DE69635002T2 - Kolbenkompressor - Google Patents

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Masafumi Kariya-shi KATO
Akichika Kariya-shi ITO
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Kompressor (z.B. US-A-565641) nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Hubkolbenkompressor, wie z.B. der in 10 gezeigte, ist typischerweise in Klimaanlagen für Fahrzeuge und Ähnliches eingesetzt. Dieser Kompressor weist ein paar Zylinderblöcke 30 und 31 auf, die miteinander kombiniert sind. Eine Taumelscheibenkammer 32 ist zwischen diesen Zylinderblöcken 30 und 31 definiert. Gehäuse 35 und 36 sind an den äußeren Endflächen der Zylinder 30 und 31 über Ventilscheiben 33 bzw. 34 angebracht. Eine Einlasskammer 36 und eine Abgabekammer 37 sind zwischen der Ventilscheibe 33 und dem Gehäuse 35 und ebenfalls zwischen der Ventilscheibe 34 und dem Gehäuse 36 definiert.
  • Die Antriebswelle 39 ist in diesen Zylinderblöcken 30 und 31 drehbar gelagert. Eine als Nocke dehnende Taumelscheibe 40 ist in der Taumelscheibenkammer 32 an der Antriebswelle 39 befestigt. Eine Vielzahl Paare Zylinderbohrungen 41 und 42 sind in den Zylinderblöcken 30 und 31 um die Antriebswelle 39 definiert. Ein Doppelkopfkolben 43 ist in jedem Paar Zylinderbohrungen 41 und 42 aufgenommen. Schuhe 44, die als Nockenfolger dienen, sind zwischen der Taumelscheibe 40 und jedem Kolben 43 angeordnet. Jeder Schuh 44 weist eine gleitende Oberfläche 45 auf, die in gleitender Berührung mit der Vorderfläche oder Rückfläche der Taumelscheibe 40 ist, und eine kugelige Oberfläche 47, die in gleitender Berührung mit einer Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 ist.
  • Bei dem oben beschriebenen Kompressor wird jeder Kolben 43 in den Zylinderbohrungen 41, 42 über die Schuhe 44 unter Betätigung der Taumelscheibe 40 hin- und herbewegt, wenn die Taumelscheibe 40 mit der Drehung der Antriebsschwelle 39 gedreht wird. Wenn der Kolben 43 hin- und herbewegt wird, wird aus der Einlasskammer 37 ein Kältemittelgas in die Zylinderbohrungen 41 und 42 eingebracht, da sich jeder Kolben 43 von den oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt bewegt. Dann wird das in die Zylinderbohrungen 41 und 42 eingebrachte Kältemittelgas verdichtet, da sich der Kolben 43 von dem unteren Todpunkt zu dem oberen Todpunkt bewegt, und wird in die Abgabekammer 38 abgegeben.
  • Im Allgemeinen wird, um die Abgabekapazität eines Kompressors zu vergrößern, das Vergrößern der Größe der Zylinderbohrungen 41 und 42 und das Vergrößern der Größen der Kolben 43, Taumelscheibe 40 und Schuhe 44 in Erwägung gezogen. Die Kolben 43 und Taumelscheibe 40 sind allgemein aus einer leichten Aluminiumlegierung oder ähnlichem hergestellt. Jedoch können sich diese Teile festfressen, die aus demselben metallischen Werkstoff hergestellt sind. dementsprechend sind aus einem Eisenwerkstoff hergestellte Schuhe 44 zwischen den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 angeordnet, um ein Festfressen zwischen den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 zu verhindern. Da jedoch Eisenmetalle ein hohes spezifisches Gewicht haben, erhöht das Vergrößern der Größe der Schuhe 44 das Gesamtgewicht des Kompressors.
  • Unter der Annahme, dass nur die Größe der Kolben 43 und die der Taumelscheibe 40 vergrößert wird, ohne die Größe der Schuhe 44 zu ändern, um die Abgabekapazität zu vergrößern. Wenn jedoch die Abgabekapazität vergrößert wird, wird die auf die Kolben 43 über die Schuhe 44 angewendete Kraft auf die Taumelscheibe 40 ebenfalls erhöht. Dementsprechend wird die Kraft erhöht, die pro Flächeneinheit der kugeligen Fläche 47 und der gleitenden Flächen 45 der Schuhe 44 angewendet wird, wenn die Größe der Schuhe 44 unverändert bleibt. Folglich wird der Gleitwiderstand zwischen der kugeligen Fläche 47 der Schuhe 44 und der Aufnahmeaussparung 46, die in den Kolben 43 definiert ist, und der Gleitwiderstand zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 erhöht.
  • Falls der Gleitwiderstand zwischen den kugeligen Flächen 47 der Schuhe 44 und der Aufnahmeaussparung 46 der Kolben 43 erhöht wird, können sich die Schuhe 44 nicht glatt entlang der inneren Flächen der Schuhhaltenden Aussparungen 46 bewegen. Die Schuhe werden durch die Taumelscheibe 40 innerhalb der Aufnahmeaussparungen 46 bewegt. Falls sich die Schuhe nicht glatt bewegen können wird die zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 angewendete Kraft erhöht, was den Gleitwiderstand zwischen den Gleitflächen 45 der Schuhe 44 und der Taumelscheibe 40 weiter erhöht.
  • Bei dem oben beschriebenen Kompressor wird ein Kältemittelgas von einem externen Kältemittelkreislauf über die Taumelscheibenkammer 32 in die Einlasskammer 37 eingebracht. Das in die Taumelscheibenkammer 32 eingebrachte Kältemittelgas kühlt jedes Teil in der Taumelscheibenkammer 32 und verhindert ebenfalls eine Schwingung, die durch das Einbringen des Kältemittelgases in die Zylinderbohrungen 41 und 42 verursacht wird. Jedoch wird R134a (CF3CH2F) als Kältemittelgas eingesetzt, dass kein Chlor enthält. Dieses Gas zerstört die stratosphärische Ozonschicht nicht. Chlor wird als ein Hochdruckzusatz verwendet. Ein „Hochdruckzusatz„ ist eine Substanz, die mit der Oberfläche eines Metalls reagiert, und einen metallischen Verbundfilm bildet, um Reibungswiderstand zu verringern. Das in die Taumelscheibenkammer 32 eingebrachte Kältemittel wäscht durch seine eigene Handlung an den Flächen der Taumelscheibe 40 und anderen Teilen angebrachte Schmiermittel weg, so dass eine Schmierung zwischen den Schuhen 44 und den Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 nicht einfach erreicht wird. In solchen Fällen gibt es einen großen Gleitwiderstand, wenn als Hochdruckzusatz dienendes Chlor in den Kältemittelgasmolekülen nicht vorhanden ist.
  • Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Hubkolbenkompressor bereit zu stellen, der den Gleitwiderstand bei den Nocken-Kolben-Verbindungen verringert.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung weist Zylinderblöcke auf, die Zylinderbohrungen enthalten. Eine Antriebswelle ist drehbar in den Zylinderblöcken gelagert. Eine Nocke ist an der Antriebswelle angebracht, um mit dieser gemeinsam drehbar zu sein. Ein Kolben ist gleitbar in den Zylinderbohrungen aufgenommen. Ein Nockenfolger ist gleitbar zwischen dem Kolben und der Nocke gehalten. Wenn die Nocke dreht, wird der Kolben über den Nockenfolger hin- und herbewegt. Der Kolben ist aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt. Der Kolben enthält einen Aufnahmeabschnitt zum gleitbaren Aufnehmen des Nockenfolgers in sich. Eine Ummantelungsschicht, die Zinn als Hauptbestandteil enthält, ist bei dem Aufnahmeabschnitt des Kolbens ausgebildet.
  • Deswegen reduzieren die bei den Aufnahmeabschnitten der Kolben ausgebildeten Ummantelungsschichten gemäß der vorliegenden Erfindung einen Gleitwiderstand zwischen den Aufnahmeabschnitten der Kolben und den Nockenfolgern. Entsprechend können die Nockenfolger glatt in den Aufnahmeabschnitten des Kolbens gleiten, sogar falls eine Verknappung eines Schmiermittels in dem Kompressor auftritt. Somit kann die Nocke die Nockenfolger mit einer kleinen Kraft bewegen. Folglich kann die Last reduziert werden, die zwischen den Nockenfolgern und der Nocke wirkt, um den Gleitwiderstand zwischen diesen zu verringern.
  • Der Kompressor umfasst: einen eine Zylinderbohrung enthaltenden Zylinderblock; eine drehbar in dem Zylinderblock gelagerte Antriebswelle; eine an der Antriebswelle angebrachte Nocke, um mit dieser zusammen zu drehen; einen gleitbar in der Zylinderbohrung aufgenommenen Kolben; einen gleitbar zwischen dem Kolben und der Nocke positionierten Nockenfolger; wobei der Kolben über den Nockenfolger hin- und herbewegt wird, wenn die Nocke gedreht wird; der Kolben aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist und einen Aufnahmeabschnitt aufweist, um darin den Nockenfolger gleitbar aufzunehmen, wobei eine Zinn als Hauptbestandteil aufweisende bei dem Aufnahmeabschnitt des Kolbens ausgebildet ist.
  • Außerdem kann der Kolben aus einer Eisenmetallmatrix hergestellt sein und einen ersten, gleitbar in dem Kolben zurückgehaltenen Gleitabschnitt aufweisen, und einen mit der Nocke in Berührung zu bringenden zweiten Gleitabschnitt; wobei zumindest einer, nämlich der erste Gleitabschnitt oder der zweite Gleitabschnitt eine Zinn als Hauptbestandteil aufweisende Ummantelungsschicht aufweist.
  • Der Kompressor kann einen Kolben umfassen, der einen äußeren Umfang aufweist, der mit dem inneren Umfang der Zylinderbohrung in Gleitkontakt zu bringen ist, und die Ummantelungsschicht ist ebenfalls auf dem äußeren Umfang des Kolbens ausgebildet.
  • Die Nocke kann einen mit dem Nockenfolger in Gleitkontakt zu bringenden Gleitabschnitt aufweisen, wobei eine Zinn als Hauptbestandteil aufweisende Ummantelungsschicht bei dem Gleitabschnitt ausgebildet ist.
  • Die Nocke kann darüber hinaus in Gleitkontakt mit dem zweiten Gleitabschnitt des Nockenfolgers zu bringen sein, wobei eine Zinn als Hauptbestandteil aufweisende Ummantelungsschicht bei dem Gleitabschnitt ausgebildet ist.
  • Die erwähnte Ummantelungsschicht kann zumindest ein Metall enthalten, dass aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kupfer, Nickel, Zink, Blei und Indium besteht.
  • Der Nockenfolger kann ein Schuh sein, der eine kugelige Oberfläche aufweist und der Aufnahmeabschnitt des Kolbens ist eine Aussparung, die die kugelige Oberfläche des Schuhs gleitbar in sich aufnimmt.
  • Die Ummantelungsschicht kann eine Art eines festen Schmiermittels enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus einem Fluorharzpulver, einem Molybdendisulfitpulver, einem Kohlenstoffpulver und einem Bornitridpulver besteht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines passenden Abschnittes eines Taumelscheibenbauartkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen Kolben in der ersten Ausführungsform;
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines passenden Abschnitts des Kolbens;
  • 4 ist ein Diagramm und zeigt Messergebnisse der Zeit bis zum Festfressen, das bei der ersten Ausführungsform aufgetreten ist;
  • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines passenden Abschnittes eines Taumelscheibenkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 ist ein Diagramm und zeigt Messergebnisse von der Zeit bis zu einem Festfressen, das bei der zweiten Ausführungsform aufgetreten ist;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht und zeigt einen Wellennockenbauartkompressor gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines passenden Abschnittes eines Nockenfolgers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines passenden Abschnittes einer Taumelscheibe gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
  • 10 ist eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibenbauartkompressors gemäß Stand der Technik.
  • Bevorzugte Verfahren zum Ausführen der Erfindung
  • (erste Ausführungsform)
  • Ein Taumelscheibenbauartkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Es sollte hier angemerkt werden, dass die mechanische Konstruktion des Kompressors der ersten Ausführungsform im Wesentlichen gleich ist, wie die des in 10 gezeigten Kompressors, der mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde. Deswegen sind ähnliche oder gleiche Bauteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor, mit denselben Bezugszeichen entsprechend bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen. Deswegen werden nur Unterschiede zu dem in 10 gezeigten Kompressoren beschrieben.
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt, weist bei dem Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform, ungleich dem in 10 gezeigten Kompressor, jeder Kolben 1 eine Ummantelungsschicht 6 auf, die als Hauptkomponente Zinn aufweist und über dessen gesamte Oberfläche ausgebildet ist. Jeder Kolben 1 hat ein paar Aufnahmeaussparungen 2 die kugelige Flächen von Schuhen 44 gleitbar aufnehmen.
  • Der Kolben 1 besteht aus einem Hauptkörper 5, der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist, und einer über die gesamte Oberfläche des Hauptkörpers 5 gebildeten Ummantelungsschicht 6. Als Aluminiumlegierung kann z.B. eine Al-Si-Legierung oder eine Al-Si-Cu-Legierung passend eingesetzt werden. Der Hauptkörper 5 bevorzugt eine Aluminiumlegierungsmatrix, die harte Partikel enthält. Solch eine Aluminiumlegierung ist durch eine Aluminium-Hochsiliziumlegierung typisiert. Die Aluminium-Hochsiliziumlegierung enthält ungefähr 10 bis 30 Gewichtsprozent Silizium. Wenn die Aluminium-Hochsiliziumlegierung einen Siliziumanteil aufweist, der das Niveau nicht übersteigt, bei dem ein eutektisches Gemisch gebildet wird, kann das Silizium in Form von eutektischem Silizium vorhanden sein (d.h. die harten Partikel). Bei der ersten Ausführungsform ist der Hauptkörper 5 des Kolbens 1 aus einer Matrix von Aluminium-Hochsiliziumlegierung 4 hergestellt, die 12 Gewichtsprozent Silizium 3 enthält.
  • Nebenbei sind andere Werkstoffe, die harte Partikel enthalten, ein Al-Mn intermetallischer Verbund, ein Al-Si-Mn intermetallischer Verbund, ein Al-Fe-Mn intermetallische Verbund und ein Al-Cr intermetallischer Verbund, wobei diese Werkstoffe als Matrix des Hauptkörpers 5 verwendet werden können.
  • Außerdem sind in der ersten Ausführungsform die Schuhe 44 aus einem SUJ2 Werkstoff ( ein Stahlwerkstoff für ein Hochkohlenstoffgehaltchromlager) hergestellt, der durch JIS spezifiziert ist, während die Taumelscheibe 40 aus eine Aluminium-Hochsilizium-Legierung hergestellt ist.
  • Die Kolben 1, die in dem Kompressor der ersten Ausführungsform eingesetzt werden, können passend ausgewählt, zum Beispiel aus den Beispielen 1 bis 9, die verschiedene Bauarten von entsprechenden Ummantelungsschichten 6 aufweisen, wie unten beschrieben. Die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 werden einer nach dem anderen beschrieben. In den Beispielen 1 bis 9 bestehen die Hauptkörper 5 der Kolben 1 aus derselben Konstruktion, wo beide Ummantelungsschichten 6 verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
  • (Beispiel 1)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 1 weist eine dünnekupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Diese Ummantelungsschicht 6 wird wie folgt gebildet. Der gesamte Hauptkörper 5 wird in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,012 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats enthält, und bei 60 bis 80°C gehalten, um auf der Oberfläche des Hauptkörpers 5 einen stromlosen Überzug zu bewirken. Folgend wird der Hauptkörper 5 aus der wässrigen Lösung herausgenommen und gespült. Auf diese Weise wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 gebildet, wobei die Aufnahmeaussparungen 2 enthalten sind, die die Schuhe 44 berühren. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Kupfer und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
  • (Beispiel 2)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 2 weist eine Zinn-Nickeleutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Nickel als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung eingesetzt wird, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Nickelchlorids enthält, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 98 Gewichtsprozent Zinn und 2 Gewichtsprozent Nickel und weist eine Dicke von 1 μm auf.
  • (Beispiel 3)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 3 weist eine Zinn-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 6 über die gesamte Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Zink und weist eine Dicke von 1 μm auf.
  • (Beispiel 4)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 4 weist eine Zinn-Bleieutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Blei als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Potassiumsstannats und 0,007 Gewichtsprozent eines Bleisulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 95 Gewichtsprozent Zinn und 5 Gewichtsprozent Blei und weist eine Dicke von 2 μm auf.
  • (Beispiel 5)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 5 weist eine Zinn-Indiumeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht als Zinn und Indium als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Potassiumstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Indiumsulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Indium und weist eine Dicke von 1 μm auf.
  • (Beispiel 6)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 6 weist eine Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf, die nur Zinn enthält. Insbesondere wird eine Plattierungsschicht aus reinem Zinn als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 weist eine Dicke von 1,5 im auf.
  • (Beispiel 7)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 7 weist als Ummantelungsschicht 6 eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht auf, die ein Fluorkunstharzpulver als festes Schmiermittel enthält. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer, die ein Fluorkunstharzpulver enthält, als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumstannats, 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 1,0 Gewichtsprozent eines Fluorkunstharzpulvers enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 99 Gewichtsprozent Zinn, 0,9 Gewichtsprozent Kupfer und 0,1 Gewichtsprozent Fluorkunstharzpulver und weist eine Dicke von 1,4 μm auf.
  • (Beispiel 8)
  • Während der Kolben 1 des Beispiels 8 eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht wie die Ummantelungsschicht 6 im Beispiel I aufweist, wird die Ummantelungsschicht 6, die durch eine chemische Plattierungsbehandlung auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten wird, einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 150°C für eine Stunde ausgesetzt.
  • (Beispiel 9)
  • Der Kolben 1 des Beispiels 9 weist eine Zinn-Kupfer-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 6 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn-Kupfer und Zink als Ummantelungsschicht 6 über der gesamten Oberfläche des Kolbens 1 mit den Aufnahmeaussparungen 2 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 0,003 Gewichtsprozents eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 6 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn, 1,5 Gewichtsprozent Kupfer und 1,5 Gewichtsprozent Zink und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
  • Die vorliegenden Erfinder führten den folgenden Test durch, um so die Antifestfresseigenschaften von die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 entsprechend einsetzenden Kompressoren zu bestätigen. Bei diesem Test wurde die Zeit bis zum Festfressen zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 44 gemessert, während jeder Kompressor, der in einer Automobilklimaanlage eingebaut war, unter schwierigen Bedingungen betrieben wurde (bei denen kein Schmierstoff in dem Kompressor vorhanden war). Die Kompressoren wurden bei diesem Test unter den folgenden Bedingungen betrieben; Einlassdruck: –0,5 Kg/cm2, Abgabedruck: 3 kg/cm2, Umdrehungen der Antriebswelle 39: 1000 rpm. Außerdem waren die Schuhe 44 aus einem SUJ2 (JIS) Werkstoff hergestellt und die Taumelscheiben 40 waren aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung hergestellt. Außerdem wurde bei der Durchführung dieses Tests ein Kompressor eingesetzt, der Kolben einsetzt, die nur aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung 4 hergestellt waren, die 12 Gewichtsprozent Silizium 3 enthält, d.h. Kolben ohne Ummantelungsschicht 6, als Vergleichsbeispiel bereitgestellt und auf gleiche Weise wie oben beschrieben getestet.
  • 4 ist ein Diagramm und zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs. Die in 4 gezeigten Versuchsergebnisse zeigen dass das Festfressen zwischen den Schuhen 44 und den Taumelscheiben 40 unter schwierigen Einsatzbedingungen in den Kompressoren viel länger dauert, die die Kolben 1 der Beispiele 1 bis 9 einsetzen, die die Ummantelungsschichten 6 einsetzen, wenn mit dem Kompressor des Vergleichsbeispiels verglichen. Im Detail zeigt der Kompressor, der die Kolben 1 des Beispiels 1 eingebaut hat, wobei jeder eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht aufweist, die beste Anti-Festfressleistung.
  • Wie oben beschrieben, ist in der ersten Ausführungsform eine Ummantelungsschicht 6 auf der Oberfläche jedes Kolbens 1 ausgebildet, die Zinn als Hauptkomponente enthält. Zinn ist eine selbst schmierende Substanz. Dementsprechend wird der Gleitwiderstand zwischen den aufnehmenden Aussparungen 2 des Kolbens 1 und dem kugeligen Oberflächen 47 der Schuhe 44 verringert, und sogar wenn ein Mangel an Schmiermittel in dem Kompressor besteht, können sich die Schuhe 44 glatt entlang den inneren Oberflächen der Aufnahmeaussparungen 2 bewegen. Dementsprechend kann die Taumelscheibe 40 die Schuhe 44 innerhalb der Aufnahmeaussparungen 2 mit einer kleinen Kraft bewegen. Als Ergebnis ist die Kraft gemäßigt, die zwischen der gleitenden Oberfläche 45 jedes Schuhs 44 und der Taumelscheibe 40 wirkt, um den Gleitwiderstand zwischen den gleitenden Oberflächen 45 und der Taumelscheibe 40 zu verringern. Deswegen entstehen keine Probleme wegen des Ansteigens des Gleitwiderstandes, wenn die Abgabekapazität eines Kompressors erhöht wird, sogar wenn die Größe der Kolben 1 und der Taumelscheibe 40 erhöht wird, ohne die Größe der Schuhe 44 zu erhöhen.
  • Die Ummantelungsschicht 6 wird über die gesamte Oberfläche jedes Kolbens 1 gebildet. Dementsprechend ist der Gleitwiderstand zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens 1 und dem inneren Umfang der Zylinderbohrungen 41 und 42 verringert, um eine glatte Bewegung der Kolben in den Zylinderbohrungen 41 und 42 zu gestatten.
  • Durch das Einbringen von zumindest einem Metall in der Ummantelungsschicht 6, die Zinn als Hauptkomponente enthält, das aus Kupfer, Nickel, Zink, Blei und Indium gewählt wurde, kann nicht nur die Ummantelungsschicht 6 verdichtet werden, sondern ein harter metallischer Verbund kann durch die Ummantelungsschicht 6 verteilt werden, um sie zu verstärken. Dies verringert den Reibungswiderstand und Verschleißwiderstand. Wenn z.B. Kupfer in die Ummantelungsschicht 6 eingebracht ist, die Zinn als Hauptkomponente enthält, wird die Ummantelungsschicht 6 verdichtet und ein harter Zinn-Kupferverbund (Cu6Sn5) wird durch die Ummantelungsschicht 6 verteilt um sie zu verstärken.
  • Die Ummantelungsschicht 6 wird mittels chemischer Plattierung gebildet. Mit diesem chemischen Plattierungsverfahren wird ein eutektisches Gemisch aus Zinn und anderen Metallen, wie z.B. Kupfer leicht abgelagert werde, und ein fester Schmierstoff, wie z.B. Fluorkunstharzpulver kann leicht in die Ummantelungsschicht 6 eingebracht werden.
  • (zweite Ausführungsform)
  • Als nächstes wird ein Taumelscheibenbauartkompressor gemäß einer zweien Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Es sollte hier angemerkt werden, dass die mechanische Zusammensetzung des Kompressors der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen die Gleiche ist, wie die des in 10 gezeigten Kompressors, der mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde. Deswegen sind ähnliche oder die gleichen Bauteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor, mit den gleichen Bezugszeichen entsprechend bezeichnet, und die Beschreibung von diesen wird ausgelassen. Deswegen werden nur die Unterschiede zu dem in 10 gezeigten Kompressor beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt, weist der Kompressor gemäß der zweiten Ausführungsform, um gleich den in 10 gezeigten Kompressor Schuhe 7 auf, die alle eine Ummantelungsschicht 11 aufweisen, die Zinn als Hauptkomponente aufweisen, über deren gesamte Oberfläche ausgebildet aus. Der Hauptkörper 12 jedes Schuhs 7 ist aus einem SUJ2 Werkstoff wie in JIS spezifiziert hergestellt. Der Schuh weist eine kugelige Oberfläche 8 auf, die gleitbar mit einer Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 in Eingriff ist, und eine Gleitoberfläche 10, die mit der Vorderfläche oder Rückfläche der Taumelscheibe 40 einen gleitenden Kontakt herstellt. Die kugelige Oberfläche 8 des Schuhs 7 weist einen kugeligen Abschnitt 9 auf, der einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als der des Rests der Oberfläche 8. Ein Ölspeicher zum Speichern eines Schmiermittels darin ist zwischen diesem kugeligen Abschnitt 9 und jeder Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 definiert. Die gleitende Oberfläche 10 des Schuhs 7 ist leicht kegelig in Richtung des Umfangs, um eine konvexartige Form zu haben, um ein leichtes Eintreten des Schmierstoffes in den Zwischenraum zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und Taumelscheibe 40 aufzuweisen.
  • Außerdem sind in der zweiten Ausführungsform sowohl die Taumelscheibe 40 als auch die Kolben 43 aus einem Aluminium-Hochsiliziumwerkstoff hergestellt.
  • Bei dem Kompressor der zweiten Ausführungsform können passende Schuhe aus denen ausgewählt werden, die verschiedene Ummantelungsschichten 11 aufweisen, wie in den folgende Beispielen 1 bis 9 gezeigt. Die Schuhe 7 der Beispiele 1 bis 9 werden einer nach dem anderen beschrieben. Die Hauptkörper 12 der Schuhe 7 der Beispiele 1 bis 9 sind alle gleich, nur die Ummantelungsschichten 11 sind unterschiedlich zu einander.
  • (Beispiel 1)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 1 weist eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Diese Ummantelungsschicht 11 wird wie folgt gebildet. Der Hauptkörper 12 des Schuhs 7 wird in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,012 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats enthält. In diesem Zustand wird der Hauptkörper 12 mit einer Katode verbunden, und ein Metallstab mit einer hohen Ionisierungstendez wird als Anode verwendet. Wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen diesen Elektroden angewendet wird, wobei die auf diese Weise vorbereitete wässrige Lösung als ein Elektrolyt eingesetzt wird, werden Zinn und Kupfer ausgefällt unter elektrolytischer Aktion, um sich miteinander an der Oberfläche des Hauptkörpers 12 anzuhaften. Folglich wird der Hauptkörper 12 aus der wässrigen Lösung herausgenommen und gespült. Auf diese Weise wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Kupfer als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet. Der auf diese Weise plattierte Schuh wird dann Oberflächenpoliert, während der Zwischenraum zwischen der Taumelscheibe 40, mit dem der Schuh 7 verwendet wird, und dem Kolben 43 in Berücksichtigung genommen wird, um eine gleichmäßige Ummantelungsschicht 11 aufzuweisen. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Kupfer und weist eine Dicke von 1,2 μm auf.
  • (Beispiel 2)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 2 weist eine Zinn-Nickeleutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Nickel als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Nickelchlorids enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 98 Gewichtsprozent Zinn und 2 Gewichtsprozent Nickel und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 ist durch ein Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
  • (Beispiel 3)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 3 weist eine Zinn-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Zink und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
  • (Beispiel 4)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 4 weist eine Zinn-Bleieutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Blei als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Potassiumsstannats und 0,007 Gewichtsprozent eines Bleisulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 95 Gewichtsprozent Zinn und 5 Gewichtsprozent Blei und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 2 μm angepasst.
  • (Beispiel 5)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 5 weist eine Zinn-Indiumeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Indium als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,005 Gewichtsprozent eines Indiumsulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn und 3 Gewichtsprozent Indium und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1 μm angepasst.
  • (Beispiel 6)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 6 weist eine Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf, die nur Zinn enthält. Insbesondere wird eine Plattierungsschicht aus reinem Zinn als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Dicke der Ummantelungsschicht 11 ist durch Oberflächenpolieren auf 1,5 μm angepasst.
  • (Beispiel 7)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 7 weist eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf, die ein Molybdendisulfidpulver als festes Schmiermittel enthält. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, das Molybdendisulfidpulver enthält, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannates und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 1,0 Gewichtsprozent des Molybdendisulfidpulvers enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 99 Gewichtsprozent Zinn und 0.9 Gewichtsprozent Kupfer und 0,1 Gewichtsprozent des Molybdendisulfidpulvers, und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1,4 μm angepasst.
  • (Beispiel 8)
  • Während der Schuh 7 des Beispiels 8 eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 aufweist, wie in Beispiel 1, ist die Ummantelungsschicht, die auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 durch elektrolytische Plattierungsbehandlung und Polieren gebildet wird, einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 150°C für eine Stunde ausgesetzt.
  • (Beispiel 9)
  • Der Schuh 7 des Beispiels 9 weist eine Zinn-Kupfer-Zinkeutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 auf. Insbesondere wird eine eutektische Plattierungsschicht aus Zinn-Kupfer und Zink als Ummantelungsschicht 11 über der gesamten Oberfläche des Schuhs 7 gebildet, indem eine wässrige Lösung, die 6 Gewichtsprozent eines Kaliumsstannats und 0,003 Gewichtsprozent eines Kupferglukonats und 0,003 Gewichtsprozent eines Zinksulfats enthält, auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingesetzt wird. Die Ummantelungsschicht 11 enthält 97 Gewichtsprozent Zinn, 1,5 Gewichtsprozent Kupfer und 1,5 Gewichtsprozent Zink, und die Dicke der Ummantelungsschicht 11 wird durch Oberflächenpolieren auf 1,2 μm angepasst.
  • Die vorliegenden Erfinder führten den folgenden Versuch durch, um die Antifestfresseigenschaften die Schuhe 7 der Beispiel 1 bis 9 entsprechend einsetzenden Kompressoren zu bestätigen. Bei diesem Versuch wurde die Zeit bis zum Festfressen zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 7 gemessen, während jeder Kompressor, der in eine automobile Klimaanlage eingebaut war, unter schwierigen Umständen betrieben wurde (bei denen kein Schmierstoff in dem Kompressor vorhanden ist). Die Kompressoren wurden fortgesetzt bei diesem Versuch unter folgenden Bedingungen betrieben; Einlassdruck: –0,5 kg/cm2, Abgabedruck: 3 kg/cm2, Umdrehung der Antriebswelle 39: 1000 rpm. Außerdem waren die Taumelscheiben 40 und die Kolben 43 der Kompressoren aus einer Aluminium-Hochsiliziumlegierung hergestellt. Außerdem wurde bei der Durchführung dieses Versuchs ein Kompressor als Vergleichsbeispiel bereitgestellt, der Schuhe einsetzt, die nur aus einem SUJ2 Werkstoff hergestellt waren, d.h., Schuhe ohne Ummantelungsschicht 11, und auf gleiche Weise getestet wie oben beschrieben.
  • 6 ist ein Diagramm und zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs. Wie in 6 gezeigten Versuchsergebnisse zeigen, dass das Festfressen zwischen den Schuhen 7 und den Taumelscheiben 40 in den Kompressoren, die die Schuhe 7 aus Beispielen 1 bis 9 einsetzen, die die Ummantelungsschicht 11 aufweisen, viel länger dauert, wenn mit dem Kompressor des Vergleichsbeispiels verglichen. Genauer zeigt der Kompressor, der die Schuhe 7 des Beispiels 1 eingebaut hat, wobei jeder eine Zinn-Kupfereutektische Plattierungsschicht als Ummantelungsschicht 11 aufweist, die beste Anti-Festpress-Eigenschaft.
  • Wie oben beschrieben ist in der zweiten Ausführungsform eine Ummantelungsschicht 11 als Hauptbestandteil auf der Oberfläche jedes Schuhs 7 gebildet. Dementsprechend ist der Gleitwiderstand zwischen den Aufnahmeaussparungen 46 des Kolbens 43 und der kugeligen Oberfläche 8 der Schuhe 7 verringert, und der Gleitwiderstand zwischen der Taumelscheibe 40 und der gleitenden Oberfläche 10 des Schuhs 7 ist verringert. Dementsprechend kann ein glattes gleiten der Taumelscheibe 40 und der Kolben 43 an deren Verbindungen garantiert werden, um den Gleitwiderstand bei den Verbindungen zu regeln, selbst wenn eine Knappheit an Schmiermittel in dem Kompressor auftritt.
  • Die Schuhe 44 können sich glatt entlang der inneren Oberflächen der Aufnahmeaussparung 46 unter der Wirkung der Ummantelungsschicht 11 bewegen, die auf den kugeligen Oberflächen 8 gebildet ist. Als Ergebnis ist die Kraft gemäßigt, die zwischen der gleitenden Oberfläche 10 jedes Schuhs 7 und der Taumelscheibe 40 wirkt, um den Gleitwiderstand zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und der Taumelscheibe 40 zu verringern. Die Ummantelungsschicht 11 ist ebenfalls auf der gleitenden Oberfläche 10 des Schuhs 7 vorhanden, wobei auf diese Weise der Gleitwiderstand zwischen der gleitenden Oberfläche 10 und der Taumelscheibe 40 weiter verringert werden kann. Deswegen entstehen keine Probleme wegen des Ansteigens des Gleitwiderstandes, wenn die Abgabekapazität eines Kompressors zu erhöhen ist, selbst wenn die Größen der Kolben 43 und der Taumelscheibe 40 vergrößert werden, ohne die Größe der Schuhe 7 zu ändern.
  • Da Zinn nicht nur hervorragende Schmiereigenschaften herausstellt, sondern ebenfalls Rost verhindert, kann die Ummantelungsschicht 11, die Zinn als Hauptkomponente enthält, und an der Oberfläche jedes Schuhs 7 ausgebildet ist, der aus einem Eisenwerkstoff hergestellt ist, den Schuh 7 vor dem Rosten beschützen.
  • Auswirkungen auf die Ummantelungsschicht 11, der Zinn als Hauptkomponente enthält, durch das Einbringen von zumindest einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die Kupfer hat, sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform.
  • Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt ist, sondern ebenfalls wie folgt ausgeführt werden kann, indem die Aufmachung der entsprechenden Teile geändert wird:
    • (1) In jeder der ersten und zweiten Ausführungsformen, während die vorliegende Erfindung in einem Doppelkopfkolbentaumelscheibenbauartkompressor ausgeführt ist, kann die vorliegende Erfindung zum Beispiel ausgeführt werden in einem Einzelkopfkolbentaumelscheibenbauartkompressor, einem veränderliche Volumenbauartkompressor, der das Abgabevolumen durch das Neigen des Kippwinkels der Taumelscheibe anpassen kann, einen Wellennockenbauartkompressor wie in 7 gezeigt oder ähnlichem. Nebenbei sind bei dem Wellennockenbauartkompressor in 7 ähnliche oder gleiche Komponenten, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor mit den gleichen Bezugszeichen entsprechend bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wie in 7 gezeigt, weist dieser Wellennockenbauartkompressor eine Wellennocken 48 auf, die eine wellige Nockenoberfläche anstelle der Taumelscheibe 40 in dem in 1 gezeigten Kompressor aufweist. Die gleitende Oberfläche 45 von jedem Schuh 44 ist gestaltet, einen gleitenden Kontakt mit der vorderen Nockenoberfläche oder hinteren Nockenoberfläche der Wellennocken 48 herzustellen. Bei dem oben beschriebenen Wellennockenbauartkompressor ist jeder Kolben 43 angepasst sich zweimal oder öfter hin- und herzubewegen (zweimal in 7) wo Drehung der Antriebswelle 39, und es ist erforderlich, dass die Schuhe 44 dem komplizierten Nockenoberflächen folgen, da die Nockenoberfläche die Verdrängung erzeugen. Dementsprechend sind bei Wellennockenbauartkompressoren verglichen mit den Taumelscheibenbauartkompressoren die Bedingungen zwischen den Schuhen 44 und den Kolben 43 und zwischen den Schuhen 44 und den Wellennocken 48 härter. Dementsprechend ist eine Verringerung des Gleitwiderstandes, der bei den Verbindungspunkten der Wellennocken 48 und der Kolben 43 auftritt, wichtig, so dass der Wellennockenbauartkompressor eine stabile Verdichtung durchführen kann. Bei dem in 7 gezeigten Kompressor können die Kolben 43 mit den Kolben 1 wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben ersetzt werden, oder die Schuhe 44 können mit den Schuhe 7 wie in der vorangehenden zweiten Ausführungsform beschrieben ersetzt werden, um den Gleitwiderstand zu verringern, der bei den Verbindungspunkten zwischen den Wellennocken 48 und den Kolben 43 auftritt.
    • (2) Während im Wesentlichen halbkugelförmige Schuhe 7 und 44 als Nockenfolger in der ersten Ausführungsform bzw. der zweiten Ausführungsform eingesetzt waren, können diese Schuhe 77 und 44 mit einer Konstruktion ersetzt werden, die Rollen einsetzt. Anders als in 8 gezeigt kann jeder Nockenfolger aus einem Rutscher 13 bestehen, der einen gleitenden Kontakt mit der Taumelscheibe 40 herstellt, und einer Kugel 14, die mit einer Aussparung 13a des Rutschers 13 in Eingriff ist. Die Kugel 14 ist gleitbar in der Aufnahmeaussparung 46 des Kolbens 43 in Eingriff. Nebenbei sind in 8 ähnliche oder gleiche Bestandteile, wie die in dem in 10 gezeigten Kompressor mit demselben Bezugszeichen entsprechend bezeichnet und deren Beschreibung wird ausgelassen. Bei der in 8 gezeigten Konstruktion können die Kolben 43 mit den Kolben 1 wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben ersetzt werden, oder die Ummantelungsschicht 11 wie sie auf dem Schuh 7 in der vorangehenden zweiten Ausführungsform gebildet ist, kann auf dem Rutscher 13 oder dem Ball 14 oder beiden ausgebildet sein. Die Konstruktion des Nockenfolgers, der in 8 gezeigt ist, kann auf dem oben beschriebenen Wellennockenbauartkompressor angewendet werden, der in 7 gezeigt ist.
    • (3) In der ersten Ausführungsform ist eine Ummantelungsschicht 15, die Zinn als Hauptkomponente enthält, auf jeder Oberfläche der Taumelscheibe 40 gebildet, die den gleitenden Kontakt mit den Schuhen 44 herstellt, wie in 9 gezeigt. Die Zusammensetzung der Ummantelungsschicht 15 kann die gleiche sein, wie die der Ummantelungsschicht 6 des Kolbens 1. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand zwischen der Taumelscheibe 40 und den Schuhen 44 weiter verringert werden. Eine Ummantelungsschicht, die Zinn als Hauptbestandteil enthält, kann auf der gleitenden Oberfläche 45 jedes Schuhs 44 ausgebildet sein, anstelle die Ummantelungsschicht 15 auf jeder Seite der Taumelscheibe 40 auszubilden. Mit den anderen Worten kann der Schuh 7 in der zweiten Ausführungsform die Ummantelungsschicht 11 nur an der gleitenden Oberfläche 10 erhalten, und solche Schuhe 7 können als Schuhe in der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.
    • (4) In der ersten Ausführungsform kann die Ummantelungsschicht 6 nur bei den Aufnahmeaussparungen 2 des Kolbens 1 ausgebildet sein.
    • (5) In der zweiten Ausführungsform kann die Ummantelungsschicht 11 entweder auf der kugeligen Oberfläche 8 oder der gleitenden Oberfläche 10 von jedem Schuh 7 ausgebildet sein. Wenn die Ummantelungsschicht 11 nur auf der kugeligen Oberfläche 8 des Schuhs 7 ausgebildet ist, können die Ummantelungsschichten 15 auf jeder Seite der Taumelscheibe 40 ausgebildet sein, wie in (3) beschrieben. Wenn die Ummantelungsschicht 11 nur auf der gleitenden Oberfläche des Schuhs 7 ausgebildet ist, kann der Kolben 1 in der ersten Ausführungsform, d.h. der Kolben 1 mit der Ummantelungsschicht 6 eingesetzt werden.
    • (6) In der ersten Ausführungsform kann die Oberfläche des Hauptkörpers 5 des Kolbens 1 einer Vorbehandlung ausgesetzt werden, wie z.B. Alumitbehandlung, Manganphosaphatbehandlung, Zinkphosphatbehandlung oder Zinkplattierungsbehandlung vor der Bildung der Ummantelungsschicht 6 auf dem Hauptkörper 5. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand des Kolbens 1 mit Bezug auf die Schuhe 44 weiter verringert werden.
    • (7) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann eine Aluminiumkeramik (Al2O3) Schicht auf der gleitenden Oberfläche 10 des Hauptkörpers 12 von jedem Schuh 7 ausgebildet werden, und auf der gleitenden Oberfläche 45 von jedem Schuh 44. Auf diese Weise kann der Gleitwiderstand der Schuhe mit der Taumelscheibe 40 weiter verringert werden.
    • (8) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen ist das Verhältnis von Zinn zu anderen Metallen, das ebenfalls in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 vorhanden ist, passend abgeändert werden, abhängig von der gewünschten Wirkung des Kompressors. Wenn z.B. sowohl Zinn als auch Kupfer in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 vorhanden sind, kann der Kupfergehalt wünschenswert innerhalb des Bereichs von 0,1 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent abgeändert werden. Wenn der Kupfergehalt weniger als 0,1 Gewichtsprozent ist, kann die Verdichtung von Verstärkung der Ummantelungsschicht 6 oder 11 nicht voll erreicht werden, und die Wirkung die durch das Einbringen des Kupfers erbracht werden soll, kann nicht erreicht werden. Wenn der Kupfergehalt größer ist als 50 Gewichtsprozent, kann die Selbst-Schmierhandlung des Zinns nicht voll erhalten werden, was in einem erhöhten Gleitwiderstand resultiert.
    • (9) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann das in der Ummantelungsschicht 6 oder 11 als fester Schmierstoff eingebrachte Fluorkunstharzpulver oder das Molybdendisulfidpulver mit einem Kohlenstoffpulver, einem Bornitridpulver oder ähnlichem ersetzt werden.
    • (10) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann die Ummantelungsschicht 6 oder 11 nicht mittels eines Nassplattierungsverfahrens, wie z.B. elektrolytischer Plattierung und chemischer Plattierung gebildet werden, sondern kann durch das Einsetzen eines CVD Verfahrens oder eines Trockenplattierungsverfahrens, wie z.B. einer Vakuumablagerung, Sputtern, Ionenplattierung und PVD gebildet werden. Wenn der feste Schmierstoff, der in (9) beschrieben ist, in die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eingebracht wird, kann ein Verbundplattierungsverfahren eingesetzt werden.
    • (11) In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann die Dicke der Ummantelungsschicht 6 oder 11 passend in dem Bereich von 1 bis 5 μm angepasst werden. Wenn die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eine Dicke aufweist, die kleiner ist als 1 μm, kann der Reibungskoeffizient nicht ausreichend verringert werden. Wenn die Ummantelungsschicht 6 oder 11 eine Dicke aufweist, die größer ist als 5 μm, ist wahrscheinlich das ein Problem in der Steifigkeit der Schicht auftritt, und die Ummantelungsschicht 6 oder 11 kann sich ablösen.

Claims (9)

  1. Kompressor mit: einem eine Zylinderbohrung (41, 42) enthaltenden Zylinderblock (30, 31); einer drehbar in dem Zylinderblock (30, 31) gelagerten Antriebswelle (39); einer an der Antriebswelle (39) angebrachten Nocke (40, 48), um mit dieser zusammen gedreht zu werden; einem in der Zylinderbohrung (41, 42) aufgenommenen Kolben; und einem eine kugelige und flache Gleitfläche aufweisenden und gleitbar zwischen dem Kolben (1, 43) und der Nocke (40, 48) eingefügten Schuh (7, 44); wobei der Kolben (1, 43) über den Schuh (44) hin- und herbewegt wird, wenn die Nocke (40,48) gedreht wird; der Kolben (1, 43) aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsmatrix hergestellt ist und eine Aufnahmeaussparung (2, 46) aufweist, um die kugelige Oberfläche (8, 47) des Schuhs (7, 44) gleitbar darin aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (7, 44) aus einer Eisenmetallmatrix hergestellt ist; und eine Ummantelungsschicht (6), die Zinn als Hauptbestandteil enthält, bei der Aufnahmeaussparung (2) des Kolbens (1) ausgebildet ist.
  2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ummantelungsschicht sowohl bei der kugeligen als auch der flachen Oberfläche des Schuhs (7) ausgebildet ist.
  3. Kompressor nach Anspruch 1, wobei der Kolben (1) einen äußeren Umfang aufweist, der in Gleitkontakt mit einem inneren Umfang der Zylinderbohrung (41, 42) zu bringen ist, und die Ummantelungsschicht (6) ebenfalls auf dem äußeren Umfang des Kolbens (1) ausgebildet ist.
  4. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ummantelungsschicht (6) auf den Nocke (40, 48) ausgebildet ist, die einen Gleitwiderstand zwischen der Nocke (40, 48) und dem Schuh (7) reduziert.
  5. Kompressor nach Anspruch 4, wobei die Ummantelungsschicht (6, 11) der Nocke (40, 48) Zinn als deren Hauptbestandteil enthält.
  6. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke der Ummantelungsschicht (6, 11) sich in einem Bereich von 1 bis 5 μm befindet.
  7. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ummantelungsschicht (6, 11) zumindest einen Bestandteil enthält, der aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kupfer, Nickel, Zink, Blei und Indium besteht.
  8. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ummantelungsschicht (6, 11) eine Art eines festen Schmiermittels enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt wurde, die aus einem Fluorharzpulver, eine Molybdendisulfitpulver, einem Kohlenstoffpulver und einem Bornitritpulver besteht.
  9. Kompressor nach Anspruch 1, wobei Tetrafluorethan als Kältemittelgas verwendet wird.
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