezifische Stärke aufweisen kann. Deshalb, auch wenn die Reibung zwischen der Welle 200a und dem Gleitlager 300a für eine lange Zeit erzeugt wird, können die Angelegenheiten, die sich auf den Verschleiß zwischen ihnen beziehen, verringert werden und die Schmierung zwischen ihnen kann stabil verwirklicht werden.
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Entsprechend, da der Verschleiß und Schaden an dem Gleitlager 300a verhindert werden, ist es möglich, die Schmierfähigkeit des Gleitlagers 300a zu verbessern, um die Reibung zu verringern und die Welle 200a stabil drehen zu können.
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Das Gleitlager 300a besitzt Durchgangsöffnungen 320a, die an Positionen entsprechend den Kältemittelzufuhröffnungen 130a geöffnet sind. Die Durchlassöffnungen 320a sind an Positionen geöffnet, die den Kältemittelzufuhröffnungen 130 an dem Zentrum des Gleitlagers 300a entsprechen. Die Durchgangsöffnungen 320a sind gebildet, um Kältemittel dorthindurch zu bewegen, und werden in einem Zustand eingebracht, in dem der Zylinderblock 100a sich an bzw. auf einer separaten Vorrichtung befindet (nicht dargestellt).
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Da das Gleitlager 300a aus einer gesinterten Legierung hergestellt ist, wird die Stärke des Gleitlagers 300a an sich stabil beibehalten. Entsprechend kann die Erzeugung von Graten verringert werden, wenn die Durchgangsöffnungen 320a eingebracht werden, und die Innen- und Außenumfangsoberflächen der Durchgangsöffnungen 320a können glatt sein, selbst nachdem die Durchgangsöffnungen 320a eingebracht sind. Deshalb ist es möglich, die Verarbeitbarkeit und die Bearbeitbarkeit durch einen Bediener zu verbessern und Defektraten zu verringern.
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Bei einem doppelköpfigen Taumelplattenkompressor gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Kältemittel nur dann bewegt, wenn die Positionen der Kältemittelableitungsöffnungen 24, 240, oder 240a mit den Positionen der Durchgangsöffnungen 32, 320, oder 320a übereinstimmen, die in dem Gleitlager 20, 300 oder 300a gebildet sind, während der Drehung einer Welle 20, 200 oder 200a. Deshalb wird eine große Menge an Kältemittel an eine Vielzahl von Kolbenbohrungen 12, 120 oder 120a zugeführt, wenn die Positionen der Kältemittelableitungsöffnungen 24, 240 oder 240a mit den Positionen der Durchgangsöffnungen 32, 320 oder 320a gemäß der Drehgeschwindigkeit der Welle 20, 200 oder 200a übereinstimmen.
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Die Kältemittelableitungsöffnungen 24 und die Durchgangsöffnungen 32 haben bevorzugt einen ähnlichen oder identischen Durchmesser, um Kältemittel stabil zuzuführen. Durch eine solche Struktur kann das Kältemittel gleichzeitig bewegt und komprimiert werden, und somit ist es möglich, gleichzeitig eine Verbesserung der Betriebseffizient des doppelköpfigen Taumelplattenkompressors und die stabile Bewegung des Kältemittels zu erreichen.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Erfindung wird ein Gleitlager, das in einen Zylinderblock eingesetzt wird und der Verschließ, der aufgrund der unmittelbaren Reibung mit einer Welle erzeugt wird, auf verschiedene Weisen hergestellt, und wird in dem Zylinderblock montiert.
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In Bezugnahme auf 9 umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks gemäß der Ausführungsform einen Schritt (ST100) des Herstellens eines Zylinderblocks, der eine Vielzahl von radial angeordneten Kolbenbohrungen, sich in den Kolbenbohrungen hin und her bewegenden Kolben, und eine zylindrische Wellenbohrung, die zwischen den Kolbenbohrungen angeordnet ist, beinhaltet, einen Schritt (ST200) des Einsetzens eines Gleitlagers, das aus einem gesinterten Material hergestellt ist, in jedes der beiden Enden der Wellenbohrung, und einen Öffnungseinbringungsschritt (ST300), in dem Durchgangsöffnungen in dem Gleitlager durch Einbringen von Öffnungen gebildet werden in einem Zustand, in dem das Gleitlager in die Wellenbohrung eingesetzt ist, während die Wellenbohrung mit den Kolbenbohrungen in dem Zylinderblock kommuniziert.
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Da der Zylinderblock eine komplizierte Welle besitzt, wird der Zylinderblock mithilfe von Druckgießen gebildet, das durch Eingießen eines geschmolzenen Metalls in eine vorbereitete Gussform durchgeführt wird.
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Nachdem der Zylinderblock durch das Druckgießen gebildet ist, wird der Zylinderblock wärmebehandelt bei einer vorgegebenen Temperatur in einer Kammer (nicht dargestellt), um die kristalline Struktur davon zu stabilisieren. Ein Bohrverfahren wird an dem Zylinderblock durchgeführt, um die Wellenbohrung zu bilden, in welche eine Welle eingesetzt wird.
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Für das Bohrverfahren, nachdem der Zylinderblock sich auf bzw. an einer ortsfesten Vorrichtung befindet, wird die Wellenbohrung eingebracht, um so eine erste Einbringungslänge in der nach innen gerichteten Richtung der Welle zu haben (ST110). Die erste Einbringungslänge wird gebildet, um vergleichsweise länger zu sein als die Länge des Gleitlagers, wodurch verhindert wird, dass das Ende des Gleitlagers nach außen des Zylinderblocks exponiert ist, wenn das Gleitlager in die Wellenbohrung eingesetzt ist.
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In diesem Fall wird die erste Einbringungslänge gebildet, um vergleichsweise länger zu sein als die Länge des Gleitlagers, und kann numerisch N mm oder mehr betragen.
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Zudem wird die Wellenbohrung derart eingebracht, dass eine erste Innendurchmesser-Toleranz zwischen dem Außendurchmesser des Gleitlagers und dem Innendurchmesser der Wellenbohrung (ST120), beibehalten wird und die erste Innendurchmesser-Toleranz ist in einem Bereich von etwa 0,01 mm. Dementsprechend, da das Gleitlager in die Wellenbohrung eingepresst wird, um stabil gehalten zu werden, wird der eingesetzte Zustand des Gleitlagers in die Wellenbohrung stabil beibehalten, unabhängig von der Drehung der Welle. Somit können die Kopplungseigenschaften des Gleitlagers verbessert werden und die Toleranz dessen kann genau gesteuert werden. Deshalb kann die Produktion des Zylinderblocks verbessert werden und die Produktqualität kann einheitlich beibehalten werden.
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Das Gleitlager ist aus einer gesinterten Legierung hergestellt. Zum Beispiel wird das Gleitlager bei einem Zusammensetzungsverhältnis von 89% Kupfer, 10% Zinn und 1% Graphit oder 87% Kupfer, 10% Zinn und 3% Graphit hergestellt.
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Das Gleitlager wird durch Formpressen von Metallpulver gebildet aus Kupfer, Zinn und Graphit bei hohem Druck von mehreren Tonnen oder mehr hergestellt, und dann Versintern desselben bei einer hohen Temperatur. Wenn das Gleitlager durch ein Herstellungsverfahren mithilfe einer gesinterten Legierung gebildet wird, kann der Verschleiß des Gleitlagers aufgrund der unmittelbaren Reibung mit der Welle verringert werden und die Zugfestigkeit davon kann verbessert werden. Deshalb, auch wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor für eine lange Zeit verwendet wird, kann die strukturelle Sicherheit und Stärke des Gleitlagers einheitlich beibehalten werden.
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Das Gleitlager besitzt eine Luftporosität von zumindest 7% des Gesamtvolumens davon, und in dem Kältemittel enthaltenes Öl kann durch in dem Gleitlager gebildete Poren eingeführt oder abgeleitet werden. Entsprechend, wenn Reibungswärme aufgrund der Reibung zwischen dem Gleitlager und der Welle erzeugt wird, bildet sich zwischen der Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers und der Außenumfangsoberfläche der Welle zur stabilen Schmierung zwischen letzteren eine Ölschicht. Deshalb kann der Verschleiß und Schaden des Gleitlagers verringert werden, selbst wenn der doppelköpfige Taumelplattenkompressor für eine lange Zeit verwendet wird.
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Um das Gleitlager in die Wellenbohrung (ST200) einzusetzen, wird das Gleitlager in die Wellenbohrung durch Pressen in dem Zustand eingepresst, in dem das Gleitlager teilweise in die Wellenbohrung eingesetzt ist. In diesem Fall, da das Gleitlager eingebracht wird, um so eine Außendurchmesser-Toleranz von etwa 0,01 mm zu haben, wird der eingepresste Zustand des Gleitlagers in die Wellenbohrung beibehalten. Deshalb, selbst wenn die Welle bei einer spezifischen Umdrehungszahl pro Minute gedreht wird, wird das Gleitlager nicht von der Wellenbohrung separiert.
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Die Öffnungen werden eingebracht, nachdem das Gleitlager in die Wellenbohrung eingesetzt wurde (ST300). Da die Kolbenbohrungen umlaufend um die Wellenbohrung herum angeordnet sind, werden die Öffnungen eingebracht, um so in der Längsrichtung des Gleitlagers geneigt zu sein. Bei dem Öffnungsverarbeitungsschritt (ST300) werden die Öffnungen bei einem Neigungswinkel von 70° oder 65 bis 75° eingebracht.
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Zudem, da die Öffnungen gleichzeitig in die Wellenbohrung und die Kolbenbohrungen eingebracht werden, wenn die Durchgangsöffnungen in dem Gleitlager gebildet werden, werden die Öffnungen für die Bewegung von Kältemittel gleichzeitig gebildet, anstatt einzeln gebildet zu werden. Deshalb kann die Verarbeitbarkeit und die Bearbeitbarkeit verbessert werden und die Abmessungsgenauigkeit der miteinander kommunizierenden Öffnungen kann verbessert werden, wodurch die Erzeugung von Fremdpartikeln verringert werden.
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Zudem, da das Gleitlager aus einer gesinterten Legierung hergestellt ist, können die obigen Effekte erzielt werden, und die stabile Bedienung und Widerstandsfähigkeit des doppelköpfigen Taumelplattenkompressors kann verbessert werden.
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Nachdem der auf eine solche Weise bearbeitete Zylinderblock durch einen Gabelstapler oder ein separates Transportmittel bewegt wurde, werden die oberen, unteren und seitlichen Oberflächen des Zylinderblocks grob bearbeitet. Nachfolgend, nachdem die vorderen und hinteren Zylinderblöcke (nicht dargestellt) zusammengebaut wurden, werden die Wellenbohrung und die Kolbenbohrungen genau eingebracht.
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Nachdem Fremdkörper von der Oberfläche des Zylinderblocks durch separate Wasch- und Trockenverfahren entfernt wurden, wird die Oberfläche des durch Druckgießen erzeugten Zylinderblocks imprägniert (ST400).
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Der Zylinderblock wird in einen Behälter eingetaucht, der mit einem Flüssigharz gefüllt ist, (ST410), und dann nach außen entnommen. In diesem Fall wird verhindert, dass Kältemittel ausströmen oder lecken kann, da feine auf der Oberfläche des Zylinderblocks verbleibende Poren mit Harz gefüllt werden.
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Entsprechend, selbst wenn die Welle für eine lange Zeit gedreht wird und Kältemittel durch die Kolbenbohrungen bewegt wird, kann der doppelköpfige Taumelplattenkompressor stabil genutzt werden.
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In der Ausführungsform ist das Gleitlager aus einem Material hergestellt, das aus 89% Kupfer, 10% Zinn und 1% Graphit gebildet ist, und eine Luftporosität von zumindest 7% des Gesamtvolumens besitzt. Da die Effekte davon oben beschrieben wurden, wird von einer detaillierten Beschreibung dessen hier abgesehen.
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Nachfolgend werden der Zylinderblock und die in dem Zylinderblock gebildeten Poren gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der vergrößerten Zeichnung beschrieben.
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In Bezugnahme auf 10, wenn das Gleitlager 30, 300 oder 300a gemäß der Ausführungsform aus einem gesinterten Material hergestellt ist, kann man sehen, dass Poren mit unspezifischen Größen und Formen in dem Gleitlager gemäß dem Ergebnis des Selbst-Überprüfens des Querschnitts des Gleitlagers mithilfe eines Elektronenmikroskops verteilt sind. Deshalb, wenn in dem Kältemittel enthaltenes Öl in den Poren verbleibt oder während der Drehung der Welle Wärme übertragen wird, kann das Öl von den Poren an die Welle abgeleitet werden und somit kann die Welle stabil geschmiert werden. Verschiedene Ausführungsformen wurden in dem besten Modus zum Ausführen der Erfindung beschrieben.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann auf einen doppelköpfigen Taumelplattenkompressor angewandt werden, der mit einem Gleitlager ausgestattet ist.
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Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf die veranschaulichenden Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es einem Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Variationen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung, wie in den nachfolgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
