DE3627652C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitschuh für einen Taumelscheiben­ kompressor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Gleitschuh ist aus der US 42 85 640 (Fig. 3) bekannt. Aus der GB 12 69 204 ist es weiterhin bekannt, den ersten, an der Laumeischeibe angreifenden Teil des Gleitschuhes in eine Aussparung des zweiten Teils des Gleitschuhes einzukleben.

An den beiden miteinander zu verbindenden Teilen des Gleitschuhes haften häufig von deren Herstellung herrührende, kleine Metall­ späne, die den festen Verbund der beiden Teile miteinander beein­ trächtigen können, und zwar insbesondere dann, wenn diese Teile unter Ausbildung eines Preßsitzes miteinander verbunden werden sollen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen zweiteiligen Gleitschuh so zu verbessern, daß seine beiden Teile fest und zu­ verlässig miteinander verbunden sind, und zwar insbesondere auch dann, wenn die beiden Teile mit Preßsitz ineinander eingreifen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Taumel­ scheibenkompressors und

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Gleitschuhes.

Die Fig. 1 zeigt einen typischen Taumelscheibenkompressor zur Verwendung in einer Fahrzeugklimaanlage. Der Kompressor umfaßt ein Paar von Zylinderblöcken, nämlich einen vorderen Zylinderblock 1 a und einen hinteren Zylinderblock 1 b, die axial miteinander aus­ gerichtet sind und gemeinsam einen kombinierten Zylinderblock bil­ den. Der kombinierte Zylinderblock ist mit axial gerichteten Zy­ linderbohrungen 2 versehen, die zueinander parallel um die Mittel­ achse des kombinierten Zylinderblocks herum verlaufen. Die vordere Stirnseite des kombinierten Zylinderblocks ist unter Zwischenschal­ tung einer Ventilplatte 9 a von einem vorderen Gehäuse 8 a verschlos­ sen. Die rückwärtige Stirnseite des kombinierten Zylinderblocks ist unter Zwischenschaltung einer Ventilplatte 9 b von einem hin­ teren Gehäuse 8 b verschlossen. Die beiden Zylinderblöcke 1 a, 1 b, das vordere Gehäuse 8 a und die vordere Ventilplatte 9 a durchlaufend ist eine Antriebswelle 4 mittels entsprechender Lagereinrichtung drehbar gelagert. Die Antriebswelle 4 ist mit einer Taumelscheibe 5 ausgestattet, die an der Mitte der Welle 4 befestigt ist. Die Taumelscheibe 5 ist über Kugellager 7 und Gleitschuhe 6 betriebs­ mäßig mit doppelt wirkenden Mehrfach-Kolben 3 verbunden, die gleit­ bar in die Zylinderbohrungen 2 eingepaßt sind. Ferner weist der kombinierte Zylinderblock eine Taumelscheibenkammer 10 auf, an welcher die Taumelscheibe 5 zusammen mit der Antriebswelle 4 vor­ beirotiert. Die vorderen und hinteren Gehäuse 8 a und 8 b sind mit Kühlmittel-Saugkammern 11 bzw. 13 versehen, über welche ein Kühl­ mittel, welches aus einem äußeren Klimaanlagensystem zurückgeführt wurde, schließlich in die Zylinderbohrungen 2 eingesaugt wird, um dort der Kompression unterworfen zu werden. Die vorderen und hin­ teren Gehäuse 8 a und 8 b weisen ferner Kühlmittel-Ausstoßkammern 12 bzw. 14 auf, über welche das komprimierte Kühlmittel zum äuße­ ren Klimaanlagensystem abgegeben wird. Die Kompression des Kühl­ mittels wird durch die hin- und hergehende Kompressionsbewegung der Kolben 3 in den Zylinderbohrungen 2 erreicht. Dies wird wie­ derum veranlaßt durch die Drehbewegung der mit der Welle 4 umlau­ fenden Taumelscheibe 5. Hierbei wird eine axiale Kraft zur Ver­ anlassung der hin- und hergehenden Kompressionsbewegung der Kol­ ben 3 von der Taumelscheibe 5 auf die Kolben 3 übertragen, und zwar mit Hilfe der Gleitschuhe 6 und der Kugellager 7. Jeder Gleitschuh 6 ist ein allgemein rundes Plattenelement, dessen eine Seite eine sphärische Aussparung 6 a aufweist, die ein Kugellager 7 aufnimmt. Die andere Fläche des Plattenelements weist eine abge­ flachte Seite 6 b auf, die in Gleitkontakt mit der Taumelscheibe 5 steht.

Bei einer solchen Bauart eines Taumelscheibenkompressors muß, wenn dieser bei einem hohen Kompressionsverhältnis betrieben wird - da dann die abgeflachte Seite 6 b jedes Gleitschuhs 6 ständig einer hohen Reibung unterworfen ist - diese flache Seite 6 b gegenüber einem Festfressen resistent sein, welches durch hohe Reibungswärme hervorgerufen werden könnte.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Gleitschuhes 51 dargestellt. Dieser Gleitschuh 51 umfaßt ein erstes Teil 54 in Gestalt einer runden Platte und ein zweites Teil 55, welches das erste Teil 54 festhält. Das erste Teil 54 weist eine abgeflachte Seite 53 auf, die in Gleitkontakt mit der Taumelscheibe 5 des Kompressors steht. Das erste Teil 54 ist mit Preßsitz in eine run­ de Aussparung 58 eingepaßt, die an der Seite des zweiten Teils 55 ausgebildet ist, welche der sphärisch-konvexen Lagerfläche 57 die­ ses Teils gegenüberliegt. Die abgeflachte Seite 53 des ersten Teils 54 kann entweder im wesentlichen ebenflächig oder geringfü­ gig nach auswärts erhaben ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, den Gleitschuh 51 so zu modifizieren, daß das zweite Teil 55 mit Preßsitz in das erste Teil 54 eingepaßt ist. Außer­ dem kann man den Preßsitz zwischen dem ersten und zweiten Teil 54, 55 mit Hilfe eines wärmeaushärtbaren Klebemittels verstärken.

Das erste Teil 54 ist als rundes Plattenglied aus keramischem Material ausgebildet, wobei dieses Material eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Festfressen besitzt. Daher besteht die flache Seite 53 im wesentlichen aus einer ebenen Fläche oder einer zentral leicht erhabenen Fläche. Das keramische Material des ersten Teils 54 kann aus Oxid-Keramik, Karbid-Keramik, Nitrid- Keramik oder anderen Keramiksubstanzen bestehen. Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Titankarbid, Borkarbid, Zirkonoxid und SAIALON können bei der Herstellung des ersten Teils 54 eingesetzt werden. Auch kann das erste Teil 54 aus Hartmetall gefertigt werden.

Das Eisenmaterial, welches für die Herstellung des zweiten Teils 55 benutzt wird, kann vorzugsweise ein Lagerstahl (japanischer Industriestandard SUJ-2; ASTM 52100; DIN 100C-6) oder ein Kohlenstoffstahl zur Verwendung im Maschinenbau (japanischer Industriestandard S.15C, S.45C, S.55C; AISI 1015; AISI 1045, AISI 1055; DIN CK 15, DIN CK 45, DIN C 55) sein.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform das zweite Teil 55 mit einer sphärisch-konvexen Lagerfläche 57 versehen ist, um die Notwendigkeit eines zwischen das zweite Teil des Schuhes und den Kolben eingeschalteten Kugellagers zu vermeiden, ist es auch mög­ lich, den Aufbau des zweiten Teiles 55 so zu modifizieren, daß dieses Teil mit einer sphärischen Buchse ausgebildet ist, welche ein Kugellager aufnimmt. In diesem Falle wird das Kugellager zwi­ schen das zweite Teil 55 des Schuhes und den Kolben in ähnlicher Weise eingeschaltet, wie es in Fig. 1 für die Kombination aus ei­ nem herkömmlichen Kugellager und einem Gleitschuh dargestellt ist.

Die Mitte einer Fläche 56 des ersten Teils 54 ist gegenüber der abgeflachten Berührungsfläche 53 dieses ersten Teils 54 fest ge­ gen die Mitte einer Fläche 59 des zweiten Teils abgestützt, wobei die Fläche 59 der kugelig-konvexen Lagerfläche 57 dieses zweiten Teils 55 gegenüberliegt. Die Fläche 56 des ersten Teils 54 ist als erhabene Fläche ausgebildet und hat ihren höchsten Punkt in der Mitte.

Auf der anderen Seite ist die Fläche 59 des zweiten Teils 55, näm­ lich die Bodenfläche der runden Aussparung 58 des zweiten Teils 55 als konkav gekrümmte Fläche ausgebildet, wobei der tiefste Punkt in der Mitte dieser Fläche liegt. Ferner ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Krümmung der Bodenfläche 59 des zweiten Teils 55 größer als diejenige der erhabenen oder mittig erhöhten Fläche 56 des ersten Teils 54, so daß dann, wenn das erste Teil 54 mit Preßsitz in die runde Aussparung 58 des zweiten Teils 55 einge­ paßt ist, am Umfang des Bodens der runden Aussparung 58 des zwei­ ten Teils 55 ein Freiraum 60 verbleibt. Der Freiraum 60 trägt zur Erzielung der festen Abstützung des mittleren, höchsten Punktes der Fläche 56 an dem mittleren, niedersten Punkt der gekrümmten Fläche 59 während des Zusammenbaus des ersten und des zweiten Teils 54 bzw. 55 durch Preßsitz bei. Dies liegt daran, daß wäh­ rend der Herstellung des Preßsitzes der beiden Teile 54, 55 Metall­ späne, die von der Wand oder der Kante der runden Aussparung 58 des zweiten Teils 55 abgeschabt werden, Platz finden, sich abzu­ setzen, wodurch eine Neigung des ersten Teils 54 in der runden Aussparung 58 des zweiten Teils 55 verhindert wird.

Wenn die beiden Teile 54, 55 an ihren Zentren fest aneinander an­ liegen, ist gewährleistet, daß die abgeflachte Fläche 53 des ersten Teils 54 in der Lage ist, an ihrem Mittelpunkt während des Gleitens auf der Fläche der Taumelscheibe 5 eine Last anzu­ nehmen, und zwar unter Anwendung einer hohen Kompression auf den Gleitschuh 51 durch die Taumelscheibe und den (nicht dargestell­ ten) Kolben. Als Ergebnis hiervon erstreckt sich die Druckvertei­ lung in der abgeflachten Fläche 53 des ersten Teils 54 des Gleit­ schuhes 51 stabil um die Mitte der Fläche 56 des ersten Teils 54 herum. Infolgedessen wird am Umfang der abgeflachten Fläche 53 des ersten Teils 54 während des Gleitens des Schuhes 51 auf der Fläche der Taumelscheibe 5 ein sehr kleiner, keilförmiger Zwischen­ raum ausgebildet. Die Bildung eines solchen keilförmigen Zwischen­ raums erweist sich als wirksam für die Einführung von Schmieröl in diesem Raum. Infolgedessen ist die Widerstandsfähigkeit gegen­ über einem Festfressen des ersten, aus Keramikmaterial gefertig­ ten Teils 54 verbessert.

Wenn die beiden Teile 54 und 55 durch Preßsitz miteinander verbun­ den werden, wird ein Übermaß zwischen 20 bis 200 µm und eine Preß­ sitz-Kraft zwischen 500 und 2000 kp angewandt.

Ferner kann die Preßsitz-Konstruktion des ersten und zweiten Teils 54 und 55 so modifizert werden, daß die Fläche 56 des ersten Teils 54 als eine konkav gekrümmte Fläche und die Fläche 59 des zweiten Teils 55 als eine nach außen erhabene Fläche ausgebildet werden. Natürlich muß der innere Zwischenraum 60 dadurch belassen werden, daß man die Krümmung der konkav gekrümmten Fläche 56 größer macht als diejenige der erhöhten Fläche 59. Bei einer anderen Abwandlung kann die erhöhte Fläche 56 des ersten Teils 54 gemäß Fig. 2 auch als konische Fläche mit einem runden Abschnitt an seiner Mitte aus­ gebildet werden. Bei einer weiteren Abwandlung kann die konkav gekrümmte Fläche 59 des zweiten Teils 55 gemäß Fig. 2 auch eine ebene Fläche oder eine nach außen erhöhte Fläche sein.

Claims (3)

1. Gleitschuh für einen Taumelscheibenkompressor zur Über­ tragung einer Axialkraft von einer umlaufenden, an einer Antriebswelle befestigten Taumelscheibe auf einen Kom­ pressorkolben, der einem Kühlmittel in einer Zylinder­ bohrung des Kompressors eine wechselseitige Kompressions­ wirkung erteilt, wobei der Gleitschuh zwei Teile umfaßt, nämlich einen ersten, aus gegenüber Festfressen wider­ standsfähigem Material gefertigten Teil, der sich mit einer ersten Fläche in Gleitkontakt mit der umlaufenden Taumelscheibe befindet und eine zweite, der ersten gegen­ überliegende Fläche aufweist, und einen zweiten, aus gegenüber Festfressen relativ weniger widerstandsfähigem, jedoch leichter bearbeitbarem Eisenmetall gefertigten Teil, der mit einer ersten, sphärischen Fläche am Kom­ pressorkolben anliegt und über eine zweite Fläche mit der zweiten Fläche des ersten Teils in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (54) aus einem keramischen Material gefertigt und die zweite Fläche (56) des ersten Teils (54) als erhaben gekrümmte Fläche mit dem höchsten Punkt in ihrer Mitte ausgebildet ist, daß eine runde, den ersten Teil (54) mit Preßsitz aufnehmende Aus­ sparung (58) des zweiten Teils (55) eine die zweite Fläche dieses zweiten Teils bildende, konkav gekrümmte Bodenfläche (59) mit dem tiefsten Punkt in ihrer Mitte aufweist, und die Krümmung dieser Bodenfläche (59) größer als diejenige der zweiten Fläche (56) des ersten Teils (54) ist, und daß am Umfangsrand der Aussparung (58) zwischen der zweiten Fläche (56) des ersten Teils (54) und der Bodenfläche (59) des zweiten Teils (55) ein Freiraum (60) zur Aufnahme von Metallspänen vorge­ sehen ist, die sich beim Herstellen des Preßsitzes von der Aussparung (58) abschaben.

2. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verbindung des ersten (54) mit dem zweiten Teil (55) einen wärmeaus­ härtbaren Klebstoff umfassen, der zwischen diese Teile eingebracht ist.

3. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßsitz des ersten Teils (54) in der Aussparung (58) des zweiten Teils (55) mit einem Übermaß von 20 bis 200 µ und einer Preßkraft von 500 bis 2000 kp ausgeführt ist.