JP5200017B2 - 環状ディスクとピストンとの連結のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に回転ディスク（Ｓｃｈｗｅｎｋｓｃｈｅｉｂｅ）／斜板又は往復動機械、好ましくは自動車の空調装置のコンプレッサの作業ユニットの回転リングにピストンを連結するための装置であって、前記ピストンに対応配置されているピストンブリッジと、環状ディスクとピストンブリッジとの間において作用する滑りシューとを備えており、ピストンブリッジが環状ディスクを少なくとも部分的に囲むように係合するか、もしくは覆うように係合し、滑りシューを介して環状ディスクと滑り係合している、環状ディスピストンを連結するための装置に関する。

上位概念部に記載した装置は一般的に、数年来種々異なる構成、及び極めて異なる使用目的において公知である往復動機械において使用される。この種の往復動機械は、たとえばコンプレッサであってよく、従ってたとえば自動車の空調装置のコンプレッサであってよい。この種のコンプレッサは大抵、空調コンプレッサとも呼ばれ、外側で駆動される圧縮機ユニットもしくはポンプユニットを取り囲むケーシングを有している。たとえばアキシャルピストン機械として形成されている圧縮機ユニットは、やはり複数のピストンを有している。これらのピストンはシリンダシュー内で往復運動可能である。大抵、環状ディスクとして構成されている斜板の回動時、又は適切な回転ディスクの回転時には、ピストンは往復運動する。ケーシングは一般的に閉じられている。

回転ディスクコンプレッサ又は回転リングコンプレッサは極めて異なる構成において十分に公知である。ＤＥ４４４１７２１Ａ１及びＤＥ１００１０１４２Ｃ２が単に例示的に参照される。

更なる詳細な構造に関する記載は、ＤＥ１９７４９７２７Ｃ２を参照されたい。

ＤＥ１９７４９７２７Ｃ２から公知の往復動機械においては、円環状でリング状の、回転リングとも呼ばれる回転ディスクが設けられている。機械軸に対する回転ディスクの傾きは調整可能である。回転ディスクは機械軸を介して回動へと駆動される。このことは機械軸において軸線方向で案内されるスライドボディ、及び機械軸から間隔をもって配置されている連行体ピンを介して行われる。ピストンはジョイントアッセンブリを有していて、このジョイントアッセンブリに回転ディスクが滑り係合している。

具体的には、公知の往復動機械は適切に駆動される複数のピストンを備えた作業ユニットを有している。この場合、ピストンはシリンダ孔内で案内されていて、特別な連結エレメントを介して環状ディスクの回転運動／歳差運動に追従し、従ってピストンのストロークを実施する。

公知の往復動機械において使用される上位概念部記載の装置は、一般的に比較的肉厚な薄板から製造されている。これによりシュー及び回転リングのための十分に大きな間隙において、強制的に著しく大きな構成がもたらされる。更にシュー及び回転リングのための間隙の拡大のために型押し成形が必要になるのは珍しくない。型押し成形はピストンブリッジの材料を外側に押し出す。これにより重ねて構成スペースの拡大がもたらされる、つまり半径方向での構成スペース拡大である。これら全てのことは今日では常に達成したい小型化、つまり構成スペースの縮小にまさしく直径方向で対抗する。

従って本発明の根底にある課題は、環状ディスクに、特に回転ディスク／斜板又は往復動機械、好ましくは自動車の空調装置のコンプレッサの作業ユニットの回転リングにピストンを連結するための装置を改良して、シュー及び回転リングのための十分に大きな間隙において、十分な剛性のままで出来るだけ僅かな構成スペースを実現可能（形成可能）である、環状ディスクにピストンを連結するための装置を提供することである。更に適切な装置を備えた往復動機械を提供したい。

上記課題は、２つの独立請求項１，１６の特徴部により解決される。この場合、独立請求項１６で請求されている往復動機械は請求項１記載の本発明による装置を有している。

請求項１によれば上位概念部記載の装置は、ピストンブリッジが少なくともピストン寄りの側において２層式に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、十分な曲げ剛性は肉厚の薄板の使用でのみ実現できるのではない、ということが明らかにされた。むしろピストンブリッジの十分な曲げ剛性は、ピストンブリッジを少なくともピストン寄りの側、つまり吐出側で２層式に構成されている、すなわち一緒になって十分な曲げ剛性を形成するほぼ比較的肉薄の薄板を使用していることにより達成できる。

滑りシューの２層式の構成を形成するための少なくとも２つの薄板の使用は、各薄板によって実質的に比較的狭い曲げ曲率半径を形成できるという別の利点を有している。これにより滑りシューの内部におけるシュー及び回転リングのための広範囲の間隙がもたらされる。更に内側の薄板位置において成形部もしくは打抜き加工部を形成することができ、これにより外側への材料押出しによる型押し成形を通常回避できる。構成スペース拡大はこれにより同様に回避されている。

好ましくは、ピストンブリッジの材料は２層式の薄板として構成されている。この場合、一貫して、３層以上の多層式の薄板を持った、とりわけ各要求に対応したピストンブリッジを形成することも考慮可能である。

具体的にはピストンブリッジは内側のシェルと外側のシェルとを有している。この場合、内側のシェルと外側のシェルとの間には、１つ又は複数の介在シェルが設けられていてよい。介在シェルはやはりパートシェル（Ｔｅｉｌｓｃｈａｌｅ）又はフルシェル（Ｖｏｌｌｓｃｈａｌｅ）として構成されていてよい。構造的に適切な手段により、ピストンブリッジの個々の領域は種々異なった厚さで、且つ種々異なる成形部、切欠き、打抜き成形部等をもって構成することができる。

特に好ましくは外側のシェルは、ピストン寄りの側、つまりピストン側から側面を越えてピストンブリッジのピストンとは反対の側まで延びているか、又はピストンブリッジのピストンとは反対の側にわたって延びている。この種の構成は、ピストンブリッジが吐出側、つまりピストン寄りの側において少なくとも２層式に形成されている、という大きな利点を必然的に伴っている。吸入側、つまりピストンと向かい合っている側、もしくはピストンとは反対の側においては、ピストンブリッジの単層式の構成で十分であり、これによりピストンブリッジの重量を減じることができる。

更に内側のシェル、場合によっては外側のシェルは互いに対向する側において、滑りシューを収容するために働く（ピストン寄りの側における）吐出カップと（ピストンとは反対の側の）吸入カップとの外側に型押し成形された又は曲げ加工された領域を有している、ことが可能である。滑りシューと吐出・吸入カップとの協働により、理想的なジョイントアッセンブリを形成することができる。この場合、ピストンはジョイントアッセンブリを介して回転ディスクと係合している。

吸入カップの領域、つまり滑りシューの吸入側は単層式に構成されていてよい、ということは既に示した。この場合、好ましくは、吸入カップは内側のシェルにより形成されている。

更に、内側のシェルは、好ましくは側面において、切欠き、好ましくは打抜き成形部を有していることが考慮可能である。切欠きはピストンブリッジの内側のスペース、ひいては環状ディスク及び／又は滑りシューのための間隙を、内側のシェルの壁厚だけ拡大する。この手段は、外側への材料押出し部を備えた全ピストンブリッジの押出し成形部は必要でなく、ひいては半径方向での不都合な拡大が十分に回避されている、という大きな利点を有している。

２つ以上のシェルは、ほぼ形状接続式に互いに配置されていてよい。この場合、２つのシェルの間の一種の力接続による結合を形成することも考慮可能である。その結果、シェルは材料固有の予負荷に基づき機械的に互いに結合されている。択一的又は付加的に、シェルは接着技術的又はリベットにより互いに結合されていることが考慮可能である。

特に好ましくは、シェルは溶接技術により互いに結合されている。この種の溶接技術による結合のサポート、特に抵抗溶接による結合のサポートのために、少なくとも１つの結合したいシェル、好ましくは内側のシェルは、点状又は線状の隆起部、好ましくは型押しし成形により製造された隆起部を有している。これらの隆起部は相対するシェルに対する抵抗溶接を容易にするようにサポートする。この場合、シェルの間に形成されるスペースは、ピストンブリッジの内側のスペース拡大のために、ひいてはシュー及び回転リングのための間隙の拡大のために内側のシェルの広範囲な押出し成形を許容する。

更に、ピストンブリッジはその外側のシェルを介してピストンに溶接されていてよい、ということに注意されたい。この場合、その他に単に考慮可能な各結合技術が可能である。ピストンは中空体として端部側で閉鎖されたスリーブを意図して構成されていてよい。この場合、ピストンブリッジの外側のシェルはピストンを形成するスリーブの閉鎖のために働くことができる。

本発明に係る環状ディスクにピストンを連結するための装置は、環状ディスクに、特に回転ディスク／斜板に、又は往復動機械の、好ましくは自動車の空調装置のコンプレッサの作業ユニットの回転リングにピストンを連結するための装置であって、前記ピストンに対応配置されているピストンブリッジと、前記環状ディスクに対応配置されている滑りシューとを備え、前記ピストンブリッジが前記環状ディスクを少なくとも部分的に囲むように係合するか、もしくは覆うように係合し、前記滑りシューを介して前記環状ディスクと滑り係合している、環状ディスクにピストンを連結するための装置において、前記ピストンブリッジが少なくとも前記ピストン寄りの側において、少なくとも２層式に構成されていることを特徴とする。

好ましくは、前記ピストンブリッジの材料が２層式の薄板として構成されている。

好ましくは、前記ピストンブリッジの前記材料が３層式又はそれ以上の多層式の薄板として構成されている。

好ましくは、前記ピストンブリッジが内側のシェル及び外側のシェルを有している。

好ましくは、前記内側のシェルと前記外側のシェルとの間に１つ又は複数の介在シェルが設けられており、該介在シェルがパートシェル又は完全なフルシェルとして構成されている。

好ましくは、前記外側のシェルが前記ピストン寄りの側から側面を越えて、前記ピストンブリッジの前記ピストンとは反対の側にまで延びているか、又は前記外側のシェルが前記ピストン寄りの側から側面を越えて、前記ピストンブリッジの前記ピストンとは反対の側にわたって延びている。

好ましくは、前記内側のシェル及び、場合によっては、前記外側のシェルが、互いに対向する側において外方に型押し成形又は曲げ加工された領域を有することで、前記滑りシューを収容するために働く吐出カップ及び吸入カップが形成されている。

好ましくは、前記吸入カップの領域が単層式に構成されており、前記吸入カップが前記内側のシェルにより形成されている。

好ましくは、前記内側のシェルが、好ましくは側面において、切欠き、好ましくは打抜き成形部を有しており、前記切欠きが前記ピストンブリッジの内側のスペースを拡大する、ひいては前記環状ディスク及び／又は前記滑りシューのための間隙を拡大する。

好ましくは、前記シェルが接着技術により互いに結合されている。

好ましくは、前記シェルがリベットによって互いに結合されている。

好ましくは、前記シェルが溶接技術により互いに結合されている。

好ましくは、１つの結合したい前記シェル、好ましくは内側のシェルが点状又は線状の隆起部、好ましくは型押し成形技術により製造された隆起部を有しており、該隆起部が相対しているシェルに対する抵抗溶接をサポートする。

好ましくは、前記ピストンブリッジが該ピストンブリッジの外側のシェルを介して前記ピストンに溶接されている。

好ましくは、前記ピストンが端部側で閉鎖されたスリーブを意図した中空体として構成されている。

本発明に係る往復動機械は、往復動機械、特に自動車の空調装置のコンプレッサにおいて、環状ディスクに、特に回転ディスク／斜板に、又は当該往復動機械の作業ユニットの回転リングにピストンを連結するための、請求項１から１５までのいずれか一項記載の装置を有することを特徴とする。

今や本発明の教示を有利に構成し且つ改良する種々異なる可能性がある。このことについて請求項１の従属請求項を参照でき、また図面基づく本発明の２つの有利な実施の形態の以下の説明を参照することが出来る。図面に基づく本発明の有利な実施の形態の説明に関しては、だいたいにおいて教示の有利な構成及び改良形が説明されている。

ピストンブリッジを備えたピストンを有する、本発明による装置の一実施の形態を断面した概略図である。 互いに離間されたシェルを備えたピストンブリッジの第２の実施の形態の概略図である。

図１には、往復動機械の作業ユニットの図に単に示された環状ディスク２にピストン１を連結するための、本発明による装置の実施の形態が示されている。往復動機械の示されていない特徴に関しては、冒頭で既に記載したＤＥ１９７４９７２７Ｃ２、特に図１，２と、それに関する記載に明確に示されている。記載を簡潔にするために、ここでは往復動機械全体の記載は省略し、とりわけ対応する環状ディスク２とピストンとの連結のための装置に関して記載する。

図１には、ピストン１が環状ディスク２と滑り係合しているのが示されている。この場合、ピストン１にピストンブリッジ３が対応配置されている。環状ディスク２とピストンブリッジ３との間において滑りシュー（Ｇｌｅｉｔｓｃｈｕｈｅ）４が作動する。この構成ではピストンブリッジ３は環状ディスク２を端部側で囲むように係合するか、もしくは覆うように係合する。ピストン１は滑りシュー４とピストンブリッジ３とを介して、環状ディスク２と滑り係合している。

本発明によればピストンブリッジ３は少なくとも、ピストン１寄りの側、つまり吐出側５において２層式に構成されている。

具体的には図１に示されている実施の形態において、ピストンブリッジ３の材料は２層式の薄板として構成されていて、この場合、ピストンブリッジ３は内側のシェル６と外側のシェル７とを有している。

更に図１から、外側のシェル７がピストン１に向いている側から側面１１を越えて、反対側に位置する縁部に、つまり吸入側８の縁部にまで達していることを見て取ることができる。従って、ピストブリッジ３は僅かにしか負荷されてない吸入側８においては単層式に構成されていて、これにより重量低減のための材料節約がもたらされる。

更に図１から、内側のシェル６及び（少なくとも吐出側５における）外側のシェル７も、互いに対向する側において外方に型押し成形、もしくは曲げ加工された領域を有し、これによって、吐出カップ９と吸入カップ１０とが形成されていることを見て取ることができる。吐出カップ９と吸入カップ１０とは一緒に滑りシュー４の収容、ひいては環状ディスク２のための滑り係合のために働く。

既述したように、吸入カップ１０の領域は単層式に構成されている、つまりそこでは単に内側のシェル６しか設けられていない。反対側にある側、つまり吐出側５では吐出カップ９は２層式、つまり内側のシェル６及び外側のシェル７により形成されていて、従って力を適切に吸収することができる。

更に図１には、内側のシェル６における側面１１には切欠き１２が打抜き加工部の形式で設けられていることがはっきりと示されている。切欠き１２はピストンブリッジ３の内側のスペース、ひいては環状ディスク２及び／又は滑りシュー４の間隙（Ｆｒｅｉｇａｎｇ）を拡大する。この手段により外方へ方向付けられた型押し成形によるピストンブリッジ３内における空間の拡幅は、ピストンブリッジ３の半径方向の拡幅の欠点と共に効果的に回避されている。

更に図１には、ピストン１が端部側で閉鎖されたスリーブとして構成されていることが示されている。スリーブはピストンブリッジ３の外側のシェル７により閉鎖されている。ピストン１とこのピストン１の外側のシェル７との結合は、溶接技術により製造されている。

図２にはピストンブリッジ３の第２の実施の形態が概略的に示されている。図２で選択されている記載にはピストン１は示されていない。更に図２では更なる詳細な記載は省き、とりわけ内側のシェル６と外側のシェル７との配置形式だけを記載する。

具体的には内側のシェル６は点状又は線状の隆起部１３を有している。これらの隆起部１３は外側のシェル７に向かって延びている。たとえば予め型押し成形されていてよい隆起部１３により、抵抗溶接のためのいわゆる貫流個所（Ｄｕｒｃｈｆｌｕｓｓｓｔｅｌｌｅ）が形成される。これによりこの結合技術はサポートされる。

更に本発明は、たとえばＤＥ１９７４９７２７Ｃ２から公知である往復動機械を有しているものの、前記実施の形態に基づく装置を備えている。

最後に、前記記載の実施の形態は単に請求される実施の形態の記載に役立つだけであり、前記実施の形態に限定されるものではないことに注意されたい。

１ ピストン、 ２ 環状ディスク、 ３ ピストンブリッジ、 ４ （環状ディスクの）滑りシュー、 ５ （ピストンブリッジの）吐出側、 ６ 内側のシェル、 ７ 外側のシェル、 ８ （ピストンブリッジの）吸入側、 ９ 吐出カップ、 １０ 吸入カップ、 １１ 側面、 １２ 切欠き、 １３ （内側のシェルに設けられている）隆起部

Claims (14)

1. 環状ディスク（２）にピストン（１）を連結するための装置であって、前記ピストン（１）に対応配置されているピストンブリッジ（３）と、前記環状ディスク（２）に対応配置されている滑りシュー（４）とを備え、前記ピストンブリッジ（３）が前記環状ディスク（２）を少なくとも部分的に囲むように係合するか、もしくは覆うように係合し、前記滑りシュー（４）を介して前記環状ディスク（２）と滑り係合している、環状ディスク（２）にピストン（１）を連結するための装置において、
   前記ピストンブリッジ（３）の材料が少なくとも前記ピストン（１）寄りの側において、３層式又はそれ以上の多層式の薄板として構成されていることを特徴とする、環状ディスクにピストンを連結するための装置。
2. 前記ピストンブリッジ（３）が内側のシェル（６）及び外側のシェル（７）を有している、請求項１記載の装置。
3. 前記内側のシェル（６）と前記外側のシェル（７）との間に１つ又は複数の介在シェルが設けられており、該介在シェルがパートシェル又は完全なフルシェルとして構成されている、請求項２記載の装置。
4. 前記外側のシェル（７）が前記ピストン（１）寄りの側から側面（１１）を越えて、前記ピストンブリッジ（３）の前記ピストン（１）とは反対の側にまで延びているか、又は前記外側のシェル（７）が前記ピストン（１）寄りの側から側面（１１）を越えて、前記ピストンブリッジ（３）の前記ピストン（１）とは反対の側にわたって延びている、請求項２又は３記載の装置。
5. 少なくとも前記内側のシェル（６）が、互いに対向している側において外方に型押し成形又は曲げ加工された領域を有することで、前記滑りシュー（４）を収容するために働く、ピストン側の第１カップ（９）及びピストンと反対側の第２カップ（１０）が形成されている、請求項２から４までのいずれか一項記載の装置。
6. 前記第２カップ（１０）の領域が単層式に構成されており、前記第２カップ（１０）が前記内側のシェル（６）により形成されている、請求項５記載の装置。
7. 前記内側のシェル（６）が、側面（１１）において、切欠き（１２）を有しており、前記切欠き（１２）が前記ピストンブリッジ（３）の内側のスペースを拡大する、ひいては前記環状ディスク（２）及び／又は前記滑りシュー（４）のための間隙を拡大する、請求項２から６までのいずれか一項記載の装置。
8. 前記シェル（６，７）が接着技術により互いに結合されている、請求項２から７までのいずれか一項記載の装置。
9. 前記シェル（６，７）がリベットによって互いに結合されている、請求項２から７までのいずれか一項記載の装置。
10. 前記シェル（６，７）が溶接技術により互いに結合されている、請求項２から７までのいずれか一項記載の装置。
11. １つの結合したい前記シェル（６，７）が点状又は線状の隆起部（１３）を有しており、該隆起部（１３）が向かい合うシェル（７）に対する抵抗溶接をサポートする、請求項１０記載の装置。
12. 前記ピストンブリッジ（３）が該ピストンブリッジ（３）の外側のシェル（７）を介して前記ピストン（１）に溶接されている、請求項２から１１までのいずれか一項記載の装置。
13. 前記ピストン（１）が端部側で閉鎖されたスリーブを意図した中空体として構成されている、請求項１から１２までのいずれか一項記載の装置。
14. 往復動機械において、環状ディスク（２）にピストン（１）を連結するための、請求項１から１３までのいずれか一項記載の装置を有することを特徴とする、往復動機械。

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