DE69825406T2

DE69825406T2 - Beschichtung einer Schrägscheibenlagerung

Info

Publication number: DE69825406T2
Application number: DE69825406T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kariya-shi Kawaguchi; Shintaro Kariya-shi Miura; Takuya Kariya-shi Okuno; Hideki Kariya-shi Mizutani; Kenji Kariya-shi TAKENAKA; Manabu Kariya-shi Sugiura; Hiroaki Kariya-shi Kayukawa
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: EP0926340A3; US6189434B1; EP0926340B1; DE69825406D1; EP0926340A2; JPH11193780A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben von der Art, bei der die Rotation einer Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung einer Mehrzahl von einfachwirkenden Kolben umgewandelt wird mittels einer Mehrzahl von Paaren von Schuhen, welche zwischen einer äußeren Peripherie der Taumelscheibe und den einfachwirkenden Kolben angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Taumelscheibe, welche zum Einbau in den Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben der obenerwähnten Art geeignet ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Taumelscheiben-Kältemittelverdichter, der ein Kältemittelverdichter mit doppeltwirkendem Kolben oder ein Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben sein kann, weist eine Gehäuseanordnung auf, umfassend einen Zylinderblock, der eine Mehrzahl von in ihm gebildeten Zylinderbohrungen aufweist, eine Mehrzahl von Kolben, welche gleitbeweglich in den jeweiligen Zylinderbohrungen angeordnet sind, eine Antriebswelle, welche von der Gehäuseanordnung so gehalten ist, dass sie um eine Rotationsachse drehbar ist, und eine Taumelscheibe, welche an der Antriebswelle innerhalb einer Kurbelkam mer fest montiert ist mit einer konstanten Neigung bezogen auf eine senkrecht zu der Rotationsachse der Antriebswelle liegende Ebene oder welche so an der Antriebswelle montiert ist, dass ihre Neigung in der Kurbelkammer anpassend verändert werden kann. Ein Teil jedes Kolbens, d.h. ein im Wesentlichen mittlerer Teil, wenn der Kolben vom doppeltwirkenden Typ ist, oder ein der kompressionsseitigen Fläche gegenüberliegender Endteil, wenn der Kolben ein einfachwirkender Kolben ist, ist mit einem peripheren Teil der Taumelscheibe über ein Paar von Schuhen verbunden, um eine Wirkverbindung zwischen jedem Kolben und der Taumelscheibe bereitzustellen. Diese Wirkverbindung zwischen jedem Kolben und der Taumelscheibe gestattet die Umwandlung der Rotationsbewegung der Antriebswelle und der Taumelscheibe in eine hin- und hergehende Bewegung eines jeden Kolbens.
Diesbezüglich liegt ein wichtiges technisches Problem darin, ein Fressen zwischen der vorderen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe und dem Paar von Schuhen zu vermeiden sowie die Reibung zwischen Kontaktbereichen der Taumelscheibe und der Schuhe weitestgehend zu reduzieren. Ein Kältemittelgas, welches einen Schmierölnebel mitreißt, wird durch den Taumelscheibenverdichter zirkuliert, um bewegliche Komponenten des Verdichters zu schmieren. In einer Anfangsphase des Betriebs des Verdichters bei niedriger Temperatur wäscht jedoch das Kältemittelgas das auf den Gleitflächen der Taumelscheibe verbliebene Schmieröl weg, bevor der Schmierölnebel die Taumelscheibe erreicht, und demzufolge befinden sich die Oberflächen der Taumelscheibe in einem trockenen Oberflächenzustand ohne Schmieröl, und somit kommt es unvermeidlich dazu, dass die Taumelscheibe und die Schuhe anfangen, ohne Schmierung relativ zueinander zu gleiten. Die Taumelscheibe muss also im Anfangsstadium ihrer Gleitbewegung einer sehr widrigen Betriebsbedingung ausgesetzt werden. Ferner ist ein neues Kältemittel, bei dem es sich z.B. um R134a handeln kann, welches in jüngerer Zeit zum Schutz der Ozonschicht an Stelle des konventionellen Kältemittels eingesetzt wird, noch effektiver darin, einen trockenen Oberflächenzustand zu erzeugen, als das konventionelle Kältemittel. Der Bedarf nach einer Verbesserung der Schmiereigenschaft der Oberflächen der Taumelscheibe ist also zunehmend größer geworden.
Konventionelle Verfahren, welche dazu gedacht sind, den obenerwähnten Bedarf durch Anwenden eines Oberflächenbehandlungsprozesses auf eine Taumelscheibe zu befriedigen, sind in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 60-22080 (japanische Auslegeschrift Nr. 5-10513), in International Publication Nr. WO 95/25224 und in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 8-199327 vorgeschlagen worden.
Das typische konventionelle Verfahren, welches in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 8-199327 vorgeschlagen wird, umfasst das Bilden einer Sprühmetallbeschichtung aus einem Kupfer-basierten oder Aluminium-basierten Material auf einer aus einem Basismetall hergestellten Taumelscheibe und Bilden eines plattierten Überzugs aus einem Blei-basierten Material oder eines Films aus Polytetrafluorethylen auf der Sprühmetallbeschichtung. Der plattierte Film oder der Polytetrafluorethylen-Film wird auf der Oberfläche der Sprühmetallbeschichtung gebildet, um die Antifresseigenschaft der Sprühmetallbeschichtung zu verbessern und um Rissbildung der Sprühmetallbeschichtung zu verhindern.
Zwar offenbaren die vorstehend zitierten Schriften diverse Techniken für die Oberflächenbehandlung einer Taumelscheibe; es ist jedoch in diesen Techniken nichts vorgeschlagen worden über Mittel zur Gewährleistung der Kompatibilität zwischen der Oberflächenbehandlung und dem Dickenmanagement der Taumelscheibe. So offenbart zum Beispiel die im Vorstehenden erwähnte Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 8-199327 die Technik des Plattierens oder Überziehens der obersten Oberfläche einer Taumelscheibe, lehrt aber nichts über das Management der Dicke der plattierten Schicht oder des Films in Relation zu einem genauen Management der Gesamtdicke der Taumelscheibe.
Aus EP-A-0 776 986 ist ein Verdichter bekannt geworden, umfassend eine Taumelscheibe, welche an einer Antriebswelle montiert ist, so dass sie mit der Antriebswelle rotieren kann. Mindestens ein einfachwirkender Kolben ist an der hinteren Seite der Taumelscheibe angeordnet. Die Taumelscheibe weist über legene Gleiteigenschaften an derjenigen Gleitfläche auf, die dem Kolben zugekehrt ist, im Vergleich zu der Gleitfläche, die dem Kolben abgewandt ist.
Allgemein kommt bei dem Taumelscheiben-Kältemittelverdichter der Festlegung der Größe des Hubs der Kolben besondere Bedeutung zu, um einen oberen Totraum zwischen jedem Kolben und einer Ventilplattenanordnung bei in oberer Totpunktstellung befindlichem Kolben, d.h. das Mindestvolumen der Zylinderbohrung während des Kompressionshubs des Kolbens, auf den kleinstmöglichen Betrag nahe Null zu reduzieren. In Anbetracht des Kolbenantriebsprinzips des Taumelscheibenverdichters ist die Bestimmung der Größe des Hubs jedes Kolbens weitgehend abhängig von der Fertigungsgenauigkeit der Dicke der Taumelscheibe bezogen auf eine Entwurfsdicke. Wenn also ein geeignetes Oberflächenbehandlungsverfahren auf die Oberfläche der Taumelscheibe angewendet wird, um Gleitreibung zwischen den Oberflächen der Taumelscheibe und der Schuhe zu vermindern, kann das finale Ziel der Verbesserung des Kompressionswirkungsgrades des Taumelscheibenverdichters nicht erreicht werden, wenn das Oberflächenbehandlungsverfahren die Kontrolle der Dicke der Taumelscheibe schwierig macht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt also in der Bereitstellung eines Taumelscheiben-Kältemittelverdichters mit einfachwirkendem Kolben, bei dem ein Gleitkontakt zwischen einer Taumelscheibe und Schuhen verbessert ist, um gute Antifresseigenschaft, verbesserte Abrasionsresistenz und Dickengenauigkeit zu erhalten, um dadurch einen guten Verdichtungswirkungsgrad zu erzielen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung einer Taumelscheibe für einen Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben, welches nicht nur die Anwendung einer Oberflächenbehandlung auf eine Taumelscheibe erlaubt, sondern gleichzeitig auch eine Dicke der Taumelscheibe leicht zu kontrollieren erlaubt, um so letztendlich eine Taumelscheibe mit hoher Dickengenauigkeit zu erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben bereitgestellt, welcher umfasst:
eine drehbar gehaltene Antriebswelle, welche eine Rotationsachse aufweist;
eine Taumelscheibe, welche eine axiale vordere und hintere Oberfläche aufweist und an der Antriebswelle angeordnet ist zur Rotation gemeinsam mit der Antriebswelle;
mindestens einen einfachwirkenden Kolben, welcher an der hinteren Seite der Taumelscheibe angeordnet ist; und
ein Paar von Schuhen, welche so angeordnet sind, dass sie Gleitkontakt mit der vorderen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe halten, um einen Endbereich des einfachwirkenden Kolbens mit einem peripheren Bereich der Taumelscheibe in Wirkverbindung zu bringen, um dadurch eine Rotationsbewegung der Taumelscheibe in eine Hin- und Herbewegung des einfachwirkenden Kolbens umzuwandeln;
wobei die vordere und die hintere Oberfläche der Taumelscheibe mit einer jeweiligen obersten Schicht versehen sind, deren physikalische Oberflächeneigenschaften voneinander verschieden sind, derart, dass ein Gleitkontaktverhalten zwischen der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe und dem korrespondierenden Schuh des Paares von Schuhen demjenigen zwischen der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe und dem korrespondierenden anderen Schuh des Paares von Schuhen überlegen ist,
und wobei der einfachwirkende Kolben aus einem Aluminium-basierten Material hergestellt ist und das Paar Schuhe aus einem Eisen-basierten Material hergestellt ist und wobei bei der Taumelscheibe die oberste Schicht der vorderen Oberfläche von einem Nichteisenmaterial gebildet ist, wobei die oberste Schicht der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe von einer Festschmierstoffschicht gebildet ist, welche in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält.
Bevorzugt werden die physikalischen Oberflächeneigenschaften der vorderen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe ungleichartig gemacht, indem die oberste Schicht der vorderen und der hinteren Oberfläche aus unterschiedlichen Materialien hergestellt wird.
Alternativ werden die physikalischen Oberflächeneigenschaften der vorderen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe ungleichartig gemacht, indem unterschiedliche Oberflächenbehandlungsprozesse auf die oberste Schicht der vorderen und der hinteren Oberfläche angewandt werden.
Bei dem Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben wirkt eine Saugreaktionskraft, welche aus der Anwendung einer Kraft auf den Kolben zum Ansaugen eines Kältemittelgases in die jeweilige Zylinderbohrung, in der der Kolben eingesetzt ist, resultiert, hauptsächlich auf die vordere Oberfläche der Taumelscheibe durch einen vorderseitigen Schuh des Paares von Schuhen, und eine Kompressionsreaktionskraft, welche aus der Anwendung einer Kraft auf den Kolben zum Komprimieren des Kältemittelgases in der jeweiligen Zylinderbohrung resultiert, wirkt hauptsächlich auf die hintere Oberfläche der Taumelscheibe durch einen hinterseitigen Schuh des Paares von Schuhen. Sowohl die Saugreaktionskraft als auch die Kompressionsreaktionskraft könnten Abrasion und Fressen in einem Kontaktbereich zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen verursachen. Praktisch ist die Kompressionsreaktionskraft weitaus größer als die Saugreaktionskraft. Deshalb muss das Gleitkontaktverhalten der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe weiter gehend verbessert werden als das Gleitkontaktverhalten der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe. Beim Verbessern des Gleitkontaktverhaltens durch Ausbilden der vorderen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe mit einem geeigneten Material oder durch Anwenden eines geeigneten Oberflächenbehandlungsprozesses auf diese Oberflächen sollte die Verbesserung des Gleitkontaktverhaltens der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe vor derjenigen der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe durchgeführt werden. Beim Verbessern des Gleitkontaktverhaltens der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe ist, wenn man eine gegebene Schicht zu bilden sucht, die das Gleitkontaktverhalten der hinteren Oberfläche zu verbessern vermag, eine delikate Kontrolle der Fertigungsgenauigkeit, beispielsweise beim Bestimmung der Dicke der Schicht, erforderlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei der Herstellung einer Taumelscheibe die Bildung der obersten Schicht der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe zuerst durchgeführt, unter Berücksichtigung des Sachverhalts, dass das Gleitkontaktverhalten der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe demjenigen der hinteren Oberfläche derselben unterlegen sein kann, und im Anschluss daran kann die Bildung der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten obersten Schicht erzielt werden unter anpassender Kontrolle der Dicke der obersten Schicht der hinteren Oberfläche durch Verwendung der zuerst gebildeten vorderen Oberfläche als Bezugsebene. Somit kann die Kontrolle der Dicke der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten obersten Schicht und der Dicke der Taumelscheibe per se während der Herstellung derselben von sehr hoher Qualität sein.
Wenn die obenerwähnten Schichten zur Verbesserung des Gleitkontaktverhaltens an beiden Oberflächen, d.h. an der vorderen und an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildet werden sollen, dann bedürfen beide Oberflächen gleichzeitig einer Schichtdickenkontrolle und als Folge davon muss eine Bezugsebene in einem Teil der Taumelscheibe gebildet werden, der von der vorderen und der hinteren Oberfläche verschieden ist. In einem solchen Fall könnte die Messung der Dicke der gebildeten Schicht oder der Taumelscheibe fehlerbehaftet sein und damit eine genaue Kontrolle der Dicke der Schicht oder der Taumelscheibe schwierig werden.
Bei einem Verdichter der Taumelscheibenbauart mit einfachwirkendem Kolben und veränderlicher Leistung, bei dem eine Neigung der Taumelscheibe kontrolliert werden kann durch Einführen eines Hochdruckkältemittelgases aus einem Ausstoßdruckbereich in eine Kurbelkammer, welche in dem Verdichter ausgebildet ist, um darin die Taumelscheibe aufzunehmen, und durch Steuern einer Entnahmemenge des Kältemittelgases aus der Kurbelkammer, weist das komprimierte, in den Ausstoßdruckbereich auszustoßende Kältemittelgas einen hohen Druck und eine hohe Temperatur auf. Wenn nun also das Hochdruckkältemittelgas von dem Ausstoßdruckbereich in die Kurbelkammer eingespeist wird, neigt die Viskosität eines in der Kurbelkammer enthaltenen Schmieröls dazu, durch das unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende Kältemittelgas herabgesetzt zu werden, wodurch es schwierig ist, Wärme aus der Kurbelkammer abzuführen. Folglich könnte ein unerwünschter Zustand in der Kurbelkammer entstehen, der die Oberflächen der Taumelscheibe in einen trockenen Zustand überführt. Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Taumelscheibe ist also sehr effektiv, um das Auftreten von Fressen und Abrasion in dem Kontaktbereich zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen des Taumelscheibenverdichters mit einfachwirkendem Kolben und veränderlicher Leistung zu verhindern.
Bevorzugt ist eine Festschmierstoffschicht, welche in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält, in der obersten Schicht der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildet. Der in der Festschmierstoffschicht enthaltene Festschmierstoff verbessert das von der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe in Gleitkontakt mit dem hinterseitigen Schuh gezeigte Gleitkontaktverhalten und verbessert die Antifresseigenschaft und Abrasionsresistenz der hinteren Oberfläche. Die Dicke der Festschmierstoffschicht kann gemessen und kontrolliert werden durch Verwendung der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe als eine Bezugsebene. Wie erwähnt, weist der beschriebene Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben einen Kolben auf, der aus einem Aluminium-basierten Material hergestellt ist, ein Paar von Schuhen, die aus einem Eisen-basierten Material hergestellt sind, und eine Taumelscheibe, deren vordere Oberfläche von einem Nichteisen-Material gebildet ist, und deren hintere Oberfläche mit einer Festschmierstoffschicht überzogen ist, welche in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält. Weil der Kolben und die Schuhe aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, kommt es nicht zum Fressen, wenn der Gleitkontakt zwischen dem Kolben und den Schuhen stattfindet. Ähnlich kommt es während des Gleitkontaktes zwischen den Schuhen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe nicht zum Fressen, weil die Schuhe und die hintere Oberfläche der Taumelscheibe aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Im Besonderen verbessert der Festschmierstoff, der in der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten Festschmierstoffschicht enthalten ist, das von einem Kontaktbereich zwischen den Schuhen und der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gezeigte Gleitkontaktverhalten und die Antifresseigenschaft und Abrasionsresistenz der Taumelscheibe. Die Dicke der Festschmierstoffschicht wird gemessen und kontrolliert durch Verwendung der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe als eine Bezugsebene.
Das Nichteisen-Material, welches die vordere Oberfläche der Taumelscheibe bildet, kann ausgewählt sein aus der Gruppe, welche Kupfer-basierte Materialien, Zinn-basierte Materialien und Aluminium-basierte Materialien einschließlich Alumite umfasst.
Bei dem beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben kann das Basismaterial der Taumelscheibe ein Eisen-basiertes Material sein, und eine Zwischenschicht aus einem Kupfer-basierten- oder einem Zinn-basierten Material kann zwischen einem Teil des Eisen-basierten Materials der Taumelscheibe und der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten Festschmierstoffschicht gebildet sein. Die Zwischenschicht aus dem Kupfer-basierten- oder dem Zinn-basierten Material kann unmittelbare Exposition und direktes Inkontaktkommen der obersten Schicht der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe mit den aus einem Eisen-basierten Material hergestellten Schuhen und das Verursachen von Fressen verhindern, selbst wenn ein Teil der Festschmierstoffschicht, welche die oberste Schicht der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe überzieht, aus unvorhersehbaren Gründen beschädigt werden sollte. Wenn auch nicht so effektiv wie die Festschmierstoffschicht, so ist die Zwischenschicht doch effektiv zur Verbesserung des von einem Kontaktbereich zwischen den Schuhen und der Taumelscheibe gezeigten Gleitkontaktverhaltens.
Wenn die Zwischenschicht eine Sprühmetallbeschichtung von einem Kupfer-basierten Material ist, dient die Festschmierstoffschicht, welche die Zwischenschicht überzieht, als eine Schutzschicht. Wenn die Sprühmetallbeschichtung aus einem Kupfer-basierten Material die Grenzfläche der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe bildet, ist mit dem Auftreten von lokalem Fressen und Rissbildung in der Sprühmetallbeschichtung infolge des Gleitkontaktes des Schuhs aus einem Eisen-basierten Material mit der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe zu rechnen, weil die Sprühmetallbeschichtung hart und nur schwer verformbar unter der auf sie ausgeübten externen Kraft ist. Die Festschmierstoffschicht, welche auf der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten Sprühmetallbeschichtung aus einem Kupfer-basierten Material gebildet ist, vermindert den Reibungswiderstand eines Kontaktbereichs der Taumelscheibe und in der Sprühmetallbeschichtung induzierte Spannungen, so dass Rissbildung der Sprühmetallbeschichtung verhindert wird.
Bei dem beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben kann das Basismaterial der Taumelscheibe ein Aluminium-basiertes Material sein, und die Zwischenschicht aus einem Zinn-basierten Material oder Alumite kann zwischen einem Teil des Aluminium-basierten Materials der Taumelscheibe und der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten Festschmierstoffschicht gebildet sein.
Die aus einem Zinn-basierten Material oder Alumite hergestellte Zwischenschicht kann Exposition und Inkontaktkommen des Aluminium-basierten Materials der Taumelscheibe mit den Schuhen und das Verursachen von Fressen verhindern, wenn die an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildete Schmierstoffschicht aus unvorhersehbaren Gründen beschädigt werden sollte.
Die Zwischenschicht aus Alumite ist effektiv zur Verbesserung der Haftung der Festschmierstoffschicht zu dem Aluminium-basierten Material der Taumelscheibe.
Das Basismaterial der Taumelscheibe kann ein Aluminium-basiertes Material sein, und die Festschmierstoffschicht kann an der hinteren Oberfläche des Basismaterials der Taumelscheibe gebildet sein. Bevorzugt ist die Festschmierstoffschicht an der hinteren Oberfläche des Aluminium-basierten Materials der Taumelscheibe gebildet, welche Oberfläche durch einen Oberflächenaufrauprozess endbehandelt ist. Der Oberflächenaufrauprozess verbessert die Haftung der Festschmierstoffschicht zu der Aluminiumbasis der Taumelscheibe.
Der im Vorstehenden beschriebene Festschmierstoff kann mindestens ein Schmiermaterial sein, ausgewählt aus Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphit, Bornitrid, Antimonoxid, Bleioxid, Blei, Indium, Zinn und Fluorkohlenwas serstoffharze. Diese Schmiermaterialien haben sich als wirksam zur Verbesserung des Gleitkontaktverhaltens, welches von einem Kontaktbereich zwischen den Schuhen und der Taumelscheibe gezeigt wird, erwiesen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zur Herstellung einer Taumelscheibe für einen Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben, bei dem eine Rotationsbewegung einer Taumelscheibe, welche an einer Antriebswelle angeordnet ist, die um eine Rotationsachse drehbar ist, welche sich von einer vorderen zu einer hinteren Seite des Verdichters erstreckt, durch ein Paar von Schuhen in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens umgewandelt wird, umfassend:

A: als ersten Schritt, das Bilden einer vorderen Oberfläche der Taumelscheibe, so dass die vordere Oberfläche mit dem ersten Schuh des Paares von Schuhen in direkten Kontakt bringbar ist und als Bezugsebene dient;
B: als zweiten Schritt, das Bilden einer Festschmierstoffschicht an einer hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gegenüber der vorderen Oberfläche, so dass die Festschmierstoffschicht mit dem zweiten Schuh des Paares von Schuhen in direkten Kontakt bringbar ist und in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält;
C: als dritten Schritt, das Messen der Dicke der an der hinteren Oberfläche gebildeten Festschmierstoffschicht und/oder der Dicke der Taumelscheibe unter Verwendung der durch den ersten Schritt gebildeten vorderen Oberfläche als die Bezugsebene; und
D: als vierten Schritt, das Anwenden eines Schleifvorgangs auf die Festschmierstoffschicht, um die Dicke der Festschmierstoffschicht und die Dicke der Taumelscheibe, welche in dem dritten Schritt gemessen werden, auf jeweilige gewünschte Dicken einzustellen.

Gemäß dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, die Dicke der an der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gebildeten Festschmierstoffschicht und die Dicke der Taumelscheibe durch Verwendung der in dem vorausgehenden Schritt fertig gestellten Bezugsebene zu messen. Die Taumelscheibe kann also so hergestellt werden, dass – durch das Schleifen der Festschmierstoffschicht – die Festschmierstoffschicht der Taumelscheibe und die Taumelscheibe per se jeweils eine Dicke aufweisen, die präzise mit den gewünschten Dickenwerten übereinstimmt.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die obengenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte zeichnerische Darstellung; in der Zeichnung zeigen:
1 einen Längsschnitt eines Taumelscheibenverdichters mit einfachwirkendem Kolben, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2 einen vergrößerten, abgebrochen dargestellten Schnitt des Verdichters in einem Zustand für Betrieb bei minimaler Förderleistung;
3 eine schematische Schnittdarstellung, welche eine Beziehung zwischen einer Antriebswelle, einer Taumelscheibe und einem einfachwirkenden Kolben zeigt;
4 eine vergrößerte Schnittdarstellung, welche eine Beziehung zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen zeigt;
5 einen schematischen, abgebrochen dargestellten Schnitt zur Unterstützung der Erläuterung eines Verfahrens zum Kontrollieren der Dicke einer gebildeten Schicht der Taumelscheibe in Einklang mit der vorliegenden Erfindung; und
6 einen schematischen, abgebrochen dargestellten Schnitt zur Unterstützung der Erläuterung eines Verfahrens zum Kontrollieren der Dicke einer gebildeten Schicht nach dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
Ein die vorliegende Erfindung verkörpernder Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben für ein Fahrzeugklimatisierungssystem wird im Folgenden vor der Beschreibung der Konstruktion einer Taumelscheibe, welche einen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, beschrieben; ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der Taumelscheibe beschrieben.
Grundlegende Konstruktion eines Taumelscheiben-Kältemittelverdichters mit einfachwirkendem Kolben
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, gemäß welcher ein kupplungsloser Taumelscheibenverdichter einen Zylinderblock 12, ein vorderes Gehäuse 11, welches mit dem vorderen Ende des Zylinderblocks 12 fest verbunden ist, und ein hinteres Gehäuse 13, welches mit dem hinteren Ende des Zylinderblocks 12 fest verbunden ist, wobei eine Ventilplatte 14 sandwichartig zwischen dem Zylinderblock 12 und dem hinteren Gehäuse 13 angeordnet ist, aufweist. Das vordere Gehäuse 11 und der Zylinderblock 12 definieren eine Kurbelkammer 15. Eine Antriebswelle 16 erstreckt sich durch die Kurbelkammer 15 hindurch und ist an dem vorderen Gehäuse 11 und dem Zylinderblock 12 drehbar gehalten. Eine Scheibe 17 ist auf einem Schräglager 18 drehbar gelagert, welches an einem vorderen Endteil des vorderen Gehäuses 11 montiert ist, und ist an einem vorderen Endteil der Antriebswelle 16, welcher aus dem vorderen Gehäuse 11 herausragt, befestigt. Ein Riemen 19 umschlingt die Scheibe 17, um die Scheibe 17 mit einem Motor 20 eines Fahrzeugs, d.h. einer Quelle für Antriebsleistung, ohne Verwendung eines Kupplungsmechanismus, z.B. einer Magnetkupplung, in Wirkverbindung zu bringen.
Eine Lippendichtung 21 ist in einem Raum zwischen dem Außenumfang des vorderen Endteils der Antriebswelle 16 und dem vorderen Gehäuse 11 angeordnet, um das vordere Ende der Kurbelkammer 15 abzudichten. Ein rotierendes Stützglied 22 ist an der Antriebswelle 16 in der Kurbelkammer 15 fest angeordnet. Eine Taumelscheibe 23, d.h. eine Kurvenscheibe, ist in der Kurbel kammer 15 angeordnet. Die Antriebswelle 16 erstreckt sich durch ein zentrales Durchgangsloch 23a, welches in der Taumelscheibe 23 ausgebildet ist, um die Taumelscheibe auf derselben zu halten, so dass die Taumelscheibe 23 entlang der Achse L1 der Antriebswelle 16 axial gleitbeweglich und bezüglich derselben schrägstellbar ist.
Das rotierende Stützglied 22 und die Taumelscheibe 23 sind durch einen Gelenkmechanismus 10 miteinander gekoppelt. Die Taumelscheibe 23 weist ein Gegengewicht 23b auf der dem Gelenkmechanismus 10 gegenüberliegenden Seite, bezogen auf die Antriebswelle 16, auf. Der Gelenkmechanismus 10 umfasst ein Paar Stützarme 24 (von denen nur einer gezeigt ist), welche von der hinteren Oberfläche des rotierenden Stützglieds 22 vorstehen, und ein Paar von Führungsstiften 25 (von denen nur einer gezeigt ist), welche von der vorderen Oberfläche der Taumelscheibe 23 vorstehen. Jeder Stützarm 24 ist an seinem Endteil mit einem Führungsloch 24a versehen, und jeder Führungsstift 25 ist an seinem Endteil mit einem sphärischen Teil 25a versehen. Der sphärische Teil 25a des Führungsstiftes 25 ist in das entsprechende Führungsloch 24a der Stützarme 24 eingesetzt.
Die Taumelscheibe 23 kann durch die kombinierte Wirkung der Stützarme 24 und der Führungsstifte 25 bezüglich der Antriebswelle 16 schräggestellt werden und zusammen mit der Antriebswelle rotieren. Beim Schrägstellen der Taumelscheibe 23 werden die sphärischen Teile 25a durch die Führungslöcher 24a gleitbeweglich geführt, und die Antriebswelle 16 erlaubt der Taumelscheibe 23, auf ihr zu gleiten. Die Neigung der Taumelscheibe 23 nimmt mit Annäherung der Taumelscheibe 23 an den Zylinderblock 12 ab. Eine Wickelfeder 26, welche um die Antriebswelle 16 gewickelt ist und zwischen dem rotierenden Stützglied 22 und der Taumelscheibe 23 angeordnet ist, spannt die Taumelscheibe 23 in Richtung auf den Zylinderblock 12 vor, um so die Abnahme der Neigung der Taumelscheibe 23 zu unterstützen. Ein Begrenzungsvorsprung 22a, welcher an der hinteren Oberfläche des rotierenden Stützglieds 22 ausgebildet ist, kommt mit einem Teil der Taumelscheibe 23 in Kontakt, wie in 1 gezeigt, um eine maximale Schrägstellung, in der die Taumelscheibe 23 schräg gestellt sein kann, festzulegen.
Der Zylinderblock 12 weist in seinem zentralen Teil einen Hohlraum 27 auf. Ein mit dem Hohlraum 27 verbindbarer Saugkanal 32 ist in einem zentralen Teil des hinteren Gehäuses 13 ausgebildet. Eine Positionierfläche 33 ist um ein Ende des Saugkanals 32 herum auf der Seite des Hohlraums 27 gebildet. Der Hohlraum 27 und der Saugkanal 32 bilden Teil eines Saugdruckbereichs des Verdichters.
Ein Kanaltrennkolben 28 ist gleitbeweglich in dem Hohlraum 27 angeordnet. Eine Saugkanalöffnungsfeder (Wickelfeder) 29 ist zwischen dem Kanaltrennkolben 28 und einer in dem Hohlraum 27 gebildeten Schulter angeordnet, um den Kanaltrennkolben 28 in Richtung auf die Taumelscheibe 23 vorzuspannen. Ein hinterer Endteil der Antriebswelle 16 ist in den Kanaltrennkolben 28 eingeführt und in einem in dem Kanaltrennkolben 28 angeordneten Radiallager 30 gelagert. Das Radiallager 30 ist in dem Kanaltrennkolben 28 durch einen Schnappring 31 gehalten und ist zusammen mit der Antriebswelle 16 entlang der Achse L axial bewegbar. Der hintere Endteil der Antriebswelle 16 ist in dem Radiallager 30 an dem in dem Hohlraum 27 angeordneten Kanaltrennkolben 28 drehbar gelagert. Eine Schließfläche 34 ist an dem hinteren Ende der Bodenwand des Kanaltrennkolbens 28 ausgebildet. Die Schließfläche 34 kommt mit der Positionierfläche 33 in Kontakt und wird von derselben getrennt, wenn der Kanaltrennkolben 28 axial bewegt wird. Wenn die Schließfläche 34 mit der Positionierfläche 33 in Kontakt ist, ist der Saugkanal 32 von dem Raum in dem Hohlraum 27 getrennt.
Ein Drucklager 35 ist gleitbeweglich auf der Antriebswelle 16 zwischen der Taumelscheibe 23 und dem Kanaltrennkolben 28 gehalten. Die Taumelscheibe 23, das Drucklager 35 und der Kanaltrennkolben 28 werden durch die Elastizität der Wickelfeder 26 und der Saugkanalöffnungsfeder 29 in Kontakt miteinander gehalten. Wenn also die Taumelscheibe 23 in Richtung auf den Kanaltrennkolben 28 gleitet und die Neigung der Taumelscheibe 23 zunimmt, wird der Kanaltrennkolben 28 entgegen der Elastizität der Saugkanalöffnungsfeder 29 zu einer Bewegung in Richtung auf die Positionierfläche 33 gezwungen und schließlich kommt die Schließfläche 34 des Kanaltrennkolbens 28 mit der Positionierfläche 33 in Kontakt, um die weitere Neigung der Taumelschei be 23 zu begrenzen. In diesem Zustand weist die Taumelscheibe 23 eine minimale Neigung auf, die etwas größer als 0° ist.
Der Zylinderblock 12 weist eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 12a um die Antriebswelle 16 herum auf, und in den Zylinderbohrungen 12a sind einfachwirkende Kolben 36 hin- und herbeweglich angeordnet. Ein vorderer Endteil jedes Kolbens 36 (ein der kompressionsseitigen Oberfläche gegenüberliegender Endteil) ist über ein Paar von Schuhen 37 mit einem peripheren Teil der Taumelscheibe 23 verbunden. Jeder Kolben steht also über die Schuhe 37 mit der Taumelscheibe 23 in Wirkverbindung, um eine Rotationsbewegung der Taumelscheibe 23 in eine hin- und hergehende Bewegung der über die Schuhe 37 mit der Taumelscheibe 23 in Wirkverbindung stehenden Kolben 36 umzuwandeln.
Wenn sich die Neigung der Taumelscheibe 23 ändert, ändern sich der Hub der Kolben 36 und die Förderleistung entsprechend. Der obere Totpunkt des Kolbens 36 in der Zylinderbohrung 12a bleibt im Wesentlichen konstant und nur der untere Totpunkt des Kolbens verändert sich. Der obere Totraum in der Zylinderbohrung 12a bei in der oberen Totpunktstellung befindlichem Kolben 36 ist nahezu gleich Null.
Das hintere Gehäuse 13 weist eine im Wesentlichen ringförmige Saugkammer 38 auf, welche einen Teil des Saugdruckbereichs bildet, und eine im Wesentlichen ringförmige Ausstoßkammer 39, welche einen Ausstoßdruckbereich bildet, angeordnet um die ringförmige Saugkammer 38 herum. Die Saugkammer 38 kommuniziert mit dem Hohlraum 27 mittels einer Öffnung 45, welche in der Ventilplatte 14 ausgebildet ist. Wenn die Schließfläche 34 des Kanaltrennkolbens 28 mit der Positionierfläche 33 in Kontakt gebracht wird, wird die Öffnung 45 von dem Saugkanal 32 getrennt.
Die Ventilplatte 14 weist Saugöffnungen, welche jeweils in die Zylinderbohrungen 12a münden, Saugventile 41 zum Öffnen und Schließen der Saugöffnungen 40, Ausstoßöffnungen 42 und Ausstoßventile 43 zum Öffnen und Schließen der Ausstoßöffnungen 42 auf. Ein Kältemittelgas, welches von einer externen Vorrichtung in die Saugkammer 38 eingespeist wird, wird durch den Saug hub des jeweiligen Kolbens 36 durch die Saugöffnung 40 und das Saugventil 41 in die Zylinderbohrung 12a gesaugt. Das in die Zylinderbohrung 12a gesaugte Kältemittelgas wird durch die Ausstoßöffnung 42 und das Ausstoßventil 43 durch den Kompressionshub des Kolbens 36 in die Ausstoßkammer 39 ausgestoßen. Eine Kompressionsreaktionskraft, welche durch den Kolben 36 auf das rotierende Stützglied 22 wirkt, wenn der Kolben 36 das Kältemittelgas komprimiert, wird von einem Drucklager 44 aufgenommen, welches zwischen dem rotierenden Stützglied 22 und der inneren Oberfläche der vorderen Endwand des vorderen Gehäuses 11 angeordnet ist.
In der Antriebswelle 16 ist ein Kanal 46 entlang ihrer Achse ausgebildet. Der Kanal 46 weist ein vorderes Ende 46a auf, welches in einen Bereich nahe der Lippendichtung 21 in der Kurbelkammer 15 mündet, und ein hinteres Ende 46b, welches in einen Raum mündet, der durch den Kanaltrennkolben 28 definiert ist. Der Kanaltrennkolben 28 weist an seiner Seitenwand einen Druckentlastungsdurchlass 47 auf, der in den Hohlraum 27 mündet. Der Kanal 46 und der Druckentlastungsdurchlass 47 bilden einen Abzapfkanal.
Ein Zuführungskanal 48 ist durch den Zylinderblock 12 und das hintere Gehäuse 13 hindurchgehend ausgebildet, um die Ausstoßkammer 39 und die Kurbelkammer 15 zu verbinden. Ein Leistungssteuerventil 49 ist in dem Zuführungskanal 48 angeordnet. Ein druckfühlender Kanal 50 ist in dem hinteren Gehäuse 13 gebildet, um das Leistungssteuerventil 49 und den Saugkanal 32 zu verbinden.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, gemäß welcher ein Ventilgehäuse 51 und eine Solenoideinheit 52 in einem mittleren Teil des Leistungssteuerventils 49 miteinander verbunden sind. Eine Ventilkammer 53 ist zwischen dem Ventilgehäuse und der Solenoideinheit 52 gebildet. Ein Ventilelement 54 ist in der Ventilkammer 53 angeordnet. Eine Ventilöffnung erstreckt sich entlang der Achse des Ventilgehäuses 51 und gegenüberliegend zu dem Ventilelement 54. Eine Ventilöffnungsfeder 56 ist zwischen dem Ventilelement 54 und einer die Ventilkammer 53 definierenden Wandung angeordnet zum Vorspannen des Ventilelementes 54 in Öffnungsrichtung der Ventilöffnung 55. Die Ventilkam mer 53 kommuniziert mit der Ausstoßkammer 39 über den Zuführungskanal 48.
Eine druckfühlende Kammer 58 ist in einem oberen Teil des Ventilgehäuses 51 ausgebildet und ist mit dem druckfühlenden Kanal 50 verbunden. Ein Balg 60, d.h. eine druckfühlende Vorrichtung, ist in der druckfühlenden Kammer 58 aufgenommen. Die druckfühlende Kammer 58 und die Ventilkammer 53 sind durch eine Trennwand 57 des Ventilgehäuses 51 voneinander getrennt, wobei ein Durchgangsloch 61 in der Trennwand 57 gebildet ist, um die Kammern 58 und 53 zu verbinden. Ein Abschnitt des Durchgangslochs 61 auf der Seite des Ventilelementes 54 dient als die Ventilöffnung 55. Ein druckfühlender Stab 62 ist gleitbeweglich in das Durchgangsloch 61 eingesetzt. Das Ventilelement 54 und der Balg 60 sind durch den druckfühlenden Stab 62 operativ verbunden. Ein Abschnitt des druckfühlenden Stabs 62 auf der Seite des Ventilelementes 54 ist reduziert, um einen Durchlass für das Kältemittelgas in der Ventilöffnung 55 zu bilden.
Eine Öffnung 63 ist in dem Ventilgehäuse 51 in einem Teil zwischen der Ventilkammer 53 und der druckfühlenden Kammer 58 so ausgebildet, dass sie die Ventilöffnung 55 senkrecht schneidet. Die Öffnung 63 kommuniziert mit der Kurbelkammer 15 über den Zuführungskanal 48; d.h. die Ventilkammer 53, die Ventilöffnung 55 und die Öffnung 63 sind Teil des Zuführungskanals 48. Ein stationärer Kern 64 ist in einem oberen Teil einer Kernkammer 65 angeordnet, welche in der Solenoideinheit 52 gebildet ist, um eine Solenoidkammer 66 zu definieren. Ein beweglicher Kern 67, der die Gestalt eines Zylinders mit Boden aufweist, ist axialbeweglich in der Solenoidkammer 66 angeordnet. Eine Feder 68 ist zwischen dem beweglichen Kern 67 und der Bodenwand der Kernkammer 65 angeordnet. Die Federkonstante der Feder 68 ist kleiner als die der Ventilöffnungsfeder 56.
Der stationäre Kern 64 weist ein axiales Durchgangsloch 69 auf, welches in die Solenoidkammer und in die Ventilkammer 53 mündet. Ein Solenoidstab 70, welcher integral geformt mit dem Ventilelement 54 ausgebildet ist, ist gleitbeweglich in dem Durchgangsloch 69 angeordnet. Ein Ende des Solenoidstabs 70 auf der Seite des beweglichen Kerns 67 ist durch die Vorspannkräfte der Ven tilöffnungsfeder 56 und der Feder 68 in Kontakt mit dem beweglicher Kern 67 gehalten. Der bewegliche Kern 67 und das Ventilelement 54 sind durch den Solenoidstab 70 operativ verbunden. Ein zylinderförmiges Solenoid 74 ist um den stationären Kern 64 und den beweglichen Kern 67 herum angeordnet, so dass es sich über beide Kerne 64 und 67 erstreckt.
Wie in 1 dargestellt, ist der Taumelscheibenverdichter durch den Saugkanal 32, über den das Kältemittelgas in die Saugkammer 38 gesaugt wird, und einen Ausstoßflansch 75, durch den das Kältemittelgas aus der Ausstoßkammer 39 ausgestoßen wird, mit einem externen Kältemittelkreis 76 verbunden. Der externe Kältemittelkreis 76 weist einen Verflüssiger 77, ein Expansionsventil 78 und einen Verdampfer 79 auf. Der Taumelscheibenverdichter, der Verflüssiger 77, das Expansionsventil 78 und der Verdampfer 79 sind die Komponenten des Fahrzeug-Klimatisierungssystems.
Ein Verdampfertemperatursensor 81, ein Fahrgastraumtemperatursensor 82, ein Klimatisierungssystembetätigungsschalter 83, eine Fahrgastraumtemperatureinstellvorrichtung 84 und das Solenoid 74 des Leistungssteuerventils 49 sind mit einem Steuercomputer 85 verbunden. Der Steuercomputer 85 steuert den Strom, der dem Solenoid 74 zuzuführen ist, auf der Basis der gemessenen Temperaturen, welche von den Temperatursensoren 81 und 82 gemessen werden, eines Signals, welches den Zustand des Klimatisierungssystembetätigungsschalter 83 angibt, und eines Einstelltemperatursignals, welches eine Einstelltemperatur angibt, die durch Betätigung der Fahrgastraumtemperatureinstellvorrichtung 84 eingestellt wird.
Es folgt nun die Beschreibung der Arbeitsweise des Taumelscheiben-Kältemittelverdichters.
Wenn sich der Klimatisierungssystembetätigungsschalter 83 in einem EIN-Zustand befindet und eine von dem Fahrgastraumtemperatursensor 81 gemessene Fahrgastraumtemperatur nicht niedriger ist als eine eingestellte Temperatur, gibt der Steuercomputer 85 einen Befehl zum Erregen des Solenoids 74. Dann wird dem Solenoid 74 ein vorgegebener Strom zugeführt und zwischen den Kernen 64 und 67 wirkt eine Anziehungskraft von einer Größe, die dem dem Solenoid 74 zugeführten Strom proportional ist. Die Anziehungskraft wird durch den Solenoidstab 70 auf das Ventilelement 54 übertragen und wirkt in einer Richtung zum Reduzieren der Öffnung des Leistungssteuerventils 49 entgegen der Elastizität der Ventilöffnungsfeder 56. Ein bewegliches Ende des Balgs 60 wird gemäß der Veränderung des in dem Saugkanal 32 herrschenden und durch den druckfühlenden Kanal 50 auf die druckfühlende Kammer 58 wirkenden Saugdruck verschoben. Der Balg 60 spricht auf den Saugdruck an, wenn das Solenoid 74 erregt ist. Die Verschiebung des beweglichen Endes des Balgs wird durch den druckfühlenden Stab 62 auf das Ventilelement 54 übertragen. Die Öffnung des Leistungssteuerventils 49 ist abhängig vom Gleichgewicht der Kräfte, welche von der Solenoideinheit 52, dem Balg 60 und der Ventilöffnungsfeder 56 erzeugt werden.
So ist zum Beispiel die Differenz zwischen der von dem Fahrgastraumtemperatursensor 82 gemessenen Fahrgastraumtemperatur und der von der Fahrgastraumtemperatureinstellvorrichtung 84 eingestellten Einstelltemperatur groß, wenn die Kühllast hoch ist. Der Steuercomputer 85 steuert den dem Solenoid 74 zuzuführenden Strom zum Variieren des Einstellsaugdrucks auf der Basis der gemessenen Fahrgastraumtemperatur und der eingestellten Fahrgastraumtemperatur; d.h. der Steuercomputer 85 erhöht den Strom gemäß der Zunahme der Differenz zwischen der gemessenen Fahrgastraumtemperatur und der eingestellten Fahrgastraumtemperatur. Als eine Folge davon erhöht sich die zwischen dem stationären Kern 64 und dem beweglichen Kern 67 wirkende Anziehungskraft, um die auf das Ventilelement 54 wirkende Kraft zu erhöhen, um die Öffnung des Leistungssteuerventils 49 zu reduzieren, und das Ventilelement 54 wird zu einer Öffnungs- und Schließoperation bei einem niedrigeren Saugdruck betätigt. Somit arbeitet das Leistungssteuerventil 49 so, dass der Saugdruck auf einem niedrigeren Niveau gehalten wird, wenn der dem Solenoid 74 zugeführte Strom erhöht wird.
Wenn das Ventilelement 54 in eine Richtung zum Reduzieren der Öffnung des Leistungssteuerventils 49 verschoben wird, wird die Fließrate des Kältemittelgases, welches von der Ausstoßkammer 39 durch den Saugkanal 48 in die Kurbelkammer 15 strömt, erniedrigt. Andererseits strömt das Kältemittelgas von der Kurbelkammer 15 durch den Kanal 46 und den Druckentlastungsdurchlass 47 in die Saugkammer 38 und der Druck in der Kurbelkammer 15 fällt. Wenn die Kühllast hoch ist, ist der Saugdruck in den Zylinderbohrungen 12a hoch und die Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 15 und dem Saugdruck in den Zylinderbohrungen 12a nimmt ab, wodurch die Neigung der Taumelscheibe 23 dazu tendiert, größer zu werden.
In einem Zustand, wo die effektive Querschnittsfläche des Zuführungskanals 48 Null ist, d.h. einem Zustand, wo die Ventilöffnung 55 durch das Ventilelement 54 des Leistungssteuerventils 49 vollständig verschlossen ist, ist die Zufuhr des Hochdruckkältemittelgases von der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 unterbrochen. Dann nähert sich der Druck in der Kurbelkammer 15 dem Druck in der Saugkammer 38 an und die Taumelscheibe 23 nimmt ihre maximale Schrägstellung ein.
Wenn die Kühllast niedrig ist, ist die Differenz zwischen der Fahrgastraumtemperatur und der eingestellten Temperatur klein. Der Steuercomputer 85 gibt einen Befehl zum Zuführen kleinerer Ströme für eine niedrigere Fahrgastraumtemperatur. Dementsprechend ist die zwischen dem stationären Kern 64 und dem beweglichen Kern 67 wirkende Anziehungskraft gering und die auf das Ventilelement 54 in einer Richtung zum Reduzieren der Öffnung des Leistungssteuerventils 49 wirkende Kraft wird erniedrigt. Das Ventilelement 45 wird, zum Öffnen und Schließen durch einen höheren Saugdruck betätigt. Somit arbeitet das Leistungssteuerventil 49 so, dass der Saugdruck auf einem höheren Niveau gehalten wird, wenn der dem Solenoid 74 zugeführte Strom erniedrigt wird.
Wenn das Ventilelement 54 betätigt wird, so dass die Öffnung des Leistungssteuerventils 49 vergrößert wird, wird die Fließrate des Kältemittelgases, welches von der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 strömt, erhöht, um den Druck in der Kurbelkammer 15 anzuheben. In einem Zustand, wo die Kühllast niedrig ist, ist der Saugdruck in den Zylinderbohrungen 12a niedrig und die Differenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 15 und dem Saugdruck in den Zylinderbohrungen 12a nimmt zu, und als eine Folge davon tendiert die Neigung der Taumelscheibe 23 dazu, kleiner zu werden.
Wenn die Kühllast gegen Null geht, nähert sich die Temperatur des Verdampfers 79 einer Reifbildungstemperatur, bei der der Verdampfer 79 beginnt, Reif anzusetzen. Die Reifbildungstemperatur spiegelt einen Zustand wider, in dem mit Reifansatz am Verdampfer 79 zu rechnen ist. Wenn die Temperatur des Verdampfers 79 unter die Reifbildungstemperatur fällt, stellt der Steuercomputer 85 einen Befehl bereit zum Entregen des Solenoids 74. Der Steuercomputer 85 stellt einen Befehl zum Entregen des Solenoids 74 auch dann bereit, wenn der Klimatisierungssystembetätigungsschalter 83 offen ist.
Die Zuführung von elektrischem Strom zu dem Solenoid 74 wird unterbrochen, um das Solenoid 74 zu entgegen, und die zwischen dem stationären Kern 64 und dem beweglichen Kern 67 wirkende Anziehungskraft verschwindet. Als eine Folge davon wird das Ventilelement 54 durch die Elastizität der Ventilöffnungsfeder 56 entgegen der Elastizität der Feder 68, welche durch den beweglichen Kern 67 und das Solenoid 74 hierauf wirkt, nach unten verschoben, um die Ventilöffnung 55 vollständig zu öffnen. Damit fließt das Hochdruckkältemittelgas bei einer hohen Fließrate von der Ausstoßkammer 39 durch den Zuführungskanal 48 in die Kurbelkammer 15 und der Druck in der Kurbelkammer 15 steigt. Als eine Folge davon verringert sich die Neigung der Taumelscheibe 23 auf ihren minimalen Neigungswinkel.
Der Betrieb des Leistungssteuerventils 49 variiert je nach Stärke des elektrischen Stroms, der dem Solenoid 74 zugeführt wird. Das Leistungssteuerventil 49 wird bei einem niederen Saugdruck betrieben, wenn der elektrische Strom groß ist, und wird bei einem hohen Saugdruck betrieben, wenn der elektrische Strom klein ist. Der Verdichter ändert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 und seine Förderleistung, um den Saugdruck bei dem eingestellten Saugdruck zu halten. Im Einzelnen wirkt das Leistungssteuerventil 49 sowohl zum Ändern des Einstellsaugdrucks durch Ändern des Eingangsstroms als auch zum Bewirken, dass der Verdichter bei seiner minimalen Leistung unabhängig vom Saugdruck arbeitet. Der mit dem Leistungssteuerventil 49 versehene Verdichter ändert die Kühlleistung eines Kühlkreises.
Wenn die Taumelscheibe 19 ihre minimale Neigung innehat, kommt die Schließfläche 34 des Kanaltrennkolbens 28 mit der Positionierfläche 33 in Kontakt, um den Saugkanal 32 von dem Hohlraum 27 zu trennen. In diesem Zustand ist die effektive Querschnittsfläche des Saugkanals 32 Null und der Fluss des Kältemittelgases von dem externen Kältemittelkreis 76 in die Saugkammer 38 wird unterbrochen. Der minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 ist geringfügig größer als 0°. Die Taumelscheibe 23 hat ihre minimale Schrägstellung inne, wenn der Kanaltrennkolben 28 in einer Trennposition angeordnet ist, in der der Kanaltrennkolben 28 den Saugkanal 32 von dem Hohlraum 27 trennt. Die Position des Kanaltrennkolbens 28 variiert zwischen der Trennposition und einer Verbindungsposition zum Verbinden des Saugkanals 32 und des Hohlraums 27 in Abhängigkeit von der Variation der Neigung der Taumelscheibe 23.
Weil der minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 nicht gleich 0° ist, wird das Kältemittelgas von den Zylinderbohrungen 12a in die Ausstoßkammer 39 ausgestoßen, während der Verdichter mit der Taumelscheibe 23 bei der minimalen Schrägstellung arbeitet. Das von den Zylinderbohrungen 12a in die Ausstoßkammer 39 ausgestoßene Kältemittelgas strömt durch den Zuführungskanal 48 in die Kurbelkammer 15 und strömt weiter durch den Kanal 46 und den Druckentlastungsdurchlass 47 in die Saugkammer 38. Sodann wird das Kältemittelgas aus der Saugkammer 38 in die Zylinderbohrungen 12a gesaugt und dann wieder in die Ausstoßkammer 39 ausgestoßen. Auf diese Weise wird ein die Ausstoßkammer 39 passierender Zirkulationskreislauf, d.h. der Ausstoßdruckbereich, der Zuführungskanal 48, die Kurbelkammer 15, der Kanal 46, der Druckentlastungsdurchlass 47, der Hohlraum 27, die Saugkammer 38, d.h. der Saugdruckbereich, und die Zylinderbohrungen 12a, in dem Verdichter gebildet, wenn die Taumelscheibe 23 ihre minimale Schrägstellung innehat. In diesem Zustand besteht eine Druckdifferenz zwischen der Ausstoßkammer 39 und der Kurbelkammer 15 und der Saugkammer 38. Aus diesem Grund kann Schmieröl, welches von dem Kältemittelgas mitgeführt wird, den Gleitflächen der Komponenten des Verdichters zugeführt werden, wenn das Kältemittelgas durch den Zirkulationskreislauf zirkuliert.
Konstruktive Gestaltung der Taumelscheibe
Die Oberflächenkonstruktion der Taumelscheibe, die ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, gemäß welcher die Taumelscheibe 23 einen zentralen, hervorstehenden Flächenteil 91 und einen peripheren Teil 92 aufweist, welcher den Flächenteil 91 umgibt und die Gestalt eines Flansches aufweist. Die Dicke des Flächenteils 91 ist größer als die des peripheren Teils 92. Der Flächenteil 91 weist das zentrale Durchgangsloch 23a und das Gegengewicht 23b auf. Der periphere Teil 92 der Taumelscheibe 23 weist eine vordere Oberfläche 92a auf, welche dem in der Kurbelkammer 15 angeordneten rotierenden Stützglied 22 zugekehrt ist, und eine hintere Oberfläche 92b, welche dem Kopfteil 36a des einfachwirkenden Kolbens 36 zugekehrt ist. Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der hintere Endteil 36b jedes einfachwirkenden Kolbens 36 gegenüber dem Kopfteil 36a desselben ein Paar von sphärischen Oberflächen 36c zum gleitbeweglichen Führen des Paares von Schuhen 37 entlang einem Führungskreis, welcher in 4 durch eine Linie mit kurzen und langen Strichen bezeichnet ist, auf. Die Schuhe 37 sind zwischen dem Paar von sphärischen Oberflächen 36c und dem peripheren Teil 92 der Taumelscheibe 23, welcher in dem Raum zwischen den sphärischen Oberflächen 36c eingefügt ist, gehalten. Die Schuhe 37 sind also an dem hintere Endteil 36b des einfachwirkenden Kolbens 36 drehbar gehalten, und der hintere Endteil 36b ist mit dem peripheren Teil 92 der Taumelscheibe 23 durch die Schuhe 37 verbunden.
4 zeigt Oberflächenschichten, welche an den einander gegenüberliegenden Oberflächen 92a und 92b des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe 23 gebildet sind. Eine vordere Schicht 93 ist an der vorderen Oberfläche des peripheren Teils 92 gebildet, eine erste hintere Schicht 94 ist an der hinteren Oberfläche des peripheren Teils 92 gebildet, und eine zweite hintere Schicht 95 ist an der ersten hinteren Schicht 94 gebildet. Die vordere Schicht 93 ist die äußerste Oberflächenschicht an der vorderen Seite der Taumelscheibe 23. Die zweite hintere Schicht 95 ist die äußerste Oberflächenschicht an der hinteren Seite der Taumelscheibe 23, und die erste hintere Schicht 94 ist eine Zwischenschicht, welche sandwichartig zwischen der äußersten Schicht und dem peripheren Teil der Taumelscheibe 23 angeordnet ist. In der vorliegenden Beschreibung wird ein Teil der Taumelscheibe 23, welcher die vordere Schicht 93, die erste hintere Schicht 94 und die zweite hintere Schicht 95 ausschließt, d.h. ein Teil, der aus dem Flächenteil 91 und dem peripheren Teil 92 besteht, als "Körper" bezeichnet.
Der Körper der Taumelscheibe 23 ist aus einem Eisen-basierten oder einem Aluminium-basierten Material hergestellt. Jeder der einfachwirkenden Kolben 36 ist aus einem Aluminium-basierten Material als leichtgewichtiges Glied hergestellt. Die Schuhe 37 sind aus einem Eisen-basierten Material, z.B. einem Lagerstahl, hergestellt. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Eisen-basiertes Material" reines Eisen oder eine Legierung, welche Eisen als Hauptkomponente enthält, und der Ausdruck "Aluminium-basiertes Material" bedeutet reines Aluminium, eine Legierung, welche Aluminium als Hauptkomponente enthält, oder eine intermetallische Verbindung, welche Aluminium enthält. Aluminium-Legierungen, welche zur Bildung des Körpers der Taumelscheibe geeignet sind, sind Al-Si-Legierungen, Al-Si-Mg-Legierungen, Al-Si-Cu-Mg-Legierungen und Aluminium-Legierungen ohne Si.
Vordere Schicht und erste hintere Schicht
Die vordere Schicht 93 und die erste hintere Schicht 94 sind aus dem gleichen Material gebildet. Die vordere Schicht 93 und die erste hintere Schicht 94 sind Kupfer-basierte Legierungsschichten, Zinn-basierte Legierungsschichten oder Alumite-Schichten (Schichten, welche durch die anodische Oxidation von Aluminium erzeugt werden), je nach Material des Körpers (91, 92). Bevorzugt sind die jeweiligen Dicken der vorderen Schicht 93 und der ersten hinteren Schicht 94 in einem Bereich von 2 bis 500 Mikrometer (μm) angesiedelt. Bevorzugt sind die Kupfer-basierten Legierungsschichten nach einem Metallsprühverfahren gebildet. Das Metallsprühverfahren kann entweder nach einem Schichtbildungsverfahren durchgeführt werden, bei dem ein geschmolzenes Metall, hergestellt durch vollständiges Schmelzen eines Metallpulvers, welches versprüht werden soll, erstarren gelassen wird, oder nach einem Verfahren, bei dem ein Metallpulver, welches versprüht werden soll, teilweise geschmolzen wird, ohne die Struktur des Metallpulvers zu verändern. Obgleich reines Kupfer (Cu) für das Metallsprühverfahren verwendet werden kann, ist es zu bevorzugen, eine Cu-Sn-Legierung zu verwenden, welche Cu und 2 bis 15 Gew.-% Zinn (Sn) enthält, welches als ein Verstärkungselement dient. Die Cu-basierte Legierung kann 2 bis 30 Gew.-% Blei (Pb) enthalten, welches Anpassungsfähigkeit und eine niedrige Reibungseigenschaft bereitstellt. Die Cu-basierte Legierung kann ferner 0,1 Gew.-% oder weniger Phosphor (P) und 5 Gew.-% oder weniger Silber (Ag) enthalten. Ein Kupfersprühverfahren, welches für die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann, ist im Detail in der Schrift International Publication Nr. WO 95/25224 beschrieben.
Die Zinn-basierten Legierungsschichten aus einer Zinn-basierten Legierung können nach einem ähnlichen Metallsprühverfahren gebildet werden. An Stelle der Zinn-basierten Legierung kann reines Zinn verwendet werden.
Die Alumite-Schichten können gebildet werden, indem der Körper aus einem Aluminium-basierten Material einem Standardanodisierverfahren unterworfen wird. Bevorzugt ist die Dicke der Alumite-Schicht, d.h. ein anodischer Überzug, im Bereich von 2 bis 20 Mikrometer (μm) angesiedelt. Im allgemeinen ist der anodische Überzug dicht, hart und weist eine hohe Abrasionsresistenz und ausgezeichnete Haftung zu einer Basis aus einer Aluminiumlegierung auf.
Zweite hintere Schicht
Die zweite hintere Schicht 95, d.h. eine äußerste hintere Schicht, ist eine Festschmierstoffschicht, welche mindestens in einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält. Bevorzugt ist die Dicke der Festschmierstoffschicht in einem Bereich von 0,5 bis 50 μm, noch bevorzugter in einem Bereich von 0,5 bis 10 μm angesiedelt.
Konkret ist die Festschmierstoffschicht eine Schicht aus einem anorganischen oder einem organischen Festschmierstoff oder eine Harzschicht, welche einen anorganischen oder organischen Festschmierstoff enthält. Mögliche anorganische Festschmierstoffe sind Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphit, Bornitrid, Antimonoxid, Bleioxid, Blei (Pb), Indium (In) und Zinn (Sn). Mögliche organische Festschmierstoffe sind Kohlenwasserstoffharze, z.B. Polytetrafluorethylenharze (PTFE-Harze) und ungesättigte Polyesterharze.
Taumelscheiben, jeweils versehen mit einer vorderen Schicht 93, einer ersten hinteren Schicht 94 und einer zweiten hinteren Schicht 95 in Beispielen 1 bis 7 und Taumelscheiben nach dem Stand der Technik in Vergleichsbeispielen 1 und 2, werden im Folgenden beschrieben.
Beispiel 1
Eine Kupfer-basierte Legierung mit 5 bis 10 Gew.-% Sn und 1 bis 10 Gew.-% Pb wurde mit einer Pulverzuführungsrate von 50 g/min mit einer Sprühstrahlpistole (Diamond Jet Gun, erhältlich von der Herstellerfirma in Japan namens "Daiichi Metakon") auf die einander gegenüberliegenden Oberflächen des aus einem Eisen-basierten Material gebildeten Körpers einer Taumelscheibe gesprüht. Die vordere und die hintere Oberfläche des peripheren Teils 92 des Körpers wurden nach erfolgter Abkühlung der aufgesprühten Kupferbasislegierungsüberzüge geschliffen, um eine vordere Schicht 93 und eine erste hintere Schicht 94 von ca. 150 μm Dicke zu bilden. Die Oberfläche der vorderen Schicht 93 und die der ersten hinteren Schicht 94 wurden gereinigt und entfettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b des peripheren Teils der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe einer Eignungsprüfung zu unterziehen. Während der Eignungsprüfung wurde ein Schmieröl mit einer Rate zugeführt, die ca. 10 % der Rate betrug, mit der das Schmieröl für den praktischen Betrieb des Taumelscheibenverdichters mit einfachwirkendem Kolben zugeführt wird, und die Antriebswelle 16 wurde mit ca. 3000 U/min für fünfzehn min rotieren gelassen.
Nach der Eignungsprüfung wurden die vordere und die hintere Oberfläche der Taumelscheibe beobachtet, um die vordere und die hintere Oberfläche auf Rissbildung und Fressen zu untersuchen. Es wurde kein Defekt gefunden.
Beispiel 2
Eine Zinn-basierte Legierung wurde mit einer Pulverzuführungsrate von 50 g/min mit der gleichen Sprühpistole auf die einander gegenüberliegenden Oberflächen des aus einem Eisen-basierten Material hergestellten Körpers einer Taumelscheibe gesprüht. Die vordere und die hintere Oberfläche des peripheren Teils 92 wurden nach erfolgter Abkühlung der aufgesprühten Zinn-basierten Legierungsüberzüge geschliffen, um eine vordere Schicht 93 und eine erste hintere Schicht 94 von ca. 150 μm Dicke zu bilden. Anschließend wurden die Oberfläche der vorderen Schicht 93 und die der ersten hinteren Schicht 94 gereinigt und entfettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche in den Schichten, gefunden.
Beispiel 3
Zinn-basierte Legierungsüberzüge wurden durch Plattieren der einander gegenüberliegenden Oberflächen des aus einem Aluminium-basierten Material hergestellten Körpers einer Taumelscheibe gebildet. Die vordere und die hintere Oberfläche des peripheren Teils 92 wurden geschliffen, um eine vordere Schicht 93 und eine erste hintere Schicht 94 von ca. 150 μm Dicke zu bilden.
Anschließend wurden die Oberfläche der vorderen Schicht 93 und die der ersten hinteren Schicht 94 gereinigt und entfettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b des peripheren Teils der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche, gefunden.
Beispiel 4
Der aus einem Aluminium-basierten Material gebildete Körper einer Taumelscheibe wurde in eine Schwefelsäurelösung oder eine Oxalsäurelösung getaucht und einem Anodisierprozess unterworfen, um einen Oxidfilm (Alumite-Schicht) auf der Oberfläche des aus dem Aluminium-basierten Material hergestellten Körpers zu bilden. Der Körper der Taumelscheibe wurde mit Wasser gewaschen. Die gemessenen Dicken der die vordere Schicht 93 und die hintere Schicht 94 bildenden Alumite-Schichten betrugen jeweils ca. 15 μm. Die Oberflächen der Alumite-Schichten wurden gereinigt und entfettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b des peripheren Teils der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben ein gebaut, und der Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche, gefunden.
Beispiel 5
Die Oberfläche eines aus einem Aluminium-basierten Material hergestellten Körpers einer Taumelscheibe wurde gereinigt und entfettet, und nur die hintere Oberfläche des Körpers wurde durch ein Sandstrahlverfahren aufgeraut. Nur die hintere Oberfläche des Körpers wurde durch einen Transferbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke Festschmierstoffschicht von dem Molybdändisulfid enthaltenden Polyamidimid-Harz zu bilden. Die Taumelscheibe gemäß Beispiel 5 weist keine Schichten auf, welche zu der vorderen Schicht 93 und der ersten hinteren Schicht 94 der Taumelscheibe von Beispiel 4 korrespondieren, und die Festschmierstoffschicht aus dem Molybdändisulfid enthaltenden Polyamidimid-Harz, welche zu der zweiten hinteren Schicht 95 korrespondiert, ist direkt auf dem Körper aus dem Aluminiumbasierten Material gebildet.
Bevorzugt liegt die Oberflächenrauheit Rz des Körpers der Taumelscheibe in einem Bereich von 0,4 bis 15 μm, noch bevorzugter in einem Bereich von 4 bis 10 μm. Der Oberflächenaufrauprozess verbessert die Haftung der Festschmierstoffschicht zu der Oberfläche des Körpers. Das Transfer-Beschichtungsverfahren bringt ein Harz, welches einen Festschmierstoff enthält, auf eine Transferfläche einer Transferbeschichtungsunterlage auf und presst die Transferfläche der Transferbeschichtungsunterlage gegen die Oberfläche des Körpers der Taumelscheibe, um das festschmierstoffhaltige Harz von der Transferfläche auf die Oberfläche des Körpers der Taumelscheibe zu transferieren.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche, gefunden.
Beispiel 6
Ein Zinn-basierter Legierungsüberzug wurde gebildet durch Plattieren nur der hinteren Oberflächen des aus einem Aluminium-basierten Material hergestellten Körpers einer Taumelscheibe. Ein peripherer Teil 92 wurde geschliffen, um eine erste hintere Schicht 94 von ca. 150 μm Dicke zu bilden. Die Oberfläche der plattierten ersten hinteren Schicht 94 wurde gereinigt und entfettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche, in der vorderen und hinteren Oberfläche der Taumelscheibe gefunden.
Beispiel 7
Der aus einem Aluminium-basierten Material hergestellte Körper einer Taumelscheibe wurde in eine Schwefelsäurelösung oder eine Oxalsäurelösung getaucht und einem Anodisierprozess unterworfen, wobei der Körper als eine Anode verwendet wurde, um einen Oxidfilm (Alumite-Schicht) auf der hinteren Oberfläche des aus dem Aluminium-basierten Material hergestellten Körpers zu bilden. Der Körper der Taumelscheibe wurde mit Wasser gewaschen. Die gemessene Dicke der Alumite-Schicht, welche die hintere Schicht 94 bildet, betrug ca. 15 μm. Die Oberfläche der Alumite-Schicht wurde gereinigt und ent fettet, und sodann wurde die Oberfläche der ersten hinteren Schicht 94 durch einen Sprühbeschichtungsprozess mit einer Überzugsschicht aus einem Material beschichtet, welches durch Dispergieren von Molybdändisulfid-Partikeln mit Partikelgrößen im Bereich von 0,5 bis 20 μm in einem Polyamidimid-Harz hergestellt wird. Die Überzugsschicht wurde bei 200 °C eingebrannt. Die hintere Oberfläche 92b der Taumelscheibe wurde geschliffen, um eine 10 μm dicke zweite hintere Schicht 95 zu bilden.
Die so hergestellte Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. Es wurden keine Defekte, wie Risse und abrasiv geschädigte Bereiche, gefunden.
Vergleichsbeispiel 1
In Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Taumelscheibe hergestellt durch Beschichten eines Körpers ähnlich der Taumelscheibe von Beispiel 1, wobei nur die gleiche vordere Schicht 93 und die gleiche erste hintere Schicht 94 wie die aus der Kupfer-basierten Legierung von Beispiel 1 nach dem Metallsprühprozess gebildet wurden. Die Taumelscheibe von Vergleichsbeispiel 1 korrespondiert zu einer Taumelscheibe, welche durch Weglassen der zweiten hinteren Schicht 95 aus dem Molybdändisulfid enthaltenden Polyamidimid-Harz der Taumelscheibe von Beispiel 1 erhalten wird.
Die Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. In der ersten hinteren Oberfläche 94 aus der Kupferbasislegierung, welche nach dem Metallsprühverfahren hergestellt wurde, wurden Risse gefunden.
Vergleichsbeispiel 2
In Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Taumelscheibe hergestellt durch Beschichten eines Körpers ähnlich der Taumelscheibe von Beispiel 4, wobei nur die gleiche vordere Schicht 93 und die gleiche erste hintere Schicht 94 wie die aus Alumite von Beispiel 4 gebildet wurden. Die Taumelscheibe von Vergleichsbeispiel 2 korrespondiert zu einer Taumelscheibe, welche durch Weglassen der zweiten hinteren Schicht 95 aus dem Molybdändisulfid enthaltenden Polyamidimid-Harz der Taumelscheibe von Beispiel 4 erhalten wird.
Die Taumelscheibe wurde in den im Vorstehenden beschriebenen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben eingebaut, und der Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben wurde betrieben, um die Taumelscheibe der gleichen Eignungsprüfung zu unterziehen. In der ersten hinteren Oberfläche 94 aus Alumite wurden abrasiv geschädigte Bereiche gefunden.
Die Materialien der Taumelscheiben gemäß den Beispielen 1 bis 7 und gemäß der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sowie die Ergebnisse der Eignungstests dieser Taumelscheiben sind in der untenstehenden Tabelle 1 angegeben.
Es wurden keine Defekte in der hinteren Oberfläche der Taumelscheiben der Beispiele 1 bis 7 gefunden, welche mit der zweiten hinteren Oberflächenschicht, d.h. der Festschmierstoffschicht, versehen waren. Risse oder abrasiv beschädigte Bereiche wurden in der hinteren Oberfläche der Taumelscheiben von Vergleichsbeispiel 1 und 2 gefunden, welche aus dem gleichen Material wie die vordere Oberfläche derselben gebildet war.
Tabelle 1
Die Taumelscheiben der Beispiele 1 bis 7 werden nur auf der hinteren Seite des peripheren Teils 92 mit der Festschmierstoffschicht (einer Schicht aus einem Molybdändisulfid enthaltenden Polyamidimid-Harz) versehen. Die Dicke der Festschmierstoffschicht wird nach Bildung einer Festschmierstoffbeschichtung und Einbrennen der Festschmierstoffbeschichtung durch Schleifen auf 10 μm eingestellt. Das Schleifen der Festschmierstoffschicht zur Dickeneinstellung wird unter Verwendung der vorderen Oberfläche 92a, d.h. der Oberfläche der vorderen Schicht 93, welche nicht mit einer Festschmierstoffschicht belegt ist, als Bezugsebene durchgeführt, wie in 5 gezeigt. Eine derartige Dickeneinstellung ist möglich, weil die vordere Oberfläche des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe nicht mit einer Festschmierstoffschicht versehen ist. Der Vorteil, die Schmierstoffschichten nur auf der hinteren Seite des peripheren Teils der Taumelscheibe zu bilden, ist offensichtlich, verglichen mit dem Nachteil, die Festschmierstoffschichten auf beiden Seiten des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe zu bilden.
6 zeigt eine Taumelscheibe, welche durch Bilden einer ersten Schicht 96a und 96b, z.B. Sprühschichten aus Kupfer oder Zinn oder Alumite-Schichten, auf der vorderen und der hinteren Seite eines peripheren Teils 92 des Körpers einer Taumelscheibe, und Bilden einer zweiten Schicht 97a und 97b, d.h. Festschmierstoffschichten, auf der ersten Schicht 96a und 96b gebildet ist. Beim Schleifen der auf der vorderen und der hinteren Seite des peripheren Teils 92 gebildeten zweiten Schichten 97a und 97b zum Einstellen der Dicke der zweiten Schichten 97a und 97b (und damit der Dicke des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe) muss eine andere Oberfläche als die Oberfläche des peripheren Teils 92 als Bezugsebene verwendet werden.
Beim Messen und Kontrollieren der Dicke der Festschmierstoffschicht 97b auf der hinteren Seite des peripheren Teils 92 während eines Taumelscheibenherstellprozesses wird zum Beispiel die hintere Endoberfläche 91a des Flächenteils 91 als Bezugsebene verwendet, und es wird ein Parallelendmaß 98 auf die Referenzebene gesetzt und die Spitze des Messbolzens einer Messuhr 99 in Kontakt mit der Oberfläche der Festschmierstoffschicht 97b gebracht. Die Höhe H1 der hinteren Endoberfläche 91a, d.h. der Bezugsebene, über der Oberfläche der Festschmierstoffschicht 97b, wird mit der Höhe H2 derselben über der Oberfläche der ersten Schicht 96a verglichen. Messung und Management der Dicke der Festschmierstoffschicht 97a an der vorderen Seite des peripheren Teils 92 erfolgen auf ähnliche Weise. Eine von der gemessenen Oberfläche gesonderte Oberfläche muss als Bezugsebene verwendet werden, wenn die Festschmierstoffschichten auf beiden Seiten des peripheren Teils 92 gebildet werden und der Verbesserung der Genauigkeit der Dickenmessung sind daher Grenzen gesetzt, wodurch ein strenges Management der Dicke der Schicht und damit auch der Dicke der Taumelscheibe schwierig ist.
Wenn nur die Festschmierstoffschicht, d.h. die zweite hintere Oberfläche 95, auf der hinteren Seite des peripheren Teils 92 gebildet wird, wie in 5 gezeigt, kann die Oberfläche der vorderen Schicht 92, welche durch Schleifen fertigbearbeitet und nicht mit einer Schicht überzogen ist, als Bezugsebene verwendet werden. Die vordere Schicht 93 und die erste hintere Schicht 94 werden gebildet und durch Schleifen fertigbearbeitet, und die Entfernung zwischen der Oberfläche der vorderen Schicht 93 und der der ersten hinteren Oberfläche 94, d.h. eine primäre Dicke T1, wird durch Verwendung der Oberfläche der vorderen Schicht 93 als Bezugsebene gemessen. Die zweite hintere Schicht 95 wird auf der ersten hinteren Schicht 94 gebildet, und die Entfernung zwischen der Oberfläche der vorderen Schicht 93 und der der zweiten hinteren Schicht 95, d.h. eine sekundäre Dicke T2, wird gemessen. Die Dicke der zweiten hinteren Schicht 95 kann genau bestimmt werden durch Berechnen der Differenz (T2 – T1), d.h. der Differenz zwischen der sekundären Dicke T2 und der primären Dicke T1. Weil die dem peripheren Teil 92 am nächsten liegende Oberfläche, welche Dickenmanagement verlangt, als die Bezugsebene verwendet werden kann in der in 5 gezeigten Konstruktion, kann die Genauigkeit der Dickenmessung der Schicht verbessert, eine strenge Kontrolle der Dicke der Schicht erzielt und die Kontrolle der Dicke der Taumelscheibe leicht erzielt werden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Beispiele 1 bis 7 haben die folgenden vorteilhaften Wirkungen.

• Die vordere und die hintere Oberfläche des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe werden mit verschiedenen Materialien oder verschiedenen Oberflächenbehandlungsprozessen endbehandelt, und die zweite hintere Schicht 95 wird gebildet, nachdem die Oberflächenschicht auf der vorderen Seite vervollständigt worden ist. Als eine Folge davon kann die Dicke der zweiten hinteren Schicht 95 durch Verwendung der Oberfläche der vorderen Schicht als Bezugsebene kontrolliert werden. Die Dicke des peripheren Teils 92 der Taumelscheibe kann genau gemessen werden durch Verwendung der Oberfläche der vorderen Schicht nach Bilden der zweiten hinteren Schicht 95, so dass ein strenges Dickenmanagement der Taumelscheibe möglich ist.
• Weil die Genauigkeit der Dickenkontrolle der Taumelscheibe beträchtlich verbessert ist, kann der Totraum in dem Taumelscheibenverdichter bei in oberer Totpunktstellung befindlichem Kolben 36 genau gesetzt werden bei einem Wert nahe Null, wodurch der Verdichtungswirkungsgrad des Taumelscheibenverdichters verbessert wird.
• Die Antifresseigenschaften der Taumelscheibe 23 zur Verhinderung des Fressens zwischen der Taumelscheibe 23 und den Schuhen 37, wenn das Innere der Kurbelkammer in einen Trockenzustand überführt wird, können verbessert werden (Beispiele 1 bis 7).
• Die Festschmierstoffschicht, d.h. die äußerste Schicht an der hinteren Seite der Taumelscheibe verhindert wirksam die Entwicklung von Rissen in der Sprühschicht aus einer Kupferbasislegierung oder die abrasive Beschädigung der Alumite-Schicht, welche auf der hinteren Seite der Taumelscheibe gebildet ist (Beispiele 1 und 4 und Vergleichsbeispiele 1 und 2).

Aus dem Vergleich der Taumelscheiben von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 und der Taumelscheiben von Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 2 ergibt sich, dass es kaum nötig ist, eine Festschmierstoffschicht auf der vorderen Seite der Taumelscheibe in dem Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben zu bilden, weil das Ausmaß der Gleitreibung zwischen der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe und dem damit gepaarten Schuh 37, welche aus einer Reaktionskraft resultiert, die auf den Kolben 36 wirkt, wenn sich der Kolben 36 im Kompressionshub befindet, weit größer ist als das Ausmaß der Gleitreibung zwischen der vorderen Oberfläche (der Oberfläche der vorderen Schicht 93) der Taumelscheibe und dem damit gepaarten Schuh 37, wenn sich der Kolben 36 im Saughub befindet.
Wenn der Körper der Taumelscheibe 23 aus einem Eisen-basierten Material hergestellt ist, welches eine relative Dichte aufweist, die größer ist als die eines Aluminium-basierten Materials (Beispiele 1 und 2), dann weist die Taumel scheibe 23 eine große Trägheit auf. Die große Trägheit der Taumelscheibe verschlechtert die Antwort der Taumelscheibe hinsichtlich der Änderung ihrer Neigung nicht, selbst wenn der kupplungslose Verdichter unvermeidlich mit einer hohen Betriebsdrehzahl – entsprechend dem Betrieb des Motor 20 bei einer hohen Motordrehzahl – arbeitet.
Bei der vorliegenden Erfindung sind folgende Modifikationen möglich.

• Es wird ein Verdichter mit variabler Leistung gebildet, der eine Kältemittelkompressionseinheit und eine Solenoid-Kupplung zwischen der Kompressionseinheit und einer externen Antriebsleistungsquelle, z.B. einem Fahrzeugmotor, aufweist.
• Eine Taumelscheibe mit einer vorderen und einer hinteren Oberfläche, die einander gegenüberliegen und auf die Festschmierstoffschichten aufgebracht sind, und welche für einen Taumelscheiben-Kältemittelverdichter verwendet wird, der wenigstens eine Kolben aufweist, um ein Kältemittelgas zu komprimieren, wenn eine Rotationsbewegung der Taumelscheibe durch ein Paar von Schuhen in eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens umgewandelt wird, wird hergestellt nach einem Verfahren, welches die Schritte umfasst: Bilden einer vorläufigen Oberfläche, welche als erste Bezugsebene verwendet werden soll, auf einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Taumelscheibe; Bilden einer ersten Festschmierstoffschicht, welche einen Festschmierstoff in wenigstens einem Teil derselben enthält, auf der anderen der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Taumelscheibe; Messen der Dicke der ersten Festschmierstoffschicht oder der Dicke der Taumelscheibe durch Verwenden der vorläufigen Oberfläche, welche in dem ersten Schritt gebildet wird, als eine Bezugsebene; Schleifen der ersten Festschmierstoffschicht, um die Dicke der ersten Festschmierstoffschicht oder die Dicke der Taumelscheibe, welche in dem dritten Schritt gemessen werden, auf eine gewünschte Dicke einzustellen, um eine zweite Bezugsebene zu bilden; Bilden einer zweiten Festschmierstoffschicht, welche einen Festschmierstoff in mindestens in Teil derselben enthält, auf der oben erwähnten vorläufigen Oberfläche; Messen der Dicke der zweiten Festschmierstoffschicht oder der Dicke der Taumelscheibe durch Verwenden der zweiten Bezugsebene, welche in dem vierten Schritt gebildet wird; und Schleifen der zweiten Festschmierstoffschicht, um die Dicke der Schicht oder die Dicke der Taumelscheibe auf eine vorbestimmte Dicke einzustellen.

Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend aufgezeigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Taumelscheibenverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach einem der beigefügten Ansprüche wird die Genauigkeit der Dicke der Taumelscheibe sichergestellt und der Verdichtungswirkungsgrad des Taumelscheibenverdichters mit einfachwirkendem Kolben wird zuverlässig verbessert, wobei die Gleitreibung zwischen der Taumelscheibe und den Schuhen verbessert wird und die Antifresseigenschaft und die Abrasionsresistenz der Taumelscheibe verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Taumelscheibenherstellverfahren ermöglicht die Kontrolle der Dicke der Taumelscheibe des Taumelscheibenverdichters mit einfachwirkendem Kolben selbst dann, wenn die Taumelscheibe auf ihrer hinteren Seite mit der Festschmierstoffschicht zur Verbesserung der Gleitreibung zwischen der hinteren Oberfläche der Taumelscheibe und der Schuhe versehen ist, was Bearbeitungsgenauigkeit in der Einstellung der Dicke der Taumelscheibe auf einen gewünschten Wert erlaubt.

Claims

Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben, umfassend: eine drehbar gehaltene Antriebswelle (16), welche eine Rotationsachse aufweist; eine Taumelscheibe (23), welche eine axiale vordere und hintere Oberfläche (92a, 92b) aufweist und an der Antriebswelle (16) angeordnet ist zur Rotation gemeinsam mit der Antriebswelle (16); mindestens einen einfachwirkenden Kolben (36), welcher an der hinteren Seite (92b) der Taumelscheibe (23) angeordnet ist; und ein Paar von Schuhen (37), welche so angeordnet sind, dass sie Gleitkontakt mit der vorderen und der hinteren Oberfläche (92a, 92b) der Taumelscheibe (23) halten, um einen Endbereich (36b) des einfachwirkenden Kolbens (36) mit einem peripheren Bereich (92) der Taumelscheibe (23) in Wirkverbindung zu bringen, um dadurch eine Rotationsbewegung der Taumelscheibe (23) in eine Hin- und Herbewegung des einfachwirkenden Kolbens (36) umzuwandeln; wobei die vordere und die hintere Oberfläche (92a, 92b) der Taumelscheibe (23) mit einer jeweiligen obersten Schicht (93, 95) versehen sind, deren physikalische Oberflächeneigenschaften voneinander verschieden sind, derart, dass ein Gleitkontaktverhalten zwischen der hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) und dem korrespondierenden Schuh des Paares von Schuhen (37) demjenigen zwischen der vorderen Oberfläche (92a) der Taumelscheibe (23) und dem korrespondierenden anderen Schuh des Paares von Schuhen (37) überlegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der einfachwirkende Kolben (36) aus einem Aluminium-basierten Material hergestellt ist, dass das Paar von Schuhen (37) aus einem Eisen-basierten Material hergestellt ist und dass bei der Taumelscheibe (23) die oberste Schicht (93) ihrer vorderen Oberfläche (92a) von einem Nichteisenmaterial gebildet ist, wobei die oberste Schicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) von einer Festschmierstoffschicht gebildet ist, welche in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die oberste Schicht (93, 95) der vorderen und der hinteren Oberfläche (92a, 92b) der Taumelscheibe (23) als verschiedene Schichten ausgeführt sind, auf die verschiedene Oberflächenbehandlungsprozesse angewandt werden.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die oberste Schicht (93, 95) der vorderen und der hinteren Oberfläche (92a, 92b) der Taumelscheibe (23) aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, welche die voneinander verschiedenen physikalischen Oberflächeneigenschaften aufweisen.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die Taumelscheibe (23) so an der drehbar gehaltenen Antriebswelle (16) angeordnet ist, dass sie in der Lage ist, ihren Neigungswinkel bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse (L) der Scheibe (23) zu verändern.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei eine Festschmierstoffschicht, welche in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält, in der obersten Schicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) gebildet ist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 5, wobei die Festschmierstoffschicht, welche den Festschmierstoff enthält und in der obersten Schicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) gebildet ist, eine Dicke von 0,5 bis 50 Mikrometer (μm) aufweist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 6, wobei die Festschmierstoffschicht, welche den Festschmierstoff enthält und in der obersten Schicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) gebildet ist, eine Dicke von 0,5 bis 10 Mikrometer (μm) aufweist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 5, wobei der Festschmierstoff mindestens eines der Schmiermaterialien Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphit, Bornitrid, Antimonoxid, Bleioxid, Blei, Indium, Zinn und Fluorkohlenwasserstoffharze umfasst.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei das Nichteisenmaterial, welches die oberste Schicht (93) der vorderen Oberfläche (92a) der Taumelscheibe (23) bildet, ausgewählt ist aus einem der Materialien, welche sind Kupferbasierte Materialien, Zinn-basierte Materialien und Aluminium-basierte Materialien, einschließlich Alumite.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 9, wobei die oberste Schicht (93) der vorderen Oberfläche (92a) der Taumelscheibe (23) eine Dicke von 2 bis 500 Mikrometer (μm) aufweist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 10, wobei, wenn die oberste Schicht (93) der vorderen Oberfläche (92a) der Taumelscheibe (23) aus Aluminium-basierten Materialien, einschließlich Alumite, hergestellt ist, die vordere Oberfläche eine Dicke von 2 bis 20 Mikrometer (μm) aufweist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die Taumelscheibe (23) mit einem Basismaterial ausgeführt ist, welches ein Eisen-basiertes Material ist, und wobei eine Zwischenschicht (94), hergestellt aus einem der Materialien, welche sind ein Kupfer-basiertes Material und ein Zinn-basiertes Material, zwischen einem Bereich (92) des Eisen-basierten Materials der Taumelscheibe (23) und der Festschmierstoffschicht, welche die oberste Schicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe bildet, hergestellt ist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 12, wobei die Zwischenschicht (94), welche aus einem der Materialien, welche sind das Kupfer-basierte Material und das Zinn-basierte Material, hergestellt ist, als Sprühbeschichtung gebildet ist, hergestellt aus einem der Materialien, welche sind das Kupfer-basierte Material und das Zinn-basierte Material.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die Taumelscheibe (23) mit einem Basismaterial ausgeführt ist, welches ein Aluminium-basiertes Material ist, und wobei eine Zwischenschicht (94) aus einem der Materialien, welche sind ein Zinn-basiertes Material und Alumite, zwischen einem Bereich (92) des Aluminium-basierten Materials der Taumelscheibe (23) und der Festschmierstoffschicht (95) der hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) gebildet ist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 1, wobei die Taumelscheibe (23) mit einem Basismaterial ausgeführt ist, welches ein Aluminium-basiertes Material ist, und wobei die hintere Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) durch die Festschmierstoffschicht, direkt auf das Aluminium-basierte Material aufgebracht, gebildet ist.
Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben nach Anspruch 15, wobei die Festschmierstoffschicht auf das Aluminium-basierte Material aufgebracht ist, welches durch einen Oberflächenaufrauprozess fertigbearbeitet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Taumelscheibe für einen Taumelscheiben-Kältemittelverdichter mit einfachwirkendem Kolben, bei dem eine Rotationsbewegung der Taumelscheibe (23), welche an einer Antriebswelle (16) angeordnet ist, die um eine Rotationsachse (L) drehbar ist, welche sich von einer vorderen zu einer hinteren Seite des Kältemittel verdichters erstreckt, durch ein Paar von Schuhen (37) in eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens (36) umgewandelt wird, umfassend die Schritte: Bilden einer vorderen Oberfläche (92a) an der Taumelscheibe (23), so dass die vordere Oberfläche (92a) mit einem ersten Schuh von einem Paar von Schuhen (37) in direkten Kontakt bringbar ist und als Bezugsebene dient; Bilden einer Festschmierstoffschicht an einer hinteren Oberfläche (92b) der Taumelscheibe (23) gegenüber der vorderen Oberfläche (92a), so dass die Festschmierstoffschicht mit einem zweiten Schuh von dem Paar von Schuhen (37) in direkten Kontakt bringbar ist und in mindestens einem Teil derselben einen Festschmierstoff enthält; Messen der Dicke der an der hinteren Oberfläche (92b) gebildeten Festschmierstoffschicht und/oder der Dicke der Taumelscheibe (23) unter Verwendung der durch den ersten Schritt gebildeten vorderen Oberfläche (92a) als die Bezugsebene; und Anwenden eines Schleifvorgangs auf die Festschmierstoffschicht, um die Dicke der Festschmierstoffschicht und die Dicke der Taumelscheibe (23), welche in dem dritten Schritt gemessen werden, auf jeweilige gewünschte Dicken einzustellen.