EP1573201A2

EP1573201A2 - Axial piston machine

Info

Publication number: EP1573201A2
Application number: EP03767796A
Authority: EP
Inventors: Volker Seipel; Willi Parsch; Georg Weber; Peter Barth; Henry Wittkopf; Peter Kuhn
Original assignee: LuK Fahrzeug Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: ixetic Bad Homburg GmbH
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-09-14
Also published as: US20060230922A1; US7500425B2; JP4499572B2; WO2004055370A2; AU2003292236A1; CN1726344A; CN100395449C; JP2006509956A; DE10393344D2; KR20050085446A; WO2004055370A3; KR101004237B1

Abstract

The invention relates to an axial piston machine, in particular, an air-conditioning compressor for motor vehicles, with at least one piston (1, 40, 101), an essentially cylindrical piston shaft (3, 42, 102) and an enclosure (5, 44, 104), which encloses a tilt ring (82) or a tilt disc (106) and a piston slipper (105) sliding on said tilt ring (82) or said tilt disc (106), whereby the enclosure (5, 44, 104) has spherical recesses (15, 17, 54, 62) for housing the piston slipper (105).

Description

Axialkolbenmaschine axial piston

Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenmaschine, insbesondere einen Klimakompressor für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem Kolben mit einem im Wesentlichen zyiinder- förmigen Kolbenschaft und mit einen Umgriff, welcher einen Schwenkring oder eine Schwenkscheibe und auf diesem Schwenkring oder dieser Schwenkscheibe gleitende Kolbenschuhe umgreift, wobei der Umgriff auf der Kolbenschaftseite und auf der gegenüberliegenden Seite kugelkalottenförmige Vertiefungen zur Aufnahme der Kolben- schuhe aufweist.The invention relates to an axial piston machine, in particular an air conditioning compressor for motor vehicles, with at least one piston with an essentially cylinder-shaped piston shaft and with a wrap-around which encompasses a swivel ring or a swivel disk and piston shoes sliding on this swivel ring or this swivel disk, the wrap-around on on the piston skirt side and on the opposite side has spherical dome-shaped recesses for receiving the piston shoes.

Derartige Axialkolbenmaschinen sind bekannt. Sie weisen den Nachteil auf, dass zur Bearbeitung der Kugelform der kugelkalottenförmigen Vertiefungen im Umgriff des Kolbens Sondermaschinen bzw. Sondervorrichtungen notwendig sind. Die Bearbeitung er- folgt im unterbrochenen Schnitt, das heißt, das Schneidewerkzeug fährt beim Bearbeiten aus dem Werkstück heraus und wieder herein. Auch ist es bei den bekannten Bearbeitungsmethoden kostengünstig nicht möglich, Schmierkeilfasen an den Rändern der Kugelform anzubringen. Bei den bekannten Bearbeitungen wird mit einer festgesetzten Spannung der Zylinderachse des Kolbens die Kugelform im Umgriff spanend hergestellt. Dabei ist es u.a. möglich, durch Drehen des Kolbens während der spanenden Herstellung der Kugelform um eine zu seiner Zylinderachse senkrechte Achse durch den Kugelmittelpunkt die Kugelform herzustellen. Diese Verfahren sind aber umständlich und fehlerbehaftet und erfordern, wie schon erwähnt, Sondermaschinen oder Sondervorrichtungen.Such axial piston machines are known. They have the disadvantage that special machines or special devices are necessary for machining the spherical shape of the spherical cap-shaped depressions in the encirclement of the piston. Machining takes place in an interrupted cut, which means that the cutting tool moves out of the workpiece and back in again during machining. In the known machining methods, it is also not economically feasible to install lubricating wedge chamfers on the edges of the spherical shape. In the known processes, the spherical shape is machined in the wrap with a fixed tension of the cylinder axis of the piston. It is among other things possible to produce the spherical shape by rotating the piston during the machining of the spherical shape about an axis perpendicular to its cylinder axis through the spherical center. However, these methods are cumbersome and error-prone and, as already mentioned, require special machines or special devices.

Auch ragen bei bekannten Kolben die Kolbenumgriffe radial gegenüber der Kolbenachse ziemlich weit nach außen, damit genügend Platz für die Bewegung der Schwenkscheibe oder des Schwenkringes und der Kolbenschuhe zur Verfügung steht bei ausreichender Steifigkeit gegen das Herausfallen der Kolbenschuhe.Also in known pistons, the piston grips protrude fairly far outward radially with respect to the piston axis, so that there is sufficient space for the movement of the swivel plate or the swivel ring and the piston shoes, with sufficient rigidity to prevent the piston shoes from falling out.

Bei Kompressoren einer Schwenkring- oder Schwenkscheibenbauweise kommt außerdem der Schmierung der radial außen liegenden Gleitfläche des Umgriffs zwischen Kolben und Gehäuse große Bedeutung zu, insbesondere, wenn bei Verwendung des Kältemittels C0₂, bedingt durch die hohen Drücke, die Dimensionen der Maschinen kleiner ausfallen als bei herkömmlichen Kältemittelverdichtern. Die engen Bauräume bei einem Cθ₂-Kompressor sorgen dafür, dass die Zwischenräume zwischen den Kolben, in denen sich zum Beispiel im Triebraum Schmierstoff verteilen kann, immer enger werden. Je größer dabei der durch den Kolbenumgriff verdeckte Umfangsbereich gegenüber dem freien Umfangsbereich des Gehäuses ist, desto schwieriger ist es, diesen Bereich mit Schmierstoff zu versorgen. Wenn bei Schwenkscheibenmaschinen oder Schwenkringmaschinen der gattungsgemäßen Art, zum Beispiel für Cθ₂-Anwendungen, die Überdeckung durch den Kolbenumgriff relativ groß wird, so dass zwischen den einzelnen Kolbenumgriffsbereichen nur geringe Spalte zur Einbringung von Schmierstoff zwischen den Umfangsbereichen bestehen, kommt es zu Schmierstoffunterversorgung und zu Reibungsschäden in diesem Bereich.In the case of compressors of a swivel ring or swivel disk design, the lubrication of the radially outer sliding surface of the wrap between the piston and the housing is also of great importance, in particular if Use of the refrigerant C0 ₂ , due to the high pressures, the dimensions of the machines are smaller than with conventional refrigerant compressors. The narrow installation spaces in a CO ₂ compressor ensure that the gaps between the pistons, in which, for example, lubricant can be distributed in the engine compartment, become narrower. The larger the circumferential area covered by the piston wrap is compared to the free circumferential area of the housing, the more difficult it is to supply this area with lubricant. If, in swash plate machines or swivel ring machines of the generic type, for example for CO ₂ applications, the coverage by the piston wrap is relatively large, so that there are only small gaps between the individual piston wrap areas for the introduction of lubricant between the circumferential areas, this leads to undersupply of lubricants and Friction damage in this area.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolbenmaschine darzustellen, die diese Probleme nicht aufweist.It is therefore an object of the invention to present an axial piston machine which does not have these problems.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch eine Axialkolbenmaschine, insbesondere Klimakompressor für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem Kolben mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Kolbenschaft und mit einem Umgriff, welcher einen Schwenk- ring oder eine Schwenkscheibe und auf diesem Schwenkring oder auf dieser Schwenkscheibe gleitende Kolbenschuhe umgreift, wobei der Umgriff auf der Kolbenschaftseite und auf der gegenüberliegenden Seite kugelkalottenförmige Vertiefungen zur Aufnahme der Kolbenschuhe aufweist und wobei die dem Kolbenschaft gegenüberliegende Seite des Umgriffs eine Öffnung aufweist. Bevorzugt wird eine Axialkolbenmaschine, bei der die Achse der Öffnung deckungsgleich mit der Achse des Kolbenschaftes ist.The object is achieved on the one hand by an axial piston machine, in particular an air conditioning compressor for motor vehicles, with at least one piston with an essentially cylindrical piston shaft and with a wrap-around which grips a swivel ring or a swivel plate and piston shoes sliding on this swivel ring or on this swivel plate, wherein the wrap on the piston skirt side and on the opposite side has spherical dome-shaped recesses for receiving the piston shoes and wherein the side of the wrap opposite the piston shaft has an opening. An axial piston machine is preferred in which the axis of the opening is congruent with the axis of the piston shaft.

Bevorzugt wird weiterhin eine Axialkolbenmaschine, bei welcher die Öffnung im Wesentlichen zylinderförmig ist. Auch wird eine Axialkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher durch die Öffnung ein Werkzeug zur Bearbeitung der kugelkalottenförmigen Vertie- fungen im Umgriff hindurchgeführt werden kann. Eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Bearbeitungsbewegung zur Erzeugung der Kugelform der kugelkalottenförmigen Vertiefungen durch Rotation des Kolbens um die Achse des Kolbenschaftes, also um die Zylinderachse, erzeugt werden kann. Das ermöglicht es, die Kugelkalottenformen in einer Drehbearbeitung auf Standarddrehmaschinen herzustellen.Also preferred is an axial piston machine in which the opening is essentially cylindrical. An axial piston machine is also preferred, in which a tool for processing the spherical cap-shaped recesses can be passed through the opening. An axial piston machine according to the invention is characterized in that the machining movement for producing the spherical shape of the spherical cap-shaped depressions can be generated by rotating the piston about the axis of the piston skirt, that is to say about the cylinder axis. The makes it possible to produce the spherical cap shapes in a turning process on standard lathes.

Eine weitere erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Kolbenschaftseite des Umgriffs gegenüber der Umgriffseite mit der Öffnung eine Zentrierbohrung oder ein Zentrierzentrum oder eine Bohrung zur Gewichtseinsparung angeordnet sein kann. Bevorzugt wird ein Kolben, bei welchem eine Beschichtung des Kolbens auf Dreh- und Schleifmaschinen durch Verwendung des Zentrierzentrums in sehr stabiler Spannung bearbeitbar ist.A further axial piston machine according to the invention is characterized in that a centering hole or a centering center or a hole for saving weight can be arranged on the piston skirt side of the wrap opposite the wrap-around side with the opening. A piston is preferred in which a coating of the piston on turning and grinding machines can be machined in a very stable tension by using the centering center.

Weiterhin wird eine Axialkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher die Kugelkalottenvertiefungen durch Wendeplatten mit fertiger Kugelkontur herstellbar sind.Furthermore, an axial piston machine is preferred in which the spherical cap depressions can be produced by turning plates with a finished spherical contour.

Auch wird eine Axialkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher der Kolben aus einem A- luminiumwerkstoff einstückig und massiv herstellbar ist.An axial piston machine is also preferred, in which the piston can be produced in one piece and in solid form from an aluminum material.

Eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb der Brücke des Umgriffs, das heißt im inneren radialen Bereich des Kolbe- numgriffs, eine erste sphärische Aussparung angeordnet ist. Bevorzugt wird eine Axial- kolbenmaschine, bei der die erste sphärische Aussparung durch Drehung des Kolbens um seine Zylinderachse und rotierendem Werkzeug bei der spanenden Herstellung der Kugelform im Umgriff herstellbar ist.An axial piston machine according to the invention is characterized in that a first spherical recess is arranged within the bridge of the wrap-around, that is to say in the inner radial region of the piston wrap. An axial piston machine is preferred in which the first spherical recess can be produced by turning the piston around its cylinder axis and rotating tool during the machining of the spherical shape in the wrap-around.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Axialkolbenmaschine ist die erste sphärische Aussparung durch Drehung des Kolbens um eine zu seiner Zylinderachse senkrecht stehende Achse und nicht rotierendem Werkzeug bei der spanenden Herstellung der Kugelform im Umgriff herstellbar.In a further axial piston machine according to the invention, the first spherical recess can be produced by rotating the piston about an axis perpendicular to its cylinder axis and using a non-rotating tool during the machining of the spherical shape in the wrap.

Weiterhin können die sphärischen Laufflächen der Kolbenschuhe im Umgriff nahtlos in die erste sphärische Aussparung in der Brücke des Umgriffs übergehen und die sphärischen Laufflächen und die erste sphärische Aussparung vorzugsweise einen gleich großen Kugelradius aufweisen. Bevorzugt wird auch eine erste sphärische Aussparung, die beim spanenden Bearbeiten der Kolbenschuhauflageflächen mitbearbeitet bezie- hungsweise durch diese spanende Bearbeitung komplett hergestellt wird. Vorzugsweise wird die Brücke des Umgriffs außerhalb der ersten sphärischen Aussparung auf der Innenseite durch eine zweite sphärische Aussparung mit größerem Radius der Kontur von Schwenkring bzw. Schwenkscheibe angepasst. Erfindungsgemäß kann durch die zweite sphärische Aussparung die Brücke des Umgriffs möglichst nahe an den Schwenkring beziehungsweise an die Schwenkscheibe herangeschoben werden. Das reduziert durch kürzere Hebelarme die Biegebelastung des Umgriffs. Die Steifigkeit des Umgriffs durch die erste sphärische Aussparung wird nur geringfügig verringert, weil die erste sphärische Aussparung sehr nahe an der Biegelinie liegt. Das wird dadurch er- möglicht, dass durch die zweite sphärische Aussparung die Biegelinie des Umgriffs so nahe an die Schwenkscheibe bzw. den Schwenkring herausgeschoben wird, dass die Steifigkeit gegen die Biegung bei der Ansaugbewegung nur geringfügig gegenüber einem Umgriff ohne erste sphärische Aussparung herabgesetzt wird. Dadurch werden ein geringerer Material- und Einbauraumbedarf und niedrigere Kosten realisiert.Furthermore, the spherical running surfaces of the piston shoes in the wrap-around can pass seamlessly into the first spherical recess in the bridge of the wrap-around and the spherical running surfaces and the first spherical recess can preferably have an equally large spherical radius. Also preferred is a first spherical cutout, which is also machined during machining of the piston shoe contact surfaces. is completely manufactured by this machining. The bridge of the wrap outside of the first spherical recess is preferably adapted on the inside by a second spherical recess with a larger radius to the contour of the swivel ring or swivel plate. According to the invention, the bridge of the wrap-around can be pushed as close as possible to the swivel ring or to the swivel disk through the second spherical recess. This reduces the bending load on the wrap through shorter lever arms. The rigidity of the wrap through the first spherical recess is only slightly reduced because the first spherical recess is very close to the bending line. This is made possible by the fact that the second spherical recess pushes the bending line of the wrap so close to the swivel disk or the swivel ring that the rigidity against the bend during the suction movement is only slightly reduced compared to a wrap around without a first spherical recess. As a result, less material and installation space and lower costs are realized.

Eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der zylindrische Kolbenschaft und der Umgriff zwei Einzelteile darstellen, aus denen der Kolben zusammensetzbar ist. Das hat den Vorteil, dass für diese unterschiedlich geformten Teile Werkstoffe und Herstellmethoden an die unterschiedlichen Belastungen ange- passt werden können.An axial piston machine according to the invention is characterized in that the cylindrical piston shaft and the wrap represent two individual parts from which the piston can be assembled. This has the advantage that materials and manufacturing methods can be adapted to the different loads for these differently shaped parts.

Auch wird eine Axialkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher der Umgriff aus einem Blechstreifen herstellbar ist und nach entsprechender Formgebung des Blechstreifens mit dem zylindrischen Kolbenschaft, welcher als Tiefziehteil aus Blech herstellbar ist, verbindbar ist. Bevorzugt wird auch eine Axialkolbenmaschine, bei welcher die Öffnung im Umgriff durch Stanzen herstellbar ist. Auch kann die Aufnahme der Kolbenschuhe im Umformprozess des Umgriffs hergestellt oder weitgehend vorgeformt werden. Weiterhin wird eine Axialkolbenmaschine bevorzugt, bei welcher der zylindrische Kolbenschaft und der Umgriff aus einem Stahlwerkstoff herstellbar sind. Auch wird eine Axiaikolben- maschine bevorzugt, bei welcher der Umgriff und der zylinderförmigen Kolbenschaft durch Laserschweißen oder Widerstandsschweißen miteinander verbindbar sind. Weiterhin kann der Hohlraum zwischen Umgriff und Kolbenschaft luftdicht oder nahezu luftdicht sein. Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung der Axialkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass der Kolben nach dem Zusammenbau von Umgriff und Kolbenschaft zunächst mit einer Haftgrundbeschichtung, wie z. B. durch Phosphatieren mit einer Schichtstärke von ca. 2 -3 //m, und anschließend mit einer Oberflächenbeschichtung aus PTFE mit einer Schichtstärke von ca. 10 μm versehen ist.An axial piston machine is also preferred in which the wrap-around can be produced from a sheet metal strip and, after the sheet metal strip has been shaped accordingly, can be connected to the cylindrical piston shaft, which can be produced from sheet metal as a deep-drawn part. An axial piston machine is also preferred, in which the opening can be produced by punching. The piston shoes can also be produced or largely preformed in the process of forming the grip. Furthermore, an axial piston machine is preferred in which the cylindrical piston shaft and the wrap are made of a steel material. An axial piston machine is also preferred, in which the wrap-around and the cylindrical piston shaft can be connected to one another by laser welding or resistance welding. Furthermore, the cavity between the wrap and piston skirt can be airtight or almost airtight. Another embodiment of the axial piston machine according to the invention is characterized in that the piston is initially coated with an adhesive primer coating, such as, for example, after the grip and piston skirt have been assembled. B. by phosphating with a layer thickness of about 2 -3 // m, and then provided with a surface coating of PTFE with a layer thickness of about 10 microns.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Axialkolbenmaschine, bei welcher die Außenseite als Gleitfläche des Umgriffs mindestens eine Öffnung zum inneren radialen Bereich des Umgriffs besitzt, welcher der Schwenkscheibe oder dem Schwenkring zugewandt ist. Vorzugsweise dient die mindestens eine Öffnung zur Versorgung der Gleitfläche mit Schmierstoff, weil die Gleitfläche im durch den Kolbenumgriff verdeckten Umfangsbereich liegt und somit schlecht mit dem im Triebwerksgehäuse im Klimamittel enthaltenen Schmierstoff versorgt werden kann.The object is further achieved by an axial piston machine in which the outside, as the sliding surface of the wrap, has at least one opening to the inner radial region of the wrap, which faces the swivel plate or the swivel ring. The at least one opening is preferably used to supply lubricant to the sliding surface, because the sliding surface lies in the circumferential area covered by the piston grip and can therefore be poorly supplied with the lubricant contained in the engine casing in the air-conditioning agent.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Axialkolbenmaschine weist der als Gleitfläche ausgebildete Umfangsbereich des Kolbenumgriffs mehrere und/oder verschieden ausgeformte Öffnungen bzw. Öffnungsbereiche auf.In a further embodiment of the axial piston machine according to the invention, the circumferential region of the piston wrap, which is designed as a sliding surface, has a plurality of and / or differently shaped openings or opening regions.

Bevorzugt wird eine Axialkolbenmaschine, bei welcher der als Gleitfläche ausgebildete Umfangsbereich des Kolbenumgriffs gegenüber der als Lauffläche dienenden Triebwerksgehäusewand taschenförmige Bereiche ausgebildet hat, welche durch mindestens eine Schmieröffnung versorgt werden.An axial piston machine is preferred in which the circumferential region of the piston wrap, which is designed as a sliding surface, has pocket-shaped regions in relation to the engine housing wall serving as a running surface, which regions are supplied by at least one lubrication opening.

Durch die vorgenannten erfindungsgemäßen Ausbildungen wird erreicht, dass der durch den Kolbenumgriff verdeckte Umfangsbereich mit Schmierstoff versorgt wird, welcher von der rotierenden Schwenkscheibe oder dem Schwenkring durch Fliehkräfte abgeschleudert wird und somit durch die Öffnungen in den Raum zwischen Kolben und Gehäusewand gelangt.The above-mentioned designs according to the invention ensure that the circumferential area covered by the piston grip is supplied with lubricant, which is thrown off by the rotating swivel disk or the swivel ring by centrifugal forces and thus reaches the space between the piston and the housing wall through the openings.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.The invention will now be described with reference to the figures.

Figur 1 zeigt einen zweiteiligen Kolben im Querschnitt. Figur 2 zeigt den gleichen Kolben in Seitenansicht.Figure 1 shows a two-part piston in cross section. Figure 2 shows the same piston in side view.

Figur 3 zeigt den gleichen Kolben in perspektivischer Darstellung.Figure 3 shows the same piston in perspective.

Figur 4 zeigt die Bearbeitung der hinteren Kugelkalotte.Figure 4 shows the processing of the rear spherical cap.

Figur 5 zeigt die Bearbeitung der vorderen Kugelkalotte. Figur 6 zeigt einen Kolben in Aufsicht.Figure 5 shows the processing of the front spherical cap. Figure 6 shows a piston in supervision.

Figur 7 zeigt einen Kolben mit erster sphärischer Aussparung.Figure 7 shows a piston with a first spherical recess.

Figur 8 zeigt die für die Axialkräfte am Kolben maßgeblichen Drücke.Figure 8 shows the pressures relevant to the axial forces on the piston.

Figur 9 zeigt vier Darstellungen der ersten und zweiten sphärischen Aussparungen. Figur 10 zeigt die Herstellung der ersten sphärischen Aussparung.FIG. 9 shows four representations of the first and second spherical cutouts. Figure 10 shows the production of the first spherical recess.

Figur 11 zeigt einen Kolben in einem Ausschnitt einer Schwenkring-maschine.Figure 11 shows a piston in a section of a swivel ring machine.

Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch einen Kolbenumgriff.Figure 12 shows a cross section through a piston grip.

Figur 13 zeigt eine Aufsicht auf einen Kolben.Figure 13 shows a plan view of a piston.

Figur 14 zeigt die Kolbenanordnung im Triebwerksraum. Figur 15 zeigt eine drehende Schwenkscheibe mit einem erfindungsge-mäßenFigure 14 shows the piston arrangement in the engine room. FIG. 15 shows a rotating swivel disk with a device according to the invention

Kolben.Piston.

Figur 16 zeigt einen Kolben mit einer Schmierstofftasche.Figure 16 shows a piston with a lubricant pocket.

In Figur 1 ist ein zweiteiliger Kolben 1 im Querschnitt dargestellt, welcher sich aus ei- nem zylinderförmigen Kolbenschaft 3 und einem U-förmigen Kolbenumgriff 5 zusammensetzt. Beide Teile sind im Bereich 7 durch Laserschweißen miteinander verbunden. Es sind aber auch andere Verbindungstechniken wie Widerstandsschweißen, Löten, Kleben, Presssitze, Bördeln oder formschlüssige Verbindungen wie Sicherungsringe, Gewinde usw. möglich. Der zylinderförmige Kolbenschaft 3 kann vorzugsweise aus dünnem Stahlblech mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt sein. Die Verwendung von Stahlblech hat den Vorteil, dass der Kolbenschaft trotz hoher Druckbelastungen dünnwandig ausgeführt werden kann und im Tiefziehverfahren als Massenprodukt vorteilhaft herstellbar ist. Die Rohlinge der Teile können aber auch durch Kaltfließpressen, Warmfließpressen oder Schmieden hergestellt sein. Es kann gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, dass ein derartiger Kolben aus Aluminium-Werkstoffen hergestellt wird. Der Kolbenumgriff 5 kann aus einem Stahlblechstreifen hergestellt werden, welcher dann entsprechend in einem Stanzbiegewerkzeug vom flachen Blechstreifen zum U-förmigen Kolbenumgriff umgeformt wird. Die Verwendung der Zweiteiligkeit hat den Vorteil, dass beide mit unterschiedlicher Grundform versehenen Bauteile entsprechend ihrer Form separat gefertigt werden können und nicht aus einem einzigen Stück wesentlich aufwendiger geformt werden müssen. Der Kolbenumgriff 5 kann also ebenfalls vorteilhafter Weise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sein, wodurch eine wesentlich höhere Widerstandskraft gegenüber den im Betrieb auftretenden Kräften gewährleistet ist. Der Kolbenumgriff 5 hat an seiner dem Kolbenschaft 3 abgewandten Seite eine zylindrische Öffnung 9, deren Mittelachse 11 deckungsgleich mit der Mittelachse 13 des zylindrischen Kolbenschaftes 3 ist. Auf der Innenseite des Kolbenumgriffs 5 mündet die Öffnung 9 in einen kugelkalottenförmigen Bereich 15, welcher zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten, kugelkalottenförmigen Kolbenschuhs dient. Auf der dem zylinderförmigen Kolbenschaft 3 zugewandten Seite des Umgriffs 5 ist innerhalb des Umgriffs ebenfalls ein kugelkalottenförmiger Bereich 17 angebracht, welcher einen zweiten Kolbenschuh aufnehmen kann, wobei beide Kolbenschuhe auf einer zwischen ihnen angeordneten Schwenkscheibe oder einem Schwenkring gleiten. Der dem Kolbenschaft 3 zugewandte Teil des Umgriffs 5 ist mit einer kleineren Öffnung 19 versehen, welche eine Verbindung zum Innenraum des Kolbenschaftes 3 herstellt. Der Kolbenschaft 3 ist an seinem vorderen Ende mit zwei Nuten 21 versehen, die zur Aufnahme von Kolbendichtringen dienen.1 shows a two-part piston 1 in cross section, which is composed of a cylindrical piston shaft 3 and a U-shaped piston grip 5. Both parts are connected to each other in area 7 by laser welding. However, other connection techniques such as resistance welding, soldering, adhesive bonding, press fits, flanging or form-fitting connections such as locking rings, threads etc. are also possible. The cylindrical piston shaft 3 can preferably be made from thin sheet steel by means of a deep-drawing process. The use of sheet steel has the advantage that the piston skirt can be made thin-walled despite high pressure loads and can advantageously be mass-produced in the deep-drawing process. The blanks of the parts can also be produced by cold extrusion, hot extrusion or forging. It may also be expedient if such a piston is made from aluminum materials. The piston wrap 5 can be produced from a sheet steel strip, which is then correspondingly formed in a stamping and bending tool from the flat sheet metal strip to the U-shaped piston wrap. The use of two parts has the Advantage that both components with different basic shapes can be manufactured separately according to their shape and do not have to be formed from a single piece in a much more complex manner. The piston grip 5 can thus also advantageously be made of a steel material, which ensures a significantly higher resistance to the forces occurring during operation. The piston grip 5 has on its side facing away from the piston skirt 3 a cylindrical opening 9, the central axis 11 of which is congruent with the central axis 13 of the cylindrical piston skirt 3. On the inside of the piston grip 5, the opening 9 opens into a spherical-spherical region 15, which serves to receive a spherical-spherical piston shoe, not shown here. On the side of the wrap 5 facing the cylindrical piston shaft 3, a spherical cap-shaped area 17 is also attached within the wrap, which can accommodate a second piston shoe, both piston shoes sliding on a swivel disk or a swivel ring arranged between them. The part of the wrap 5 facing the piston skirt 3 is provided with a smaller opening 19, which creates a connection to the interior of the piston skirt 3. The piston shaft 3 is provided at its front end with two grooves 21 which serve to receive piston sealing rings.

In Figur 2 ist in der Seitenansicht des Kolbens 1 aus Figur 1 zu erkennen, dass der Kolbenumgriff 5 auf seiner Oberseite eine schräge Stufe 23 aufweist, welche zu einem erhöhten Bereich 25 führt, mit welchem sich der Kolben 1 im Gehäuse an einer entsprechenden Gehäusegleitfläche abstützt. Ferner weist der Kolbenschaft 3 zwei Fasen 29 und 27 auf, welche zu einem durchmessergrößeren Bereich 31 führen, der als führen- des Zylinderteil innerhalb einer Zylinderlaufbuchse wirksam ist. Innerhalb des Kolbenumgriffs 5 kreuzt die Achse 13 des zylinderförmigen Kolbenschaftes 3 eine Achse 33, wobei der Kreuzungspunkt den Mittelpunkt einer Kugelform der kugelkalottenförmigen Kolbenschuhe bzw. der Lagerbereiche 15 und 17 darstellt.In FIG. 2 it can be seen in the side view of the piston 1 from FIG. 1 that the piston wrap 5 has an inclined step 23 on its upper side, which leads to an elevated area 25 with which the piston 1 is supported in the housing on a corresponding housing sliding surface , Furthermore, the piston shaft 3 has two chamfers 29 and 27, which lead to a region 31 of larger diameter, which acts as a leading cylinder part within a cylinder liner. Within the piston grip 5, the axis 13 of the cylindrical piston shaft 3 crosses an axis 33, the point of intersection being the center of a spherical shape of the spherical cap-shaped piston shoes or the bearing areas 15 and 17.

In Figur 3 ist eine perspektivische Darstellung des Kolbens 1 aus Figur 1 und Figur 2 gezeigt, welche Bereiche 35 aufweist, in welchen eine entsprechende Beschichtung auf den Stahlbauteilen mittels eines Haftgrundes, insbesondere durch Phosphatieren des gesamten Kolbens mit einer Schichtstärke von ca. 2 - 3 μm, und mittels einer anschließenden Gleitbeschichtung in den markierten Bereichen 35 durch PTFE mit einer Schichtstärke von ca. 10 μ aufgetragen werden kann. Es sind aber auch andere Beschichtungen wie z. B. WC/C-Beschichtungen oder auch Wärmebehandlungen wie Einsatzhärten denkbar. Die zweiteilige Kolbenausführung wird insbesondere deswegen bevorzugt, weil die unterschiedlichen Formen der Bauteile durch den Formen optimal angepasste Fertigungsverfahren hergestellt werden können. Wie vorab schon erwähnt, bietet sich für den zylindrischen Kolbenschaft 3 ein Tiefziehverfahren mit dünnwandigem Stahlblech an, während für den Kolbenumgriff 5 zunächst ein Stanzverfahren mit Stahlblech mit einem darauffolgenden Umbiegeverfahren ent- sprechend der Umgriffsform vorteilhaft ist. Bei dem Stanzverfahren können auch vorab schon die Öffnungen 9 und 19 hergestellt sowie die Kugelkalottenbereiche 15 und 17 vorgeprägt werden. Gegebenenfalls kann aber auch die Auswahl von Aluminiumwerkstoffen angebracht sein.FIG. 3 shows a perspective illustration of the piston 1 from FIG. 1 and FIG. 2, which has regions 35 in which a corresponding coating on the steel components by means of an adhesive base, in particular by phosphating the entire piston with a layer thickness of approx. 2 - 3 μm, and by means of a subsequent sliding coating in the marked areas 35 by PTFE with a layer thickness of approx. 10 μ. But there are also other coatings such. B. WC / C coatings or heat treatments such as case hardening conceivable. The two-part piston design is preferred in particular because the different shapes of the components can be produced by the manufacturing processes which are optimally adapted to the shapes. As previously mentioned, a deep-drawing process with thin-walled steel sheet is suitable for the cylindrical piston skirt 3, while for the piston wrap 5 a stamping process with steel sheet with a subsequent bending process corresponding to the shape of the wrap is advantageous. In the stamping process, the openings 9 and 19 can also be made beforehand and the spherical cap regions 15 and 17 can be pre-embossed. If necessary, the selection of aluminum materials can also be appropriate.

Figur 4 zeigt im Querschnitt einen Kolben 40, wobei in dieser Darstellung der Kolben 40 im Querschnitt massiv dargestellt ist und z. B. aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt sein kann. Der Kolben 40, der ebenfalls einen zylinderförmigen Kolbenschaft 42 und einen Umgriff 44 aufweist, besitzt an dem dem Kolbenschaft 42 entgegengesetzten Ende des Umgriffs 44 eine Öffnung 46, welche der Öffnung 9 aus Figur 1 entspricht. Durch die Öffnung 46 ist es möglich, ein Schneidwerkzeug 48 in den Innenraum des Kolbenumgriffs 44 einzuführen. Durch Drehung 52 um die Kolbenzylinderachse 50, welche der Zylinderachse 13 in Figur 1 entspricht, kann somit durch die Bearbeitungsbewegung die hintere Kugelkalotte 54 auf Standarddrehmaschinen hergestellt werden, was mit bekannten Umgriffsformen ohne eine derartige Öffnung 46 nicht möglich ist. Auch können bei dieser Bearbeitung im Kolbenschaft 42 ein Zentrierzentrum 56 oder eine Gewichteinsparbohrung (nicht dargestellt) und auf der Frontseite des Kolbenschaftes 42 ein zweites Zentrierzentrum 58 angebracht werden, welche für weitere Bearbeitungsschritte auf Dreh- und Schleifmaschinen, beispielsweise zum Überdrehen oder Überschleifen einer Beschichtung, eine formsteife Spannung erlauben.FIG. 4 shows a piston 40 in cross section, the piston 40 being shown in solid form in cross section in this illustration and z. B. can be made of an aluminum material. The piston 40, which also has a cylindrical piston shaft 42 and a wrap-around 44, has an opening 46 at the end of the wrap-around 44 opposite the piston shaft 42, which corresponds to the opening 9 from FIG. Through the opening 46, it is possible to insert a cutting tool 48 into the interior of the piston grip 44. By rotating 52 about the piston-cylinder axis 50, which corresponds to the cylinder axis 13 in FIG. 1, the rear spherical cap 54 can thus be produced on standard lathes by the machining movement, which is not possible with known wrap-around shapes without such an opening 46. During this processing, a centering center 56 or a weight-saving bore (not shown) and a second centering center 58 can also be provided in the piston skirt 42, which center can be used for further processing steps on turning and grinding machines, for example for over-turning or grinding a coating, allow a rigid tension.

In Figur 5 ist schließlich die Bearbeitung der vorderen Kalottenform 62 im Umgriff 44 dargestellt. Ebenfalls durch die Öffnung 46 im Umgriff 44 wird ein Schneidwerkzeug 60 zur Bearbeitung der vorderen Kalottenform 62 eingeführt und die Kugelkalotte dann durch entsprechendes axiales und vertikales Verfahren des Werkzeuges 60 bei gleichzeitiger Drehung 52 des Kolbens 40 um die Achse 50 hergestellt. Das bedeutet, dass durch die Öffnung 46 im Kolbenumgriff 44 der Kolbenumgriff derartig umgestaltet wurde, dass die Schnittbewegung zur Bearbeitung der Kugelform durch die Rotation des Kolbens 40 um die Achse 50 des Kolbenschaftes 42, also die Zylinderachse, erzeugt werden kann. Somit sind weder Sondermaschinen noch Sondervorrichtungen notwendig; es erfolgt keine Bearbeitung im unterbrochenen Schnitt, das heißt, das Werkzeug fährt nicht während der Bearbeitung aus dem Werkstück heraus und wieder herein, und es ist zusätzlich möglich, Schmierkeilfasen an den Rändern der Kugelform anzubringen. Dadurch ergeben sich sowohl erhebliche Kosteneinsparungen und eine bessere Fertigungsqualität als auch betriebliche Vorteile für eine Maschine mit derartigen Kolben. Die Erfindung ist natürlich in ihrer Anwendung nicht nur auf Klimakompressoren beschränkt, sondern kann auch in anderen Axialkolbenmaschinen, wie z. B. Axialkolbenpumpen, welche sich diverser Schwenkring- oder Schwenkscheibenmechanismen mit Kolben- schuhen bedienen, angewendet werden. Weiterhin ist es möglich, durch die Erfindung die Beschichtung des Kolbens auf Dreh- und Schleifmaschinen in sehr stabiler Spannung zu bearbeiten. Im Vergleich zur Spannung in einem Zentrierzentrum auf der linken Seite des Umgriffs ist diese Art der Spannung also wesentlich steifer und genauer. Als Bearbeitungsvarianten zu den Darstellungen in Figur 4 und 5 können auch Wendeplat- ten mit fertiger Kugelkontur eingesetzt werden. Mit diesen Wendeplatten in einemFinally, FIG. 5 shows the processing of the front dome shape 62 in the wrap-around 44. Also through the opening 46 in the wrap-around 44, a cutting tool 60 for machining the front spherical cap 62 is inserted and the spherical cap is then inserted by corresponding axial and vertical movement of the tool 60 with simultaneous rotation 52 of the piston 40 about the axis 50. This means that through the opening 46 in the piston wrap 44, the piston wrap was redesigned such that the cutting movement for machining the spherical shape can be generated by the rotation of the piston 40 about the axis 50 of the piston skirt 42, that is to say the cylinder axis. Thus, neither special machines nor special devices are necessary; there is no machining in the interrupted cut, that is to say the tool does not move out of and back into the workpiece during machining, and it is also possible to apply grease wedge chamfers on the edges of the spherical shape. This results in considerable cost savings and better manufacturing quality as well as operational advantages for a machine with such pistons. The invention is of course not only limited in its application to air conditioning compressors, but can also in other axial piston machines, such as. B. axial piston pumps, which use various swivel ring or swivel plate mechanisms with piston shoes, are used. Furthermore, it is possible through the invention to process the coating of the piston on turning and grinding machines in a very stable tension. Compared to the tension in a centering center on the left side of the wrap, this type of tension is much stiffer and more precise. Turning plates with a finished spherical contour can also be used as machining variants for the representations in FIGS. 4 and 5. With these inserts in one

Werkzeughalter lassen sich auch beide Seiten gleichzeitig bearbeiten.Tool holders can also be machined on both sides at the same time.

In Figur 6 ist ein erfindungsgemäßer Kolben 1 in Aufsicht dargestellt. Die verwendeten Bezugszeichen entsprechen hier wieder den Bezugszeichen der Figuren 1 und 2. In der Aufsicht in Figur 6 ist insbesondere zu erkennen, dass die Fase 23, welche in Figur 2 in der Seitenansicht dargestellt war, zu einer Erhöhung 25 am Kolbenumgriff 5 führt, welche als entsprechende Anlage und Gleitfläche gegenüber der Kompressorgehäusewand dient. Diese Gleitfläche 25 ist sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite, also hier sowohl oben als auch unten in der Figur 6, vorhanden und dient sowohl als Gleitfläche als auch zur Verhinderung eines seitlichen Kolbenkippens oder Kolbenver- drehens. Figur 7 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Kolben 1 mit Umgriff 5 mit einer ersten sphärischen Aussparung 80 in der Brücke des Umgriffs 5. Die bisher beschriebenen Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen wie z. B. in Figur 1 versehen und sollen zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal beschrieben werden. Zusätzlich dargestellt ist hier die erste sphärische Aussparung 80, die bei der Herstellung der Auflageflächen 62 und, hier nicht sichtbar, 54 für die Kolbenschuhe bei der spanenden Herstellung durch Drehung um die Zylinderachse 50 mit hergestellt werden kann.A piston 1 according to the invention is shown in a top view in FIG. The reference numerals used here again correspond to the reference numerals of FIGS. 1 and 2. In the top view in FIG. 6, it can be seen in particular that the chamfer 23, which was shown in the side view in FIG. 2, leads to an increase 25 on the piston wrap 5, which serves as a corresponding system and sliding surface in relation to the compressor housing wall. This sliding surface 25 is present both on the right and on the left side, that is to say here both at the top and at the bottom in FIG. 6, and serves both as a sliding surface and to prevent lateral piston tilting or piston rotation. FIG. 7 shows a perspective view of a piston 1 with a wrap 5 with a first spherical recess 80 in the bridge of the wrap 5. The components described so far are given the same reference numerals as e.g. B. provided in Figure 1 and should not be described again to avoid repetition. Also shown here is the first spherical recess 80, which can be produced during the manufacture of the support surfaces 62 and, not visible here, 54 for the piston shoes during machining by rotation about the cylinder axis 50.

In Figur 8 sind die auf den Kolben 1 und Kolbenumgriff 44, 5 einwirkenden Drücke und Kräfte während des Saughubes dargestellt. Während des Saughubes des Kolbens wird durch den Schwenkring 82 beziehungsweise durch die Schwenkscheibe mittels der hier nicht dargestellten Kolbenschuhe der Kolben 1 aus dem Zylinderblock herausgezogen. Dabei wirken innerhalb des Kolben-umgriffs 44, 5 durch die Bewegung des Schwenk- ringes 82 die den Umgriff 44, 5 aufbiegenden Kräfte PA, die vom Schwenkring 82 und Kolbenschuh auf den Umgriff 44 beziehungsweise 5 übertragen werden. Zusätzlich wirkt gegen den Saugdruck PS auf der Frontseite des zylindrischen Kolbenschaftes 42 beziehungsweise 3 im Triebraum der Triebraumdruck PC auf die Zylinderfläche des Kolbens im Bereich 62 des Kolbenumgriffes 44, 5. Der Umgriff 44 beziehungsweise 5 des Kolbens 1 wird also im Betrieb maßgeblich durch eine Biegung bei der Ansaugbewegung belastet. Um eine möglichst große Steifigkeit bei dieser Biegung zu erlangen, wird der Rücken des Umgriffs radial nach innen möglichst nahe an den Schwenkring 82 beziehungsweise die Schwenkscheibe herangeschoben, wobei die Aussparung 80 so nahe an der Biegelinie des Umgriffs gegenüber einem radial weiter nach außen ragen- den Umgriff liegt, dass die Steifigkeit gegen die Biegung bei der Ansaugbewegung gegenüber einem Umgriff ohne sphärische Aussparung 80, der radial weiter außen liegt und daher größere Hebelarme zur Biegung aufweist, nur geringfügig herangesetzt wird. Dazu wird der Rücken des Umgriffs 44 beziehungsweise 5 auf seiner Innenseite durch eine zweite sphärische Aussparung 81 , die in der Figur 9 zu erkennen ist, der zylindri- sehen Kontur von Schwenkring beziehungsweise Schwenkscheibe und ihren Bewegungspositionen angepasst. Das führt zu einer platzsparenden Geometrie und damit zu geringeren Kosten des Kompressors. In Figur 9 sind die sphärischen Aussparungen 80 und 81 im Kolbenumgriff in vier Ansichten dargestellt. Figur 9a zeigt eine Ansicht auf die Innenseite des Umgriffes 44 beziehungsweise 5. Zu erkennen ist die erste kugelkalottenförmige Vertiefung, also die sphärische Aussparung 80 in der Brücke des Umgriffes 44, 5 und eine zweite sphäri- sehe Kontur 81 , welche die gesamte Innenseite des Umgriffs einnehmen kann. In der Figur 9b ist der Schnitt B-B aus der Figur 9a dargestellt. Innerhalb des geschnittenen Umgriffs 44 beziehungsweise 5 ist die vordere Auflagefläche 62 für den vorderen Kolbenschuh zu erkennen. Im geschnittenen Bereich 88 des Kolbenringes sind sowohl die zur Anlage an die Gehäusekontur 86 dienenden Gleiterhöhungen 25 aus Figur 6 sowie die erste sphärische Aussparung 80 zu erkennen. Ebenso ist klar zu erkennen, dass durch die zweite sphärische Aussparung 81 hinreichend Abstand zur Schwenkringkontur 84 und der durch ihre Schwenkbewegung gegebenen Hüllkurve gewährleistet ist und der Schnitt B-B der Kontur von Schwenkring 84 und Gehäuse 86 folgt.FIG. 8 shows the pressures and forces acting on the piston 1 and piston wrap 44, 5 during the suction stroke. During the suction stroke of the piston, the piston 1 is pulled out of the cylinder block by the swivel ring 82 or by the swivel plate by means of the piston shoes (not shown here). The forces PA which bend the wrap 44, 5 and which are transmitted from the swivel ring 82 and piston shoe to the wrap 44 and 5, respectively, act within the piston wrap 44, 5 due to the movement of the swivel ring 82. In addition, against the suction pressure PS on the front side of the cylindrical piston shaft 42 or 3 in the drive chamber, the drive chamber pressure PC acts on the cylinder surface of the piston in the area 62 of the piston grip 44, 5. The grip 44 or 5 of the piston 1 thus becomes decisive during operation through a bend loaded during the suction movement. In order to achieve the greatest possible rigidity in this bend, the back of the wrap is pushed radially inward as close as possible to the swivel ring 82 or the swivel disk, the recess 80 projecting so close to the bend line of the wrap with respect to one that projects radially outward Wrap is that the rigidity against the bend during the suction movement is only slightly increased compared to a wrap without a spherical recess 80, which is located radially further out and therefore has larger lever arms for the bend. For this purpose, the back of the wrap 44 or 5 is adapted on its inside by a second spherical recess 81, which can be seen in FIG. 9, to the cylindrical contour of the swivel ring or swivel plate and their movement positions. This leads to a space-saving geometry and thus to a lower cost for the compressor. In Figure 9, the spherical recesses 80 and 81 in the piston grip are shown in four views. FIG. 9a shows a view of the inside of the wrapping 44 or 5. The first spherical cap-shaped depression, that is to say the spherical recess 80 in the bridge of the wrapping 44, 5 and a second spherical contour 81, which covers the entire inside of the wrapping, can be seen can take. FIG. 9b shows the section BB from FIG. 9a. The front support surface 62 for the front piston shoe can be seen within the cut wrap 44 or 5. In the cut area 88 of the piston ring, both the sliding elevations 25 from FIG. 6, which serve to bear against the housing contour 86, and the first spherical recess 80 can be seen. It can also be clearly seen that the second spherical recess 81 ensures a sufficient distance from the swivel ring contour 84 and the envelope curve given by its swivel movement and that the section BB follows the contour of the swivel ring 84 and the housing 86.

Figur 9c zeigt, dass die Auflagefläche 62 beziehungsweise die gegenüberliegende Auflagefläche 54 nahtlos in die erste sphärische Aussparung 80 übergehen können und eine Kugelform bilden können. Ebenso ist im Schnitt wie in Figur 9b die zweite sphärische Aussparung 81 zu erkennen, welche mit einem wesentlich größeren Radius als die erste sphärische Aussparung 80 ausgebildet ist und somit dem Radius der Hüllkurve der Schwenkscheibe oder des Schwenkrings 84 aus Figur 9b angepasst ist.FIG. 9c shows that the contact surface 62 or the opposite contact surface 54 can merge seamlessly into the first spherical recess 80 and can form a spherical shape. Likewise, in section as in FIG. 9b, the second spherical recess 81 can be seen, which is formed with a substantially larger radius than the first spherical recess 80 and is thus adapted to the radius of the envelope curve of the swivel plate or the swivel ring 84 from FIG. 9b.

In Figur 9d ist die sphärische Aussparung 81 der inneren Umgriffsfläche durch die perspektivische Darstellung besonders gut von der Seite zu erkennen. Auch wird klar, dass durch die Herstellung der Auflagefläche 62 für den Kolbenschuh die erste sphärische Aussparung mit entsteht.In FIG. 9d, the spherical recess 81 of the inner wrap-around surface can be seen particularly well from the side through the perspective representation. It is also clear that the first spherical recess is also created by the production of the contact surface 62 for the piston shoe.

In Figur 10 ist die Herstellung der ersten sphärischen Aussparung 80 gemeinsam mit der Herstellung der Kolbenschuhauflageflächen 62 und 54 dargestellt. Während innerhalb des Umgriffs 44 ein Werkzeug um eine Drehachse 90 gedreht wird, wird der Kol- ben um seine Zylinderachse 50 zur Herstellung der Kugelform im Umgriff gedreht, wobei die Schneide des Werkzeugs 92 die Konturen der Auflageflächen 54 und 62 für die Kolbenschuhe sowie die sphärische Aussparung 80 herstellt. Durch das sogenannte Heranschieben des Umgriffs 44, 5 näher an die Außenkontur der Schwenkscheibe be- ziehungsweise des Schwenkringes entsteht also bei der spanenden Herstellung der Kugelform im Umgriff 44, wenn eine Drehung des Kolbens 1 um seine Zylinderachse 50 genutzt wird, die sphärische Aussparung 80 im parallel zur Zylinderachse stehenden Teil des Umgriffs 44. Somit kann ein kostengünstiges Fertigungsverfahren mit einer kostengünstigen und platzsparenden Geometrie des Umgriffes 44 verknüpft werden.FIG. 10 shows the production of the first spherical recess 80 together with the production of the piston shoe contact surfaces 62 and 54. While a tool is rotated about an axis of rotation 90 within the wrap 44, the piston is rotated about its cylinder axis 50 to produce the spherical shape, the cutting edge of the tool 92 defining the contours of the bearing surfaces 54 and 62 for the piston shoes as well as the spherical one Recess 80 creates. By so-called pushing the wrap 44, 5 closer to the outer contour of the swivel disk thus the swivel ring is produced during the machining of the spherical shape in the wrap-around 44, if a rotation of the piston 1 about its cylinder axis 50 is used, the spherical recess 80 in the part of the wrap-around 44 parallel to the cylinder axis and space-saving geometry of the wrap 44 can be linked.

Genauso entsteht die sphärische Aussparung 80 bei Drehung des Kolbens um eine zwischen Werkzeugdrehachse 90 und Zylinderachse 50 senkrecht stehende Achse, die durch deren Schnittpunkt (Kugelmittelpunkt) verläuft und dabei ein nicht rotierendes Werkzeug die Kugelkontur oder kugelnahe Kontur schneidet.In the same way, the spherical recess 80 is created when the piston rotates about an axis perpendicular between the tool axis of rotation 90 and the cylinder axis 50, which passes through the point of intersection (center point of the sphere) and a non-rotating tool intersects the contour of the sphere or the contour close to the sphere.

In Figur 11 ist ein Kolben 101 dargestellt, welcher einen zylindrischen Teil 102 umfasst, der in der Öffnung eines Zylinderblocks 103 hin und her bewegbar ist und deswegen mit der zylindrischen Außenfläche die erste Gleitfläche gegenüber der Zylinderblockboh- rung 113 bildet. Der Kolben 101 setzt sich fort in einen zweiten Teil 104, der als Umgriff für die Schwenkscheibe 106 und die Kolbenschuhe 105 dient. Bei einer Drehbewegung der Schwenkscheibe 106 wird über die Kolbenschuhe 105 der Kolben 101 hin und herbewegt, wobei die Schwenkscheibe 106 zwischen den flachen Seiten der Kolbenschuhe 105 gleitet und die Kolbenschuhe 105 selbst innerhalb des Kolbenumgriffs eine Art Taumelbewegung durchführen. Der Kolbenumgriff 104 wiederum gleitet im Triebwerksgehäuse 107, welches nur teilweise dargestellt ist, an der Innenwand 108 entlang und bildet somit eine zweite Gleitfläche 109.FIG. 11 shows a piston 101 which comprises a cylindrical part 102 which can be moved back and forth in the opening of a cylinder block 103 and therefore forms the first sliding surface with the cylindrical outer surface opposite the cylinder block bore 113. The piston 101 continues into a second part 104, which serves as a grip for the swivel plate 106 and the piston shoes 105. When the swivel plate 106 rotates, the piston 101 is reciprocated over the piston shoes 105, the swivel plate 106 sliding between the flat sides of the piston shoes 105 and the piston shoes 105 themselves performing a kind of wobble movement within the piston grip. The piston wrap 104 in turn slides in the engine housing 107, which is only partially shown, along the inner wall 108 and thus forms a second sliding surface 109.

Figur 12 zeigt einen Schnitt durch den Kolbenumgriff, wie er in der Erfindung beschrieben ist und in der Figur 13 in der Aufsicht dargestellt ist. In Figur 13 wird die zweite Gleitfläche 109 von einer Öffnung 111 durchbrochen, die dazu dient, aus dem Innenraum insbesondere von der rotierenden Schwenkscheibe 106 (Figur 11) durch Fliehkräfte abgespritztes Schmiermittel durch den Kolbenumgriff auf die Oberseite, das heißt die Gleitfläche 109, zu befördern. Unterhalb der geschnittenen Kolbenumgriffsf lache 112 ist auf der vorderen Kolbenumgriffsf lache 114 eine GleitflächeFIG. 12 shows a section through the piston wrap, as described in the invention and shown in a top view in FIG. 13. In FIG. 13, the second sliding surface 109 is pierced by an opening 111, which serves to convey lubricant sprayed from the interior, in particular by the rotating swivel plate 106 (FIG. 11), by centrifugal forces through the piston grip around the top, that is to say the sliding surface 109 , Below the cut piston wrap area 112 is a sliding surface on the front piston wrap area 114

115 für den vorderen Kolbenschuh erkennbar, in welcher ein Kolbenschuh 105 aus Figur 11 eine Taumelbewegung ausführt. Die Öffnung 111 kann kegelstumpfförmig gestaltet sein, um den Schmierstoff breitflächiger abzufangen. Figur 13 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben in der Aufsicht. An dem zylindrischen Kolbenteil 101 , der im Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Krümmung der Umgriffsoberfläche 109, schließt sich der zweite Teil, der Kolbenumgriff 104, an. Im Umgriffsteil 104 befindet sich die zur Schmiermittelversorgung bereitgestellte Öffnung 111 , hier beispielsweise mit einem ovalen Querschnitt, die von einer taschenförmigen Ausnehmung 116 zur Aufnahme des Schmiermittels umgeben ist. Diese taschenförmige Öffnung 116 wird im Querschnitt in Figur 16 dargestellt. In Figur 13 ist weiterhin ein benachbarter Kolbenumgriff 104' angedeutet, was erkennen lässt, dass in einer erfindungsgemäßen Maschine zwischen den Kolbenumgriffen nur noch ein sehr geringer Zwischenraum 117 herrscht, welcher zu einer Schmiermittelversorgung für die Umgriffsgleitflächen 109 nicht ausreichend sein kann.115 for the front piston shoe, in which a piston shoe 105 from FIG. 11 executes a wobble movement. The opening 111 can be designed in the shape of a truncated cone in order to trap the lubricant over a wide area. Figure 13 shows a piston according to the invention in top view. The second part, the piston wrap 104, adjoins the cylindrical piston part 101, which is smaller in diameter than the diameter of the curvature of the wrapping surface 109. In the wrap-around part 104 there is the opening 111 provided for the supply of lubricant, here for example with an oval cross-section, which is surrounded by a pocket-shaped recess 116 for receiving the lubricant. This pocket-shaped opening 116 is shown in cross section in FIG. 16. In FIG. 13, an adjacent piston wrap 104 'is also indicated, which shows that in a machine according to the invention there is only a very small space 117 between the piston wrap, which cannot be sufficient to supply lubricant for the wrap-around sliding surfaces 109.

In Figur 14 sind beispielhaft sechs Kolbenumgriffe im Schnitt in einer Maschine dargestellt. Man erkennt, dass zwischen den sechs Kolbenumgriffen 104 mit ihren Gleitoberflächen 109 nur sehr enge Zwischenräume 117 bestehen. Das bedeutet, dass von einer rotierenden Schräg- oder Schwenkscheibe abgeschleudertes Schmiermittel innerhalb des Triebraums sich gegebenenfalls nicht von den Zwischenräumen 117 bis auf die Mitte der Gleitflächen 109 vorarbeiten kann.In FIG. 14 six piston wraps are shown as an example in section in a machine. It can be seen that there are only very narrow spaces 117 between the six piston wraps 104 with their sliding surfaces 109. This means that lubricant thrown off a rotating swashplate or swivel plate may not be able to work its way from the spaces 117 to the center of the sliding surfaces 109.

Deswegen wird erfindungsgemäß, wie in Figur 15 dargestellt, die Schmiermittelversorgung durch die Öffnung 111 hergestellt, indem von der rotierenden Schrägoder Schwenkscheibe oder dem Schwenkring 106 Schmiermittel 118 durch die Öffnung unter Einwirkung der Fliehkräfte auf die Oberfläche 109 gelangt und dort die zweite Gleitfläche 109 zwischen Triebraumgehäusewand und radialer Außenfläche des Kolbenumgriffs 104 schmieren kann.For this reason, according to the invention, as shown in FIG. 15, the lubricant supply is established through the opening 111 in that lubricant 118 passes from the rotating swashplate or swivel plate or the swivel ring 106 through the opening under the action of centrifugal forces onto the surface 109 and there the second sliding surface 109 between the drive housing wall and can lubricate the radial outer surface of the piston wrap 104.

In Figur 16 ist weiterhin ein erfindungsgemäßer Kolbenumgriff 104 im Schnitt dargestellt, der an der Oberfläche 109 zusätzlich zur Schmiermittelöffnung 111 eine Schmiermitteltasche 116 besitzt, die in unterschiedlichen Formen, je nach Bedarf, ausgestaltet sein kann. Sinn dieser Schmiermitteltasche ist es, das durch die Öffnung 111 gelangte Schmiermittel oberhalb des Kolbenumgriffs aufzufangen und damit die Gleitfläche 109 hinreichend zu versorgen. In FIG. 16, a piston wrap 104 according to the invention is also shown in section, which on the surface 109 has, in addition to the lubricant opening 111, a lubricant pocket 116 which can be designed in different shapes, as required. The purpose of this lubricant pocket is to collect the lubricant that has passed through the opening 111 above the piston grip and thus to adequately supply the sliding surface 109.

Claims

claims

1. Axial piston machine, in particular air conditioning compressor for motor vehicles, with at least one piston 1, 40, 101 with an essentially cylindrical one

Piston shaft 3, 42, 102 and with a grip 5, 44, 104, which surrounds a swivel ring 82 or a swivel plate 106 and piston shoes 105 sliding on this swivel ring 82 or this swivel plate 106, the grip 5, 44, 104 on the piston shaft side and on the opposite side has spherical dome-shaped depressions 15, 17, 54, 62 for receiving the piston shoes 105, characterized in that the side of the wrapping 5, 44 opposite the piston shaft 3, 42 has an opening 9, 46.

2. Axial piston machine according to claim 1, characterized in that the axis 11 of the opening 9 is congruent with the axis 13, 50 of the piston shaft 3, 42.

3. Axial piston machine according to claim 1 or claim 2, characterized in that the opening 9 is substantially cylindrical.

4. Axial piston machine according to claim 1 to claim 3, characterized in that a tool 48, 60 can be passed through the opening 9 for processing the spherical dome-shaped recesses 15, 17, 54, 62 in the wrap-around 5, 44.

5. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machining movement for generating the spherical shape of the spherical cap-shaped depressions 15, 17, 54, 62 by rotation of the piston 1, 40 about the axis 13, 50 of the piston shaft 3, 42, that is to say the cylinder axis can be generated.

6. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machining can be carried out as turning machining on standard lathes.

7. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston 1, 40 on the piston skirt side of the wrapping 5, 44, which is opposite the opening side of the wrapping 5, 44, can have a centering hole or a centering center 56 or a hole for saving weight ,

8. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that a coating of the piston 1, 40 on lathes or grinding machines can be machined by the centering center 56 in a very stable tension.

9. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical cap-shaped recesses 15, 17, 54, 62 can be produced by means of tools with indexable inserts with a finished spherical contour.

10. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston 1, 40, 101 can be produced in one piece and in solid form from an aluminum material.

11. Axial piston machine according to the preamble of claim 1, characterized in that a first spherical recess 80 is arranged within the bridge of the wrap 5, 44, that is to say in the inner radial region of the piston wrap 5, 44.

12. Axial piston machine according to claim 11, characterized in that the first spherical recess 80 can be produced by rotating the piston 1, 40 about its cylinder axis 13, 50 and rotating tool 92 during the machining of the spherical shape in the wrap 5, 44.

13. Axial piston machine according to claim 11, characterized in that the first spherical recess 80 can be produced by rotating the piston 1, 40 about an axis perpendicular to its cylinder axis 13, 50 and a non-rotating tool during the machining of the spherical shape in the wrap 5, 44 is.

14. Axial piston machine according to claim 11, characterized in that the spherical running surfaces 54, 62 of the piston shoes 105 in the wrapping 5, 44 seamlessly merge into the first spherical recess 80 in the bridge of the wrapping 5, 44 and the spherical running surfaces 54, 62 and first spherical recess 80 preferably have an equally large spherical radius.

15. Axial piston machine according to claim 11 to claim 14, characterized in that the bridge of the wrap-around 5, 44 outside the first spherical recess 80 on the inside of the contour 84 of the swivel ring 82 or the swivel plate through a second spherical recess 81 with a larger radius is adjusted.

16. Axial piston machine according to claim 11 to claim 15, characterized in that the bridge of the wrap-around 5, 44 can be pushed as close as possible to the swivel ring 82 or the swivel disk by the second spherical recess 81.

17. Axial piston machine according to claim 11 to claim 16, characterized in that by the second spherical recess 81, the bending line of the wrap 5, 44 is so close to the swivel plate or the swivel ring 82 that the stiffness against bending during the suction movement is only slightly opposite one Wrapping is reduced without the first spherical recess.

18. Axial piston machine according to the preamble of claim 1, characterized in that the substantially cylindrical piston shaft 3 and the wrap 5 represent two individual parts from which the piston 1 can be assembled.

19. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the wrap-around 5 can be produced from a sheet metal strip and the piston shaft 3 can be produced as a deep-drawn part from sheet metal and the wrap-around 5 can be connected to the cylindrical piston shaft 3.

20. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the opening 9 in the wrap 5 can be produced by punching.

21. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacles 15, 17 of the piston shoes 105 are produced or largely preformed in the forming process of the wrapping 5.

22. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that both the grip 5 and the piston shaft 3 can be produced from a steel material.

23. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the wrap-around 5 and the piston shaft 3 can be connected to one another by laser welding or resistance welding.

24. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that a cavity between the grip 5 and the piston skirt 3 is airtight or almost airtight.

25. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston 1 is coated after the assembly of the wrap-around 5 and piston skirt 3, a phosphating layer having a layer thickness of approximately 2-3 μm and the second layer being a PTFE layer Layer with a layer thickness of about 10 microns can be applied.

26. Axial piston machine according to the preamble of claim 1, characterized in that the outside as a sliding surface 109 of the wrap 104 at least has an opening 111 to the inner radial region of the wrap-around 104, which faces the swivel plate or the swivel ring 106.

27. Axial piston machine according to claim 26, characterized in that the at least one opening 111 serves to supply the sliding surface 109 with lubricant.

28. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the circumferential region of the wrap-around 104 designed as a sliding surface 109 has a plurality of and / or differently shaped openings 111 or

Has opening areas.

29. Axial piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the peripheral region of the wrap-around 104, which is designed as a sliding surface 109, is opposite the engine housing wall which serves as the running surface

108 has pocket-shaped areas 116, which are supplied through the at least one lubrication opening 111.