(57)【要約】  本発明はアキシャルピストン機械、特に自動車に用いられるエアコンコンプレッサであって、少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストンスカートと、ラップアラウンド部とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のものに関する。
2008538803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルピストン機械、特に自動車に用いられるエアコンコンプレッサであって、少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストンスカートと、ラップアラウンド部とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のものにおいて、前記ラップアラウンド部に別個の保持エレメントが配置されており、該保持エレメントが、前記ピストンシューのうちの一方のピストンシューのための第１の凹球冠状の凹部を有していることを特徴とするアキシャルピストン機械。
【請求項２】
前記別個の保持エレメントが、前記ラップアラウンド部に対して相対的に調節可能／位置決め可能である、請求項１記載のアキシャルピストン機械。
【請求項３】
前記保持エレメントが、緩み止め式のねじ締結部によって前記ラップアラウンド部に対して調節可能であり、ただし場合によってはプレス嵌めまたは溶接によっても所望の最終位置に調節可能である、請求項１または２記載のアキシャルピストン機械。
【請求項４】
前記保持エレメントが、スワッシュディスクと２つのピストンシューとの組付けの後に前記ラップアラウンド部に挿入されて、ほぼ遊びなしに前記ラップアラウンド部内に位置決めされて固定される、請求項１から３までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項５】
前記ラップアラウンド部が、円筒状のピストンスカートを収容するための円形の開口を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項６】
円筒状のピストンスカートが、ポット部とカバーとを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項７】
ポット部が、他方のピストンシューのためのピストンに設けられた第２の凹球冠状の凹部を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項８】
カバーが少なくとも１つのピストンリング溝を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項９】
前記ラップアラウンド部と、保持エレメントと、ポット部と、カバーとが、鋼材料から製造されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１０】
前記ラップアラウンド部と、ポット部と、カバーとがレーザ溶接されており、ポット部が、第２の凹球冠状の凹部内に開口を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のアキシャルピストン機械。
【請求項１１】
請求項１の上位概念部に記載の形式のアキシャルピストン機械、つまり少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストンスカートと、ラップアラウンド部とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のアキシャルピストン機械のピストンを製造する方法において、ポット部に設けられた凹球冠状の凹部に第１のピストンシューを挿入し、該第１のピストンシューに被さるようにスワッシュリングまたはスワッシュディスクを前記ラップアラウンド部に押し込み、前記ラップアラウンド部内でスワッシュリングまたはスワッシュディスクに第２のピストンシューを装着し、前記ラップアラウンド部に設けられた開口を通じて保持エレメントを導入して、第２のピストンシューに当て付け、該当付け位置で保持エレメントを、たとえば緩み止め式のねじ山またはプレス嵌めまたは溶接結合または接着結合により前記ラップアラウンド部に固定することを特徴とする、アキシャルピストン機械のピストンを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルピストン機械、特に自動車に用いられるエアコンコンプレッサであって、少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストンスカートと、囲繞部もしくはラップアラウンド部（Umgriff）とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のものに関する。
【０００２】
本発明はさらに、アキシャルピストン機械のピストンを製造する方法に関する。
【０００３】
このような形式のアキシャルピストン機械は公知である。この場合、特にピストンシューを収容する凹球冠状の凹部を備えたピストンラップアラウンド部を製造することは狭い公差に拘束されていて、製作技術的に困難である。なぜならば、ピストンシューとスワッシュリングまたはスワッシュディスクとの組付け後にピストンシューができるだけ小さな遊びを持ってラップアラウンド部内で運動することが望まれているからである。したがって、高い製作精度もしくは個々の部分の選別がたいてい不可避となる。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、このような欠点を有していないアキシャルピストン機械を提供することである。
【０００５】
この課題は、アキシャルピストン機械、特に自動車に用いられるエアコンコンプレッサであって、少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストン軸部もしくはピストンスカートと、囲繞部もしくはラップアラウンド部とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のものにおいて、前記ラップアラウンド部に別個の保持エレメントが配置されており、該保持エレメントが、前記ピストンシューのうちの一方のピストンシューのための第１のざる底球面状もしくは凹球冠状（kugelkalottenfoermig）の凹部を有していることを特徴とするアキシャルピストン機械により解決される。
【０００６】
アキシャルピストン機械の有利な構成では、別個の保持エレメントが、前記ラップアラウンド部に対して相対的に調節可能／位置決め可能である。このことには次のような利点がある。すなわち、ラップアラウンド部および両凹球冠状の凹部の製作誤差の影響を受けることなしに、別個の保持エレメントが遊びなくピストンシューとスワッシュディスクとに押し付けられ得るようになり、かつ場合によってはそれどころかピストンシューをプリロード下もしくは予荷重下に締付け固定することができ、ひいては複雑な加工方法または選別が不要となる。
【０００７】
本発明によるアキシャルピストン機械は、保持エレメントが、セルフロック式もしくは緩み止め式のねじ締結部によって前記ラップアラウンド部に対して調節可能であることによりすぐれている。しかし、保持エレメントがピストンシューに対して所定の位置にもたらされた後に、保持エレメントの固定のためにプレス嵌めまたは溶接結合を利用することも有利になり得る。
【０００８】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、保持エレメントが、１つのスワッシュディスクと２つのピストンシューとの組付けの後に前記ラップアラウンド部に挿入されて、ほぼ遊びなしに前記ラップアラウンド部内に位置決めされて固定される。
【０００９】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、前記ラップアラウンド部が、円筒状のピストンスカートを収容するための円形の開口を有している。この場合、ピストン全体が複数の部分から成る構造を有しているので有利である。なぜならば、たとえば円筒状のピストンスカートを深絞り成形法で製造し、前記ラップアラウンド部を打抜き曲げ成形法で製造することができ、ひいては製作方法を個別部分の形状に適合させることができるからである。
【００１０】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、円筒状のピストンスカートが、ポット部とカバーとを有している。この場合にも、複数の個別部分の使用により、個別部分の製造を、相応する種々異なる方法によって最適化することができる。
【００１１】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、ポット部が、他方のピストンシューのためのピストンに設けられた第２の凹球冠状の凹部を有している。すなわち、個別部分としての開いたポット形状に基づき、深絞り成形法において凹球冠状の凹部を大きな製作手間なしに一緒に一体成形することができる。
【００１２】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、カバーが少なくとも１つのピストンリング溝を有している。この場合にも、再び比較的扁平なカバー構成部分を製造するための製作方法が最適となり、これにより、相応するピストンリング溝もこのカバー構成部分に加工成形される。
【００１３】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、前記ラップアラウンド部と、保持エレメントと、ポット部と、カバーとが、鋼材料から製造されている。鋼材料は特に公知先行技術により知られているアルミニウム材料に比べて高い強度と、良好な溶接特性をも有していて、肉薄な構成部分を可能にする。
【００１４】
本発明によるアキシャルピストン機械のさらに別の有利な構成では、前記ラップアラウンド部と、ポット部と、カバーと、場合によっては保持エレメントとが互いにレーザ溶接されており、この場合、ポット部は第１の凹球冠状の凹部内に、たとえば溶接および研削の後のクリーニングのための開口を有している。
【００１５】
さらに、本発明によれば、アキシャルピストン機械、特に自動車に用いられるエアコンコンプレッサであって、少なくとも１つのピストンが設けられており、該ピストンが、ほぼ円筒状のピストンスカートと、囲繞部もしくはラップアラウンド部とを備えており、該ラップアラウンド部が、スワッシュリングまたはスワッシュディスクと、該スワッシュリングまたは該スワッシュディスクに沿ってスライドする複数のピストンシューとを取り囲んでいる形式のアキシャルピストン機械のピストンを製造する方法において、ポット部に設けられた凹球冠状の凹部に第１のピストンシューを挿入し、該第１のピストンシューに被さるようにスワッシュリングまたはスワッシュディスクを前記ラップアラウンド部に押し込み、前記ラップアラウンド部内でスワッシュリングまたはスワッシュディスクに第２のピストンシューを装着し、前記ラップアラウンド部に設けられた開口を通じて保持エレメントを導入して、第２のピストンシューに当て付け、該当付け位置で保持エレメントを、有利には緩み止め式のねじ山またはプレス嵌めのような固定方法、あるいはまた場合によっては溶接結合または接着結合により前記ラップアラウンド部に固定することを特徴とする、アキシャルピストン機械のピストンを製造する方法も提供される。すなわち、スワッシュリングまたはスワッシュディスクにおけるピストンシューの組付け後にはじめて保持エレメントを前記取り囲みに組み付けることが特に有利である。これにより、スワッシュディスクとピストンシューとピストンとから成る構成アッセンブリにおける遊びを構成部分選別なしに最適に調節することができる。
【００１６】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１７】
図１は、ピストンポット部を示す概略図であり、
図２は、カバー部分を備えたピストンポット部を示す概略図であり、
図３は、カバー部分とピストンラップアラウンド部とを備えたピストンポット部を示す概略図であり、
図４は、カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとを備えたピストンポット部を示す概略図であり、
図５は、カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとスワッシュリングの一部とを備えたピストンポット部を示す概略図であり、
図６は、カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとスワッシュリングの一部と第２のピストンシューとを備えたピストンポット部を示す概略図であり、
図７は、保持エレメントの挿入後における全ピストン組立て構造を示す概略図であり、
図８は、深絞り成形された薄板から成る保持エレメントの択一的な別の構成を示す概略図である。
【００１８】
図１には、ピストンポット部１とも呼ばれるピストンの円筒状の部分が横断面図で図示されている。このピストンポット部１の底部は押込み成形の完了した凹球冠状もしくはざる底面状の凹部３を有している。この凹球冠状の凹部３は円形の開口５によって貫通される。この円筒状のピストンポット部１は、たとえば鋼薄板からの深絞り成形によってこの形に製造され得る。
【００１９】
ピストンポット部１には、図２に示したようにカバー部分７が取り付けられる。このカバー部分７はピストンリングを収容するための環状に延びる溝９を有している。また、もちろん、カバー部分７に複数のピストン溝を加工成形することもできる（図示しない）。また、このような構造部分の扁平な皿状の構造も、薄板変形加工法による製造のためにやはり極めて好適である。図２の下側の部分では、カバー部分７がピストンポット部１に装着されていて、範囲１１においてたとえばレーザ溶接シームによってピストンポット部１に結合され得る。
【００２０】
図２に示した構成アッセンブリには、図３に示したようにピストン囲繞部もしくはピストンラップアラウンド部１３が取り付けられる。ピストンラップアラウンド部１３は主としてＵ字形の打抜き曲げ成形部品であり、この打抜き曲げ成形部品は、ピストンポット部１を収容することのできる開口１５と、あとで保持エレメントが挿入される開口１７とを備えている。ピストンポット部１は開口１５の範囲１９で、たとえば同じくレーザ溶接シームによりピストンラップアラウンド部１３に結合され得る。したがって、そのＵ字形の形状に基づき、ピストンポット部１またはカバー７部分とは別の製作方法のために良好に適しているピストンラップアラウンド部１３は、有利には別の方法、たとえば打抜き・曲げ成形法により製造され得るので、ピストンの全体構造は製作技術的に見て、公知先行技術により知られているような中実材料からのワンピースのアルミニウムピストンまたは複数の部分から成るアルミニウムピストンの製造に比べて簡単にハンドリング（取扱い）され得る。
【００２１】
図３に示したピストンの組み立てられた構成アッセンブリ内には、図４に示したように、凸球冠状の第１のピストンシュー２１が嵌め込まれる。この凸球冠状の第１のピストンシュー２１は図１に示したピストンポット部１に設けられた、エンボス成形もしくは押込み成形の完了した凹球冠状の凹部３内に当て付けられる。ピストンポット部１に凹球冠状の凹部３を押込み成形する手段により、この凹部の切削加工による手間のかかる製作が回避される。
【００２２】
図４に示した凸球冠状の第１のピストンシュー２１の嵌込み後には、図５に示したように、スワッシュディスクまたはスワッシュリング２３がピストンラップアラウンド部１３内に押し込まれる。
【００２３】
その後に、図６に示したように、スワッシュディスクまたはスワッシュリング２３の他方の側に第２のピストンシュー２５が装着される。
【００２４】
最後に、図７に示したように、ピストンラップアラウンド部１３に設けられた開口１７を通じて保持エレメント２７が導入される。この保持エレメント２７は両ピストンシュー２１，２５とスワッシュリング２３とに押圧されるので、全構成アッセンブリには、ピストンラップアラウンド部の内部における両ピストンシューとスワッシュリングとの遊びなしの配置が得られる。すなわち、この場合に本発明の利点が認められる。
【００２５】
すなわち、本発明は、押込み成形もしくはエンボス成形の完了した凹球冠状の凹部３を備えたピストンポット部１と、ピストンリング溝９を備えたカバー部分７と、Ｕ字形のピストンラップアラウンド部１３と、保持セグメントもしくは保持エレメント２７とから成るエアコンコンプレッサピストンの構成アッセンブリを提供する。一方ではピストンポット部１をカバー部分７に結合させ、他方ではピストンポット部１をＵ字形のピストンラップアラウンド部１３に結合させることのできる方法は、所望の利点に相応して種々様々に選択され得る。鋼薄板材料の使用時では、レーザ溶接が使用されると有利である。なぜならば、ピストンによる圧縮作業の間の大きな力も吸収され得るようになるからである。しかし、それほど高い圧力を有しない機械において使用される場合には、別の材料も別の固定方法も考えられる。Ｕ字形のピストンラップアラウンド部１３と保持エレメント２７との結合部は、場合によっては別の観点で設計され得る。すなわち、たとえばねじ締結が考えられる。その場合、ねじ締結によって遊びを適宜に調節し、かつ後調節することもできる。セルフロック式のねじ締結、つまり緩み止め式のねじ締結により、運転時におけるねじ締結の緩みが阻止される。
【００２６】
図８には、別の保持セグメントもしくは保持エレメント３１を有する変化形が図示されている。この保持セグメント３１は、たとえば深絞り成形された薄板部分である。保持エレメント３１はＵ字形のピストンラップアラウンド部１３に設けられたつば状の変形加工部２９内に挿入されて、ピストンシュー（この場合、ピストンシュー２５により示す）に対して遊びなしの組付け後に、範囲３２においてレーザ溶接シームにより固定され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ピストンポット部を示す概略図である。
【図２】カバー部分を備えたピストンポット部を示す概略図である。
【図３】カバー部分とピストンラップアラウンド部とを備えたピストンポット部を示す概略図である。
【図４】カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとを備えたピストンポット部を示す概略図である。
【図５】カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとスワッシュリングの一部とを備えたピストンポット部を示す概略図である。
【図６】カバー部分とピストンラップアラウンド部と第１のピストンシューとスワッシュリングの一部と第２のピストンシューとを備えたピストンポット部を示す概略図である。
【図７】保持エレメントの挿入後における全ピストン組立て構造を示す概略図である。
【図８】深絞り成形された薄板から成る保持エレメントの択一的な別の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ピストンポット部
３  凹球冠状の凹部
５  ピストンポット部に設けられた円形の開口
７  カバー部分
９  環状の溝
１１  溶接シームのための範囲
１３  ピストンラップアラウンド部
１５  ピストンラップアラウンド部に設けられた開口
１７  保持エレメントのための開口
１９  ピストンラップアラウンド部に設けられたピストンポット部のための挿入範囲
２１  凸球冠状の第１のピストンシュー
２３  スワッシュディスクまたはスワッシュリング
２５  凸球冠状の第２のピストンシュー
２７  保持エレメント
２９  Ｕ字形のラップアラウンド部のつば状の変形加工部
３１  深絞り成形された薄板部分から成る保持エレメント
３２  レーザ溶接シームのための範囲
【図１】
2008538803.tif 000003
【図２】
2008538803.tif 000004
【図３】
2008538803.tif 000005
【図４】
2008538803.tif 000006
【図５】
2008538803.tif 000007
【図６】
2008538803.tif 000008
【図７】
2008538803.tif 000009
【図８】
2008538803.tif 000010
【国際調査報告】
2008538803.tif 000011
2008538803.tif 000012
2008538803.tif 000013
2008538803.tif 000014
2008538803.tif 000015
2008538803.tif 000016