DE10252304A1

DE10252304A1 - Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel, Verfahren zum Herstellen eines Kompressorschuhs und durch dieses Verfahren hergestellter Kompressorschuh

Info

Publication number: DE10252304A1
Application number: DE10252304A
Authority: DE
Inventors: Masanobu Tomita; Hironobu Tsushima
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2003-05-28
Also published as: CN1418745A; KR20030039290A; US20030088979A1; JP2003145247A

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel (160, 187, 209) weist die folgenden Schritte auf: einen Abtrennschritt (S1) zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings (170), der aus einem Material gebildet ist, der Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke (172); einem Aluminiumkugelausbildungsschritt (S2) zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an ihrer Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und einem Gratentfernungsschritt (S3) zum Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet worden ist. Außerdem ist ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs für einen Kompressor aus der Aluminiumkugel offenbart.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel, die als ein Rohling für einen bei einem Kompressor eingebauten Schuh verwendet wird, auf ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs für einen Kompressor unter Verwendung der Aluminiumkugel und auf einen durch dieses Verfahren hergestellten Schuh für einen Kompressor.
Aus dem Gesichtspunkt des Einsparens von Ressourcen und Energie ist es erforderlich, dass verschiedene aus metallischen Materialien ausgebildete Betätigungselemente ein geringeres Gewicht haben. Bei einem in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges verwendeten Kompressor der Taumelscheibenart, wobei bei diesem Kompressor ein geringeres Gewicht besonders wichtig ist, wurde die Anwendung einer Aluminiumlegierung, die als eine Hauptkomponente Aluminium enthält, zum Ausbilden eines Schuhs als ein Bauteil des Kompressors vorgeschlagen. Der aus der Aluminiumlegierung ausgebildete Schuh ist in der Druckschrift JP-U-57-42 180 beispielsweise offenbart. Der Taumelscheibenkompressor ist daran angepasst, dass er ein Gas komprimiert, indem eine Drehbewegung der Taumelscheibe in eine hin- und hergehende Bewegung einer Vielzahl an Kolben umgewandelt wird. Zwischen der Taumelscheibe, die sich bei einer relativ hohen Geschwindigkeit dreht, und jedem Kolben, der sich bei einer relativ hohen Geschwindigkeit hin- und hergehend bewegt, ist der Schuh als ein Gleitelement angeordnet, um eine gleichmäßige Relativbewegung zwischen ihnen zu ermöglichen.
Der Schuh hat Gleitflächen, die in einem Gleitkontakt mit der Taumelscheibe bzw. dem Kolben gehalten werden. Im Betrieb gleiten die Schuhe an beiden Seiten der Taumelscheibe und des Kolbens, wobei Schmierölfilme zwischen den Gleitflächen des Schuhs und den Gleitflächen der Taumelscheibe und des Kolbens ausgebildet sind. Dem gemäß müssen geeignete Zwischenräume zwischen den Gleitflächen des Schuhs und den Gleitflächen der Taumelscheibe und des Kolbens ausgebildet sein. Daher ist es erforderlich, dass der Schuh einen hohen Grad an Maßgenauigkeit hat. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen eines Kompressorschuhs wird ein stabförmiges Element anfänglich in eine Vielzahl an Stücken abgetrennt, die jeweils als ein Schuhrohling mit einer vorbestimmten Länge verwendet werden, und die abgetrennten Stücke werden einer plastischen Verformung unterworfen, um so Schuhe jeweils als einen Formgegenstand vorzusehen. Das stabförmige Element wird vorbereitet, indem zunächst ein Barren extrudiert wird, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet wird und der durch Gießen erhalten wird, und indem der Barren gezogen wird, um das stabförmige Element mit einem vorbestimmten Durchmesser vorzusehen. Da das stabförmige Element in eine Vielzahl an Stücken mit einer hohen Abtrenngenauigkeit abgetrennt werden muss, um die Schuhe mit hoher Maßgenauigkeit auszubilden, kann das stabförmige Element nicht einem Hochgeschwindigkeitsabtrennvorgang durch Scheren unterworfen werden. Bei diesem herkömmlichen Verfahren muss das stabförmige Element durch eine Abtrennvorrichtung wie beispielsweise eine Säge, ein Hochdruckwasserstrahl oder eine Drahtsäge in eine Vielzahl an Stücken abgetrennt werden, die jeweils eine vorbestimmte Länge entsprechend einer erwünschten Abmessung des zu erhaltenden Schuhs plus einen Betrag für eine Materialentfernung durch einen nachfolgenden Schleifvorgang hat. Die somit erhaltenen abgetrennten Stücke werden dem Schleifvorgang unterworfen, um dadurch Schuhrohlinge vorzusehen, die eine konstante Höhe (Abtrennlänge) und ein konstantes Gewicht (konstantes Volumen) haben. Die Schuhrohlinge werden einer plastischen Verformung unterworfen, um so Schuhe jeweils als einen Formgegenstand vorzusehen. Dieses herkömmliche Verfahren fordert jedoch eine relativ lange Zeitspanne zum Abtrennen des stabförmigen Elementes durch die Abtrennvorrichtung. Des weiteren leiden die durch das Abtrennen mit der Abtrennvorrichtung hergestellten Stücke an einer Schwankung im Hinblick auf die Höhenabmessung, so dass die abgetrennten Stücke keine konstante Höhe mit einer hohen Genauigkeit haben. Dem gemäß muss die Höhe der abgetrennten Stücke auf einen erwünschten Wert bei einem anschließenden Schleifvorgang genau eingestellt werden, was die Prozessschritte unerwünschter Weise aufwändig gestaltet. Dieses herkömmlich Verfahren erfordert eine Schleifmaschine zusätzlich zu der Abtrennvorrichtung, was zwangsweise die Anlagekosten erhöht und einen großen Einbauraum erforderlich macht. Da das herkömmliche Verfahren eine relativ lange Zeitspanne zum Ausführen des Abtrennschrittes und des Schleifschrittes erforderlich macht, erfordert die Herstellung einer erwünschten Anzahl an Schuhrohlingen innerhalb einer erforderlichen Zeitspanne die Anwendung einer relativ großen Anzahl an Vorrichtungen für die Herstellung, was zwangsweise zu einer vergleichsweise großen Maßschwankung der hergestellten Schuhrohlinge führt. Somit ist es schwierig, die Schuhrohlinge mit einer hohen Maßgenauigkeit mit einer hohen Stabilität zu erzielen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit hoher Stabilität eine Aluminiumkugel und einen Kompressorschuh mit einer hohen Maßgenauigkeit herzustellen. Diese Aufgabe kann gemäß einem der folgenden Modi der vorliegenden Erfindung in der Form einer Aluminiumkugel, eines Verfahrens zum Herstellen einer Aluminiumkugel, einem Schuh für einen Kompressor und einem Verfahren zum Herstellen eines Schuhs für einen Kompressor gelöst werden. Jeder der folgenden Modi ist wie bei den beigefügten Ansprüchen numeriert und hängt, so fern geeignet, von einem anderen Modus oder anderen Modi ab, um mögliche Kombinationen von Elementen oder technischen Merkmalen aufzuzeigen und darzustellen. Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die technischen Merkmale oder irgendwelche Kombinationen von ihnen beschränkt ist, die lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben sind. Es sollte des weiteren verständlich sein, dass eine Vielzahl an Elementen oder Merkmalen, die in einem beliebigen der folgenden Modi der Erfindung umfasst sind, nicht unbedingt alle miteinander auftreten müssen, und dass die Erfindung ohne ein oder einige Elemente oder Merkmale ausgeführt werden kann, die in Bezug auf den gleichen Modus beschrieben sind.

1. Es ist ein Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel mit den folgenden Schritten offenbart: einem Abtrennschritt zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings, der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke; einem Aluminiumkugelausbildungsschritt zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und einem Gratentfernungsschritt zum Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet wird.

Bei dem Verfahren gemäß dem vorstehenden Modus (1), bei dem die Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit einem halb geschlossenem Werkzeug hergestellt wird, wird eine halb geschlossene Werkzeugbaugruppe verwendet, die ein Paar an Werkzeugen hat, die jeweils eine Werkzeugfläche haben, in der ein Eindruck ausgebildet ist. Wenn diese beiden Werkzeuge zusammen geschlossen werden, wirken die Eindrücke miteinander, um eine Aushöhlung zu definieren, deren Aufbau denjenigen der zu erzielenden Aluminiumkugel entspricht. Die bei dem Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug verwendeten Werkzeuge sind derart gestaltet, dass die jeweiligen Werkzeugflächen der Werkzeuge nicht miteinander in Kontakt gehalten werden, dass heißt von einander beabstandet sind zumindest an ihren jeweiligen Abschnitten benachbart zu den jeweiligen Eindrücken, wenn die beiden Werkzeuge zusammengeschlossen sind. Demgemäß ist ein Raum zwischen den Flächen der beiden Werkzeuge an zumindest einer Position benachbart zu der Aushöhlung ausgebildet. Bei diesem Aufbau hat die Aushöhlung, die ausgebildet ist, wenn die beiden Werkzeuge geschlossen sind, ein konstantes Volumen mit einer hohen Genauigkeit. Überschüssiges Material des Abtrennstückes strömt aus der Aushöhlung in den zwischen den beiden Werkzeugen ausgebildeten Raum. Das überschüssige Material, das in den Raum strömt, bildet einen Grat an der Oberfläche der geschmiedeten Aluminiumkugel. Der somit ausgebildete Grat wird von der Aluminiumkugel bei dem Gratentfernungsschritt entfernt. Daher ermöglicht das vorliegende Verfahren ein leichtes Herstellen des Aluminiumkugel mit vorbestimmten konstanten Abmessungen und einem vorbestimmten Gewicht. Das stabförmige Element kann ein runder Stab, der durch ein Ziehen erhalten wird, und eine Rolle sein. Bei dem Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (1) ist es nicht erforderlich, den herkömmlich erforderlichen zusätzlichen Schritt des Schleifens des abgetrennten Stückes zum Erzielen der erwünschten Maßgenauigkeit auszuführen, was zu einer Verbesserung im Hinblick auf die Produktionseffizienz und zu einer Verringerung der Herstellkosten der Aluminiumkugel führt. Des weiteren ist bei dem vorliegenden Verfahren die Schleifvorrichtung und der Raum zum Einbau der Schleifvorrichtung nicht erforderlich. Daher verringert das vorliegende Verfahren den erforderlichen Raum zum Einbau der Produktionsanlage. Darüber hinaus ermöglicht das vorstehend beschriebene Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug eine leichte Steuerung der Abmessungen und des Gewichts der herzustellenden Aluminiumkugel, so dass die hergestellte Aluminiumkugel vorbestimmte konstante Abmessungen und ein vorbestimmtes konstantes Gewicht hat.
Während die Aluminiumkugel in einem heißen oder kalten Zustand geschmiedet werden kann, ist das Anwenden eines Kaltschmiedens zu bevorzugen. Im Allgemeinen hat ein durch Kaltschmieden erhaltener Gegenstand einen hohen Grad an Maßgenauigkeit und einen günstigen Oberflächenzustand. Des weiteren kann das Kaltschmieden in einer vereinfachten und ökonomischen Weise ohne Erwärmen durchgeführt werden.

1. Es ist offenbart ein Verfahren gemäß dem vorstehenden Modus (1), wobei der Abtrennschritt ein Abtrennen des stabförmigen Rohlings durch Scheren aufweist.

Da der Raum, der zwischen den beiden Werkzeugen ausgebildet ist, wenn die beiden Werkzeuge miteinander geschlossen sind, ein Absorbieren oder Unterbringen einer Schwankung im Hinblick auf die Materialmenge des Abtrennstückes bewirkt, ist es nicht erforderlich, das stabförmige Element mit einer hohen Genauigkeit abzutrennen. Daher kann das stabförmige Element einem Hochgeschwindigkeitsabtrennvorgang durch ein Scheren unterworfen werden. Somit ermöglicht das Verfahren gemäß dem vorstehenden beschriebenen Modus (2) eine Massenproduktion der Aluminiumkugel bei einer hohen Geschwindigkeit, was zu einer erhöhten Produktionseffizienz führt.

1. Es ist ein Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (1) oder dem vorstehend beschriebenen Modus (2) offenbart, das des Weiteren einen Schleifschritt zum Schleifen einer Oberfläche der Aluminiumkugel aufweist, wobei der Schleifschritt nach dem Gratentfernungsschritt ausgeführt wird.

Der an der Aluminiumkugel nach dem Gratentfernungsschritt ausgeführte Schleifschritt bessert den Oberflächenzustand der Aluminiumkugel und erhöht bei Bedarf die Maßgenauigkeit der Aluminiumkugel.

1. Es ist eine Aluminiumkugel offenbart, die durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt ist: einem Abtrennschritt zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings, der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke; einem Aluminiumkugelausbildungsschritt zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und einem Gratentfernungsschritt zum Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet wird.

Das Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (4) bringt die Vorteile mit sich, die vorstehend unter Bezugnahme auf den vorstehend dargelegten Modus (1) beschrieben sind.

1. Es ist eine Aluminiumkugel gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (4) offenbart, die als ein Rohling zum Herstellen eines Schuhs verwendet wird, der für einen Kompressor verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um eine Aluminiumkugel zu schaffen, die als ein Rohling für einen Aluminiumschuh verwendet wird (der nachstehend als "Aluminiumschuhrohling" bezeichnet ist). Demgemäß ist die durch die vorliegende Erfindung geschaffene Aluminiumkugel insbesondere als Aluminiumschuhrohling geeignet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die durch die vorliegende Erfindung hergestellte Aluminiumkugel auch anderes verwendet werden kann, wenn ähnliche Erfordernisse (wie beispielsweise ein Erfordernis im Hinblick auf eine hohe Maßgenauigkeit) vorliegen.

1. Es ist offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs zur Verwendung für einen Kompressor mit den folgenden Schritten: einem Abtrennschritt zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings der aus einem Material ausgebildet wird, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke; einem Aluminiumschuhrohlingsausbildungsschritt zum Ausbilden durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug von jedem der Abtrennstücke zu einem Aluminiumschuhrohling für den Schuh, wobei der Aluminiumschuhrohling im Allgemeinem kugelartig ist und einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; einem Gratentfernungsschritt zum Entfernen des Grates von dem Aluminiumschuhrohling, der durch Schmieden ausgebildet ist; und einem Schuhausbildungsschritt zum Ausbilden durch Schmieden des Aluminiumschuhrohlings zu dem Schuh mit einer teilkugelartigen Kronenform, wobei der Schuhausbildungsschritt nach dem Gratentfernungsschritt ausgeführt wird.

Wenn die Aluminiumkugel mit hoher Maßgenauigkeit, die vorstehend unter Bezugnahme auf den vorstehend dargelegten Modus (1) beschrieben ist, als ein Rohling für den Aluminiumschuh verwendet wird, kann der Schuh mit hoher Maßgenauigkeit mit Leichtigkeit aus dem Aluminiumschuhrohling hergestellt werden. Jedoch können die Prozessschritte zum Herstellen des Schuhs vereinfacht werden, um dadurch die Betriebseffizienz und die Produktivität des Schuhs zu verbessern. Die Merkmale gemäß den vorstehend beschriebenen Modi (2) und (3) können auf diesen Modus (6) angewendet werden.

1. Es ist ein Verfahren gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (6) offenbart, das des weiteren einen Schritt zum Ausbilden eines Abdeckfilms an einer Oberfläche des Schuhs aufweist, der bei dem Schuhausbildungsschritt erhalten wird.

Bei dem Schritt zum Ausbilden eines Abdeckfilms gemäß diesem Modus (7) kann der Abdeckfilm ausgebildet werden, indem die Oberfläche des Schuhs (Grundkörper) mit einem geeigneten anderen Material bedeckt wird oder indem der Oberflächenabschnitt des Schuhs (Grundkörper) beispielsweise abgewandelt oder behandelt wird. Bei dem erstgenannten Verfahren kann der Abdeckfilm ausgebildet werden, indem beispielsweise ein geeignetes metallisches Material plattiert wird oder ein geeignetes nichtmetallisches Material schichtartig angeordnet wird. Durch das Ausbilden des Abdeckfilms an der Oberfläche des Aluminiumschuhs hat der Schuh einen hohen Reibungskoeffizient und verbesserte Gleiteigenschaften wie beispielsweise hohe Widerstände gegenüber Festfressen und Verschleiß. Insbesondere in den Fällen, bei denen der Schuh an einem Element (beispielsweise ein Kolben oder eine Taumelscheibe) gleitet, das aus einem Aluminium als eine Hauptkomponente enthaltendem Material ausgebildet ist, ist der an der Oberfläche des Aluminiumschuhs ausgebildete Abdeckfilm wirksam, um ein Festfressen auf Grund des Gleitkontakts mit dem vorstehend aufgezeigten Element zu verhindern, das aus einem ähnlichen metallischen Material (Aluminiummaterial) ausgebildet ist. Wenn der Abdeckfilm aus einem Metall ausgebildet ist, dessen Härte höher als der Aluminiumschuh (Grundkörper) ist, werden die Festigkeit und die Verschleißfestigkeit des Schuhs erhöht, was zu einer Verbesserung im Hinblick auf die Haltbarkeit des Schuhs führt.

1. Es ist ein Verfahren gemäß dem vorstehend dargelegten Modus (7) offenbart, das des weiteren einen Wärmebehandlungsschritt zum Ausführen einer Wärmebehandlung an dem Schuh aufweist, wobei der Wärmebehandlungsschritt zwischen dem Schuhausbildungsschritt und dem Schritt zum Ausbilden eines Abdeckfilmes ausgeführt wird.

Die Wärmebehandlung wird zum Zweck des Erhöhens der Festigkeit und der Härte des Aluminiumschuhs beispielsweise ausgeführt und wird auch als eine Wärmeveredelungsbehandlung bezeichnet. Genauer gesagt umfasst die Wärmeveredelungsbehandlung beispielsweise eine T6-Behandlung gemäß dem japanischen Industriestandard (JIS) H 0001, bei der der Rohling als ein Vorläufer des Aluminiumschuhs einer künstlichen Alterungshärtbehandlung unterworfen wird, nachdem er einer Lösungswärmebehandlung unterworfen worden ist, und eine T7- Behandlung gemäß JIS H 0001, bei der der Rohling als ein Vorläufer des Schuhs einer Stabilisierungsbehandlung unterworfen wird, die nachstehend beschrieben ist, nachdem er der Lösungswärmebehandlung unterworfen worden ist.

1. Es ist ein Schuh für einen Kompressor offenbart, der durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt ist: einem Abtrennschritt zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings, der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstückep einem Ausbildungsschritt zum Ausbilden durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug von jedem der Abtrennstücke zu einem Aluminiumschuhrohling für den Schuh, wobei der Aluminiumschuhrohling im Allgemeinen kugelartig ist und einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; einem Gratentfernungsschritt zum Entfernen des Grates von dem Aluminiumschuhrohling, der durch Schmieden ausgebildet ist; und einem Schuhausbildungsschritt, bei dem durch ein Schmieden des Aluminiumschuhrohlings zu dem Schuh dieser ausgebildet wird.

Dieser Modus (9) bringt die Vorteile mit sich, die vorstehend unter Bezugnahme auf den vorstehend dargelegten Modus (6) beschrieben sind.
Die vorstehend dargelegten und optionalen Aufgaben, Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung ist durch die nachstehend dargelegte detaillierte Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht im Querschnitt von einem Taumelscheibenkompressor, der mit Schuhen ausgerüstet ist, auf die das Prinzip der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht im Querschnitt des Schuhs von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm der Prozessschritte zum Herstellen einer Aluminiumkugel gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Aluminiumkugel als ein Rohling für den Schuh verwendet wird.
Fig. 4 zeigt in schematischer Weise einige der Prozessschritte bei dem Flussdiagramm von Fig. 3.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessschritten zum Herstellen eines Schuhs für einen Kompressor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und zum Herstellen des Schuhs von Fig. 2.
Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht im Querschnitt, die in schematischer Weise den Schuhausbildungsschritt bei dem Flussdiagramm von Fig. 5 darstellt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist ein gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung bei Anwendung auf einen Schuh geschrieben, der bei einem Taumelscheibenkompressor als ein Kühlmittelkompressor eingebaut ist, der für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Kompressor der Taumelscheibenart gezeigt ist, bei dem der erfindungsgemäß hergestellte Schuh eingebaut ist. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Zylinderblock bezeichnet, der eine Vielzahl an Zylinderbohrungen 12 hat, die so ausgebildet sind, das sie sich in seiner axialen Richtung derart erstrecken, dass die Zylinderbohrungen 12 entlang eines Kreises angeordnet sind, dessen Mittelpunkt an einer Mittellinie des Zylinderblocks 10 liegt. Mit einem einzigen Kopf versehene Kolben sind allgemein mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet (nachstehend sind diese einfach als "Kolben 14" bezeichnet) und sind hin- und hergehend beweglich in den jeweiligen Zylinderbohrungen 12 aufgenommen. An einer der axial entgegengesetzten Endflächen des Zylinderblocks 10 (die linke Endfläche unter Betrachtung von Fig. 1, die als "vordere Endfläche" bezeichnet ist) ist ein vorderes Gehäuse 16 angebracht. An der anderen Endfläche (die rechte Endfläche unter Betrachtung von Fig. 1, die als eine "hintere Endfläche" bezeichnet ist) ist ein hinteres Gehäuse 18 über eine Ventilplatte 20 angebracht. Das vordere Gehäuse 16, das hintere Gehäuse 18 und der Zylinderblock 10 wirken zusammen, um eine Gehäusebaugruppe des Taumelscheibenkompressors zu bilden. Das hintere Gehäuse 18 und die Ventilplatte 20 wirken zusammen, um eine Saugkammer 22 und eine Abgabekammer 24 zu definieren, die mit einem (nicht gezeigten) Kühlmittelkreislauf über einen Einlass 26 bzw. einen Auslass 28 verbunden sind. Die Ventilplatte 20 hat Saugöffnungen 32, Saugventile 34, Auslassöffnungen 36 und Auslassventile 38.
Eine Drehantriebswelle 50 ist in dem Zylinderblock 10 und dem vorderen Gehäuse 16 derart angeordnet, dass die Drehachse der Antriebswelle 50 mit der Mittellinie des Zylinderblocks 10 ausgerichtet ist. Die Antriebswelle 50 ist an ihren entgegengesetzten Endabschnitten durch das vordere Gehäuse 16 bzw. den Zylinderblock 10 über jeweilige Lager gestützt. Der Zylinderblock 10 hat ein mittleres Lagerloch 56, das in einem mittleren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, und das Lager ist an diesem mittleren Lagerloch 56 angeordnet, um die Antriebswelle 50 an ihrem hinteren Endabschnitt zu stützen. Der vordere Endabschnitt der Antriebswelle 50 ist über einen Kupplungsmechanismus wie beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung mit einer (nicht gezeigten) externen Antriebsquelle in der Form eines Motors eines Kraftfahrzeugs verbunden. Beim Betrieb des Kompressors ist die Antriebswelle 50 durch den Kupplungsmechanismus mit dem Motor des Fahrzeugs im Betrieb so verbunden, dass die Antriebswelle 50 um ihre Achse dreht.
Die Drehantriebswelle 50 trägt eine Taumelscheibe 60 derart, dass die Taumelscheibe 60 relativ zu der Antriebswelle 50 axial beweglich und neigbar ist. Die Taumelscheibe 60 hat ein mittleres Loch 61, durch das sich die Antriebswelle 50erstreckt. Die Innenabmessung des mittleren Loches 61 gemessen in einer vertikalen Richtung von Fig. 1 nimmt allmählich in einer Richtung von dem axial mittleren Abschnitt zu jedem der axial entgegengesetzten Enden hin zu, und die Querschnittsform des mittleren Loches 61 an jedem der axial entgegengesetzten Enden ist länglich. An der Antriebswelle 50 ist ein Drehelement 62 als ein Momentübertragungselement fixiert, das in Eingriff mit dem vorderen Gehäuse 16 durch ein Axiallager 64 gehalten ist. Die Taumelscheibe 60 dreht sich mit der Antriebswelle 50 durch ein Scharniermechanismus 66 während der Drehung der Antriebswelle 50. Der Scharniermechanismus 66 führt die Taumelscheibe 60 bei ihrer Axialbewegung und Neigbewegung. Der Scharniermechanismus 66 hat ein Paar Stützarme 67, die an dem Drehelement 62 fixiert sind, Führungszapfen 69, die an der Taumelscheibe 60 ausgebildet sind und die mit den in den Stützarmen 67 ausgebildeten Führungslöchern gleitfähig in Eingriff stehen, das mittlere Loch 61 der Taumelscheibe 60 und die Außenumfangsfläche der Antriebswelle 50.
Der vorstehend aufgezeigte Kolben 14 hat einen Eingriffsabschnitt 70, der mit dem radialen Außenabschnitt der entgegengesetzten Flächen der Taumelscheibe 60 in Eingriff steht, und einen Kopfabschnitt 72, der einstückig mit dem Eingriffsabschnitt 70 ausgebildet ist und in der entsprechenden Zylinderbohrung 12 sitzt. Der Kopfabschnitt 72 bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel ist hohl gestaltet, um dadurch das Gewicht des Kolbens 14 zu verringern. Der Kopfabschnitt 72, die Zylinderbohrung 12 und die Ventilplatte 20 wirken miteinander, um eine Druckbeaufschlagungskammer zu definieren. Der Eingriffsabschnitt 70 steht mit dem radial äußeren Abschnitt der entgegengesetzten Flächen der Taumelscheibe 60 über ein Paar an teilkugelartigen Kronenschuhen oder Kopfschuhen 76 in Eingriff. Die Schuhe 76 sind nachstehend detaillierter beschrieben. Der Kolben 14 bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel hat einen Einzelkopfabschnitt 72 an einem seiner entgegengesetzten Enden und ist als Einzelkopfkolben oder als ein mit einem einzigen Kopf versehener Kolben bezeichnet.
Eine Drehbewegung der Taumelscheibe 60 wird in eine hin- und her gehenden lineare Bewegung des Kolbens 14 durch die Schuhe 76 umgewandelt. Ein Kühlgas in der Saugkammer 22 wird in die Druckbeaufschlagungskammer der Zylinderbohrung 12 durch die Saugöffnung 32 und das Saugventil 34 gesaugt, wenn der Kolben 14 von seinem oberen Totpunkt zu seinem unterem Totpunkt bewegt wird, das heißt wenn der Kolben 14 im Saughub ist. Das Kühlgas in der Druckbeaufschlagungskammer wird durch den Kolben 14 mit Druck beaufschlagt, wenn der Kolben 14 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt bewegt wird, das heißt wenn der Kolben 14 bei dem Kompressionshub ist. Das mit Druck beaufschlagte Kühlgas in der Druckbeaufschlagungskammer wird in die Abgabekammer 24 über die Abgabeöffnung 36 und das Abgabeventil 38 abgegeben. Eine Reaktionskraft wirkt auf den Kolben 14 in der axialen Richtung als ein Ergebnis der Kompression des Kühlgases in der Druckbeaufschlagungskammer. Diese Kompressionsreaktionskraft wird durch das vordere Gehäuse 16 über den Kolben 14, die Trommelscheibe 60, das Drehelement 62 und das axial Lager 64 aufgenommen.
Der Zylinderblock 10 hat eine Einlasskanal 80, der durch diesen hindurch ausgebildet ist zum Zwecke der Verbindung zwischen der Abgabekammer 24 und einer Kurbelkammer 86, die zwischen dem vorderen Gehäuse 16 und dem Zylinderblock 10 definiert ist. Der Einlasskanal 80 ist mit einem durch ein Solenoid betätigtes Steuerventil 90 verbunden, das vorgesehen ist, um den Druck in der Kurbelkammer 86 zu steuern. Das mit dem Solenoid betätigte Steuerventil 90 hat eine Solenoidspule 92. Der Betrag des elektrischen Stromes, der auf die Solenoidspule 92 angewendet wird, wird in Abhängigkeit von der Klimaanlagenlast durch eine nicht gezeigte Steuervorrichtung gesteuert, die prinzipiell durch einen Computer gebildet wird.
Die Drehantriebswelle 50 hat einen durch diese hindurch ausgebildeten Auslaufkanal 100. Der Auslaufkanal 100 ist an einem seiner entgegengesetzten Enden zu dem mittleren Lagerloch 56 offen und ist an dem anderen Ende zu der Kurbelkammer 86 offen. Das mittlere Lagerloch 56 steht an seinem Boden mit der Saugkammer 22 über eine Verbindungsöffnung 104 in Verbindung.
Der vorliegende Taumelscheibenkompressor ist von einer Art mit variabler Leistung. Durch ein Steuern des Drucks in der Kurbelkammer 86 unter Nutzung einer Differenz zwischen dem Druck in der Auslasskammer 24 als eine Hochdruckquelle und des Drucks in der Saugkammer 22 als eine Niedrigdruckquelle wird eine Differenz zwischen dem Druck in der Druckbeaufschlagungskammer und dem Druck in der Kurbelkammer 86 reguliert, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 60 in Bezug auf eine Ebene senkrecht zu der Drehachse der Drehantriebswelle 50 zu ändern, um dadurch den hin- und hergehenden Hub (Saughub und Kompressionshub) des Kolbens 14 zu ändern, wodurch die Förderleistung des Kompressors eingestellt werden kann. Genauer gesagt wird durch ein Anregen und Entregen der Solenoidspule 92 des per Solenoid betätigten Steuerventils 90 die Kurbelkammer 86 wahlweise mit der Auslasskammer 24 verbunden beziehungsweise von dieser getrennt, so dass der Druck in der Kurbelkammer 86 gesteuert wird. Die Taumelscheibenneigungswinkeländerungsvorrichtung zum Ändern des Neigungswinkels der Trommelscheibe bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist durch den Scharniermechanismus 60, die Zylinderbohrungen 12, die Kolben 14, die Saugkammer 22, die Auslasskammer 24, das mittlere Lagerloch 56, die Kurbelkammer 86, den Auslaufkanal 100, die Verbindungsöffnung 104, die nicht gezeigte Steuervorrichtung und der gleichen gebildet.
Der Zylinderblock 10 und jeder Kolben 14 sind aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Der Kolben 14 ist an seiner Außenumfangsfläche mit einem Fluorharzfilm beschichtet, der einen direkten Kontakt der Aluminiumlegierung und des Kolbens 14mit der Aluminiumlegierung des Zylinderblocks 10 verhindert, um so ein Festfressen zwischen ihnen zu verhindern, und er ermöglicht ein Minimieren des Spielbetrags zwischen dem Kolben 14 und der Zylinderbohrung 12. Andere Materialien können für den Zylinderblock 10, den Kolben 14 und dem Beschichtungsfilm verwendet werden.
Der Endabschnitt des Eingriffsabschnittes 70 des Kolbens 14, der vom dem Kopfabschnitt 72 entfernt ist, hat im Querschnitt eine U-Form. Genauer gesagt hat der Eingriffsabschnitt 70 einen Basisabschnitt 124, der den Boden der U-Form definiert, und ein Paar an im wesentlich parallelen Abschnitten 120, 122, die sich von dem Basisabschnitt 124 in einer Richtung senkrecht zu der Achse des Kolbens 14 erstrecken. Die beiden einander gegenüberstehenden Seitenwände der U-Form des Eingriffsabschnittes 70 haben jeweilige Vertiefungen 128, die einander gegenüberstehen. Jede dieser Vertiefungen 128 ist durch eine teilkugelartige Innenfläche der Seitenwand definiert. Die teilkugelartigen Innenflächen der Vertiefungen 128 befinden sich an der gleichen Kugelfläche.
Wie diese in Fig. 2 gezeigt ist, hat jedes Paar an Schuhen 76 eine im wesentlichen teilkugelartige Kronenform und hat eine im Allgemeinen konvexe teilkugelartige Fläche 132 und eine im Allgemeinen flache Fläche 138. Die flache Fläche 138 ist eine geringfügig konvexe gekrümmte Fläche (beispielsweise eine konvexe teilkugelartige Fläche mit einem beachtlich großen Krümmungsradius) und hat einen geneigten Abschnitt der an ihrem radial äußeren Abschnitt ausgebildet ist. Die teilkugelartige Fläche 132 hat einen zylindrischen Abschnitt, der benachbart zu der flachen Fläche 138 ausgebildet ist. Die Grenze zwischen der konvexen gekrümmten Fläche und dem geneigtem Abschnitt, die Grenze zwischen dem geneigtem Abschnitt und dem zylindrischen Abschnitt und die Grenze zwischen dem zylindrischen Abschnitt und der teilkugelartigen konvexen Fläche sind so gerundet, dass sie jeweilige verschiedene kleine Krümmungsradi haben. Das Paar an Schuhen 76 steht gleitfähig mit den teilkugelartigen Innenflächen der Vertiefungen 128 des Kolbens 14 an ihren teilkugelartigen Flächen 138 in Eingriff und steht gleitfähig mit dem radial äußeren Abschnitt der entgegengesetzten Flächen der Taumelscheibe 60, das heißt den Gleitflächen 140 und 142 der Taumelscheibe 60, an ihren flachen Flächen 138 in Eingriff. Das Paar an Schuhen 76 ist derart gestaltet, dass ihre konvexen teilkugelartigen Flächen 132 an der gleichen Kugelfläche sich befinden. Anders ausgedrückt hat jeder Schuh 76 eine teilkugelartige Kronenform, deren Größe kleiner als eine Halbkugel um einen Betrag ist, der der Hälfte der Dicke der Taumelscheibe 60 entspricht. Die Form des Schuhs ist nicht auf die vorstehend beschriebene Form beschränkt. Beispielsweise hat der für einen Kompressor mit feststehender Leistung verwendete Schuh wunschgemäß eine Größe, die geringfügig größer als die Halbkugel ist, um eine Verringerung des Gleitflächenbereichs selbst dann zu verhindern, wenn der Flachaufschnitt des Schuhs einen Verschleiß erfahren hat.
Der Schuh 76 hat einen Basiskörper 146 und einen Abdeckfilm 150, der so ausgebildet ist, das er die Fläche des Basiskörpers 146 bedeckt. In Fig. 2 ist die Dicke des Abdeckfilms 150 des leichteren Verständnisses wegen übertrieben angedeutet. Der Basiskörper 146 ist aus einer Al-Si-Legierung, das heißt A 4032 gemäß JIS H 4100, welches Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, und Silizium ausgebildet. Verschiedene Arten an Aluminiumlegierungen können als das Material für den Basiskörper 146 des vorliegenden Schuhs 76 verwendet werden. Der Abdeckfilm 150 bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel ist aus einer Metallplattierung in der Form eines autokatalytischen oder stromlosen Nickelplattierens ausgebildet, das beispielsweise aus Ni-P-Plattierung, Ni-B-Plattierung, Ni-P-B-Plattierung und Ni-P- B-W-Plattierung gewählt werden kann. Der aus der stromlosen Nickelplattierung ausgebildete Abdeckfilm 150 zeigt einen hohen Grad an Härte und Festigkeit, um dadurch den Verschleiß des Schuhs 176 zu verhindern, während der Schuh 176 vor einer Beschädigung oder vor einem Zerkratzen geschützt ist. Der Abdeckfilm 150 kann aus einem einzelnen Film oder einer. Vielzahl der gleichen Art oder an verschiedenen Arten an Filmen bestehen. Der Abdeckfilm 150 kann die gesamte Fläche oder eine Abschnitt der Fläche des Basiskörpers 146 bedecken. Der Abdeckfilm 150 kann aus einer Metallplattierung ausgebildet sein, die ein festes Schmiermittel enthält. Des Weiteren kann der Abdeckfilm 150 mit einem Schmierfilm bedeckt sein, der ein festes Schmiermittel enthält.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Herstellen des Schuhs 176 unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 erläutert. Der Basiskörper 146 des Schuhs 76 wird aus einem Aluminiumschuhrohling 160 mit einer Kugelform hergestellt (nachstehend ist der Aluminiumschuhrohling 160 einfach als "Rohling 160" bezeichnet). Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Prozessschritte zum Herstellen des Rohlings 160 und Fig. 4 zeigt in schematischer Weise die Prozessschritte bei dem Flußdiagramm. Der Rohling 160 ist eine Aluminiumkugel mit einer kugelartigen Form und er ist aus der vorstehend beschriebenen Al-Si-Legierung (A 4032) hergestellt. Zum Herstellen des Rohlings 160 in der Form einer Aluminiumkugel wird ein stabförmiges Element in der Form eines Rundstabes 160 verwendet. Das stabförmige Element entspricht einem stabförmigen Rohling. Der Rundstab 170 wird zunächst vorbereitet, indem ein Barren extrudiert wird, der aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist, die eine gewählte Zusammensetzung hat und die durch ein Gießen erhalten wird, und dann der Barren zum Vorsehen des Rundstabes 170 mit einem vorbestimmten Durchmesser gezogen wird. Der somit vorbereitete Rundstab 170 wird einem Abtrennschritt S1 unterworfen, indem der Rundstab 170 durch Scheren in einer Vielzahl an Abtrennstücke 172 abgetrennt wird, die jeweils eine vorbestimmte Länge haben. Das Abtrennstück 172 hat eine im Allgemeinen zylindrische Form.
Dem Abtrennschritt S1 folgt ein Schritt zum Ausbilden des Aluminiumschuhrohlings (Aluminiumkugelausbildungsschritt) S2, bei dem jedes Abtrennstück 172 zu einer Kugelform durch ein Schmieden bei halb geschlossenem Werkzeug ausgebildet wird. Der Schritt S2 zum Ausbilden des Aluminiumschuhrohlings wird durch ein Kaltschmieden mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung von beispielsweise einem Kopfstück ausgeführt. Das Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug wird unter Verwendung einer Schmiedevorrichtung ausgeführt, die eine Werkzeugbaugruppe 184 hat, die ein Paar an Werkzeugen 180 und 182 hat, die zueinander hin und voneinander weg bewegt werden. Eines von dem Paar an Werkzeugen 180 und 182 kann ein ortsfestes Werkzeug sein, während das andere Werkzeug ein bewegliches Werkzeug sein kann. Alternativ können beide Werkzeuge 180 und 182 bewegliche Werkzeuge sein. Jedes Werkzeug 180 und 182 hat eine Werkzeugfläche, in der ein Eindruck ausgebildet ist. Wenn die beiden Werkzeuge 180 und 182 zusammengeschlossen werden, wirken die Eindrücke miteinander, um eine Aushöhlung 186 zu definieren, die einen Aufbau und Abmessungen entsprechend dem Rohling 160 hat. Die Werkzeuge 180 und 182, die bei dem Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug verwendet werden, sind derart gestaltet, das die Werkzeugflächen der Werkzeuge 180 und 182 voneinander bei zumindest jeweiligen Abschnitten von ihnen, die zu den jeweiligen Eindrücken benachbart sind, beabstandet sind, wenn die beiden Werkzeuge 180 und 182 zusammengeschlossen werden. Dem gemäß wird ein Raum 188 zwischen den Werkzeugflächen der beiden Werkzeuge 180 und 182 an zumindest einer Position benachbart zu der Aushöhlung 186 ausgebildet. Die Werkzeuge 180 und 182 werden zusammen geschlossen, wobei das Abtrennstück 172 in eines der Werkzeuge 180 und 182 eingesetzt wird, wodurch das Abtrennstück 172 einer plastischen Verformung unterworfen wird und zu einem Kugelzwischenrohling 187 ausgebildet wird. Überschüssiges Material des Abtrennstückes 172, anders ausgedrückt eine zusätzliche Materialmenge des Abtrennstückes 172, das zum Ausbilden des Rohlings 160 mit einem gewünschten Gewicht (erwünschtes Volumen) nicht erforderlich ist, strömt von der Aushöhlung 186 in den der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Raum 188. Demgemäß bildet das überschüssige Material einen ringartigen Grat 190 an der Außenumfangsfläche des Kugelzwischenrohlings 187. Der Kugelzwischenrohling 187 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleichen Abmessungen wie der Rohling 160 mit der Ausnahme des an dem Kugelzwischenrohling 187 ausgebildeten Grates 190. Der vorstehend beschriebene Raum 188 absorbiert die Schwankung der Materialmenge des Abtrennstückes 172 bzw. bringt diese unter, so dass der Kugelzwischenrohling 187 mit einer hohen Maßgenauigkeit geschmiedet werden kann.
Dem Schritt S2 zum Ausbilden des Aluminiumschuhrohlings folgt ein Gratentfernungsschritt S3, bei dem der an dem Kugelzwischenrohling 187 ausgebildete Grat 190 durch eine Gratentfernvorrichtung entfernt wird. Die bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel verwendete Gratentfernvorrichtung hat ein Paar an Gusseisenscheiben (200, 202) gemäß Fig. 4. Da die Gratentfernvorrichtung aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist der Aufbau der Vorrichtung nur kurz beschrieben. Das Paar an Gusseisenscheiben besteht aus einer ortsfesten Scheibe 200 und einer Drehscheibe 202. Bei den Hauptflächen der beiden Scheiben 200 und 202, die einander gegenüber stehen, ist eine Vielzahl an Nuten 206 und 208 jeweils so ausgebildet, dass sie sich in der Umfangsrichtung der beiden Scheiben 200 und 202 erstrecken. In Fig. 4 sind zwei von der Vielzahl an Nuten 206, die an der Hauptfläche der ortsfesten Scheibe 200 ausgebildet sind, und zwei der Vielzahl an Nuten 208 gezeigt, die an der Hauptfläche der Drehscheibe 202 ausgebildet sind. Die Nuten 206 und die Nuten 208 sind zueinander konzentrisch. Jede Nut 206 und 208 hat eine im Wesentlichen halbkreisartige Form im Querschnitt. Eine Vielzahl an Kugelzwischenrohlingen 187 strömt in die in Umfangsrichtung sich erstreckenden teilringartigen Räume, die durch die Nuten 206 und die Nuten 208 definiert sind, von Einlasskanälen, die mit den jeweiligen Nuten 206 an einem ihrer in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden verbunden sind. Bei in den teilringartigen Räumen gesetzten Kugelzwischenrohlingen 187 wird die Drehscheibe 202 relativ zu der ortsfesten Scheibe 200 gedreht, so dass die Kugelzwischenrohlinge 187 gerollt werden, während sie gegen die ortsfeste Scheibe 200 gepresst werden. Dem gemäß werden die Kugelzwischenrohlinge 187 miteinander gerieben oder zwischen Flächen der Nuten 206 und den Nuten 208 gerieben, so dass die an den Kugelzwischenrohlingen 187 ausgebildeten Gerate 190 entfernt werden. Anschließend strömen die Kugelzwischenrohlinge 187 aus den teilringartigen Räumen über Auslasskanäle, die mit jeweiligen Nuten 206 an dem anderen ihrer in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden verbunden sind, in einen Führungskanal heraus, der separat von der ortsfesten Scheibe 200 vorgesehen ist. Die Kugelzwischenrohlinge 187 werden durch den Führungskanal übertragen und strömen erneut in die teilringartigen Räume, die durch die Nuten 206 und durch die Nuten 208 definiert sind, über die Einlasskanäle. Obwohl die Einlasskanäle die Auslasskanäle und der Führungskanal nicht gezeigt sind, ist eine kurze Erläuterung von ihnen dargelegt. Jede Nut 206, die in der ortsfesten Scheibe 200 ausgebildet ist, ist eine teilringartige Nut, die sich nicht über den gesamten Umfang der ortsfesten Scheibe 200 erstreckt. Eines der in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden der teilringartigen Nut 206 wird mit einer Öffnung des entsprechenden Auslasskanals in Verbindung gehalten, während das andere Umfangsende mit einer Öffnung des entsprechenden Einlasskanals in Verbindung gehalten wird. Die Anzahl an Einlasskanälen und die Anzahl an Auslasskanälen ist der Anzahl an Nuten 206 gleich. Die Auslasskanäle sind mit den Einlasskanälen über den Führungskanal verbunden. Der Führungskanal erstreckt sich entlang eines Bogens, dessen Umfangslänge nicht kleiner als die Hälfte des gesamten Umfangs ist und der eine Breitenabmessung hat, die ermöglicht, das die Kugelzwischenrohlinge 187, die aus den Nuten 206 über die Auslasskanäle heraus geströmt sind, übertragen werden, während sie in im Wesentlichen geraden Reihen in Wesentlichen parallel zu der Breitenrichtung des Führungskanals gehalten werden. Die Auslasskanäle, der Führungskanal und die Einlasskanäle sind derart angeordnet, dass die radial äußeren Auslasskanäle, die mit den radial äußeren Nuten 206 in Verbindung stehen, über den radial äußeren Abschnitt des Führungskanals mit den radial inneren Einlasskanälen verbunden sind, die mit den radial inneren Nuten 206 in Verbindung stehen. Genauer gesagt werden die Zwischenkugelrohlinge 187, die in den radial äußersten Auslasskanal von der radial äußersten Nut 206 strömen, entlang des radial äußersten Abschnitts des Führungskanals bewegt und strömen in die radial innerste Nut 206 über den radial inneren Einlasskanal. Die Kugelzwischenrohlinge 187, die in den radial innersten Auslasskanal von der radial innersten Nut 206 strömen, werden entlang des radial innersten Abschnitts des Führungskanals bewegt und strömen in die radial äußerste Nut 206 über den radial äußersten Einlasskanal. Somit strömen die Kugelzwischenrohlinge 187 abwechselnd durch die radial inneren teilringartigen Räume, die durch die radial inneren Nuten 206 und 208 definiert sind, und die radial äußeren teilringartigen Räume, die durch die radial äußeren Nuten 206 und 208 definiert sind, so dass die Kugelzwischenrohlinge 187 wiederholt miteinander gerieben werden, was zu einem gleichmäßigen Entfernen ihrer Grate führt. Der vorstehend beschriebene Gratentfernungsvorgang dauert eine lange Zeitspanne lang an, wodurch der Kugelzwischenrohling 187 zu einem grob geformten Kugelrohling 209 ohne Grat 190 ausgebildet wird.
Der grob geformte Kugelrohling 209, der nach dem vorstehend beschriebenen Gratentfernungsschritt S3 erhalten wird, wird einem Schleifschritt 204 unterworfen, bei dem die Oberfläche des grob geformten Kugelrohlings 209 geschliffen wird. Der Schleifschritt S4 umfasst einen Grobschleifschritt S5 und einen Feinschleifschritt (Rollschleifschritt) S6. Bei dem Grobschleifschritt S5 wird eine Schleifvorrichtung verwendet, die eine ortsfeste Scheibe 210 und eine Drehscheibe 212 hat, deren Aufbau gegenüber der ortsfesten Scheibe 200 und der Drehscheibe 202 ähnlich ist, die bei dem vorstehend beschriebenen Gratentfernungsschritt S3 verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen wie bei der ortsfesten Scheibe und der Drehscheibe 200 und 202, die bei dem Gratentfernungsschritt S3 verwendet wurden, sind zum Darstellen der entsprechenden Komponenten der ortsfesten Scheibe und der Drehscheibe 210 und 212 verwendet worden, die bei dem Grobschleifschritt S5 verwendet wird, wobei die Scheiben 210 und 212 nicht detailliert erläutert werden. Bei dem Grobschleifschritt S5 wird die Oberfläche des grob geformten Kugelrohlings 209 unter Verwendung von Schleifkörnern geschliffen, so dass der grob geformte Kugelrohling 209 eine verbesserte Maßgenauigkeit und eine verbesserte Oberflächenglätte hat.
Bei dem folgenden Feinschleifschritt S6 oder Endschleifschritt wird die Oberfläche des grob geformten Kugelrohlings 209 geglättet, so dass die sphärische Gestalt des grob geformten Kugelrohlings 209 so gesteuert wird, dass sie im Durchmesser geringer als 0,003 mm ist (Φ 0,003 mm). Ein Beispiel der bei dem Feinschleifschritt S6 verwendeten Schleifvorrichtung ist eine in Fig. 4 gezeigte Drehschleifmaschine 220. Die Drehschleifmaschine 220 hat einen Hauptkörper in der Form eines Behälters 222, in dem eine Reinigungsflüssigkeit gespeichert ist. Eine Vielzahl an grob geformten Kugelrohlingen 209, die dem Grobschleifschritt S5 unterworfen worden sind, werden in die in dem Behälter 222 untergebrachte Reinigungsflüssigkeit gesetzt. In diesem Zustand wird die Drehschleifmaschine 220 so betätigt, dass die grob geformten Kugelrohlinge 209 in einem Rollkontakt miteinander gehalten werden, wodurch die Oberflächen der grob geformten Kugelrohlinge 209 geschliffen werden, während Fremdstoffe wie beispielsweise bei dem vorstehend beschriebenen Schleifvorgang verwendete Schleifkörner oder an den Oberflächen der grob geformten Kugelrohlinge 209 verbleibende Abtrennspäne von den Oberflächen der grob geformten Kugelrohlinge 209 entfernt werden. Somit werden die grob geformten Kugelrohlinge 209, die dem Schleifschritt S4 unterworfen worden sind (der den Grobschleifschritt S5 und den Feinschleifschritt S6 umfasst) zu den Rohlingen 160 jeweils in der Form der Aluminiumkugel mit einer glatten Oberfläche und einer hohen Maßgenauigkeit ausgebildet.
Beim Herstellen des Rohlings 160 kann ein Schritt zum Ausführen einer O-Behandlung gemäß JIS H 0001 zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Schritten ausgeführt werden. Die O-Behandlung ist eine Wärmebehandlung, das heißt eine Vergütungsbehandlung, die zum Zwecke des Verringerns einer inneren Spannung des Rohlings 160 ausgeführt wird. Die O-Behandlung kann bei geeigneten unterschiedlichen zeitlichen Abstimmungen nach dem Schleifschritt S4 ausgeführt werden.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Herstellen des Schuhs 76 aus dem Rohling 160, der in der vorstehend beschriebenen Weise vorbereitet worden ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm der Prozessschritte zum Herstellen des Schuhs 76. Bei einem Schuhausbildungsschritt S10 wird der in der vorstehend beschriebenen Weise vorbereitete Rohling 160 zu dem Schuh 76 ausgebildet. Genauer gesagt umfasst der Schuhausbildungsschritt S10 einen Vorschmiedeschritt S11 und einen Endschmiedeschritt S13. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Wärmebehandlungsschritt S12 (Wärmeveredelungsbehandlung), der nachstehend beschrieben ist, zwischen dem Vorschmiedeschritt S11 und dem Endschmiedeschritt 513 ausgeführt. Bei dem Vorschmiedeschritt S11 wird der Rohling 160 zu einem grob geformten Schuhvorläufer 230 (Zwischenschuh), dessen Aufbau demjenigen des Schuhs 76 als ein Enderzeugnis ähnlich ist, unter Verwendung einer Werkzeugbaugruppe geschmiedet, die ein Paar an Werkzeugen hat und die der vorstehend beschriebenen Baugruppe 184 ähnlich ist. Der Schuh 76 wird als ein "Enderzeugnisschuh 76" bezeichnet, wo dies geeignet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der grob geformte Schuhvorläufer 230 einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Schuhs 76 und eine Höhe, die größer als diejenige des Schuhs 76 ist. In Fig. 6 ist der Umriss des grob geformten Schuhvorläufers 230 mit einem kleineren Durchmesser und größeren Höhe als der Schuh 76 durch eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten gezeigt. Der Vorschmiedeschritt S11 wird außerdem in einem kalten Zustand ausgeführt.
Bei dem folgenden Wärmebehandlungsschritt S12 wird der grob geformte Schuhvorläufer 230 einer Wärmeveredelungsbehandlung unterworfen. Die Wärmeveredelungsbehandlung wird unmittelbar nach dem Schmiedevorgang ausgeführt, um die Eigenschaften (physikalischen Eigenschaften) der Aluminiumlegierung zu verbessern, die den Rohling 160 bildet. Beispielsweise ermöglicht die Wärmeveredelungsbehandlung eine erhöhte Härte und eine erhöhte Festigkeit der Aluminiumlegierung. Die bei dem Wärmebehandlungsschritt S12 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ausgeführte Wärmebehandlung ist eine T6- Behandlung (gemäß JIS H 0001), bei der der grob geformte Schuhvorläufer 230 einer Künstlich-Alterungshärtebehandlung unterworfen wird, nachdem er einer Lösungswärmebehandlung unterworfen worden ist. Bei der Lösungswärmebehandlung wird der grob geformte Schuhvorläufer 230 in einem Heizofen bei ungefähr 500°C fünf Stunden lang gehalten und wird dann schnell auf Raumtemperatur beispielsweise abgekühlt. Bei der Künstlich- Alterungshärtebehandlung wird der grob geformte Schuhvorläufer 230 in dem Heizofen bei ungefähr 170°C acht Stunden lang beispielsweise gehalten. Die T6-Behandlung kann durch eine T7- Behandlung (gemäß JIS H 0001) ersetzt werden, bei der der grob geformte Schuhvorläufer 230, der der Lösungswärmebehandlung unterworfen worden ist, einer Überalterungsbehandlung unterworfen wird, die jenseits den Bedingungen der künstlichen Alterungshärtebehandlung ausgeführt wird, bei der die maximale Festigkeit erhalten wird. Die Überalterungsbehandlung ist ebenfalls als "Stabilisierungsbehandlung" bezeichnet.
Der grob geformte Schuhvorläufer 230, der der Wärmebehandlung unterworfen worden ist, wird dann dem Endschmiedeschritt S13 unterworfen, um den grob geformten Schuhvorläufer 230 in Größe zu bringen. Das heißt bei dem Endschmiedeschritt S13 wird der grob geformte Schuhvorläufer 230 zu einem auf genaues Maß oder in Größe gebrachten Schuh 240 geschmiedet, dessen Aufbau demjenigen des Basiskörpers 146 des Endproduktschuhs 76 entspricht. Der Endschmiedevorgang bei diesem Schritt S13 wird in einem kalten Zustand unter Verwendung einer Werkzeugbaugruppe 254 ausgeführt, die ein Paar an Werkzeugen 250 und 252 hat, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn die beiden Werkzeuge 250 und 252 zusammengeschlossen werden, wobei die jeweiligen Werkzeugflächen in Kontakt miteinander gehalten werden, wird eine Aushöhlung 256 mit einem Aufbau und einer Höhe ausgebildet, der jenen des Grundkörpers 146 des Schuhs 76 folgt. Nachdem der grob geformte Schuhvorläufer 230 in das ortsfeste Werkzeug 252 gesetzt worden ist, wird das bewegliche Werkzeug 250 zu dem ortsfesten Werkzeug 252 hin bewegt, so dass die beiden Werkzeuge 250 und 252 zusammengeschlossen werden, um den grob geformten Schuhvorläufer 230 zu dem in Größe gebrachten Schuh 240 zu schmieden. Genauer gesagt wird durch das Zusammenschließen der beiden Werkzeuge 250 und 252 die Höhe des grob geformten Schuhvorläufers 230 verringert, während sein Durchmesser zunimmt, wodurch der grob geformte Schuhvorläufer 230 zu dem in Größe gebrachten Schuh 240 geschmiedet wird. Das Volumen der Aushöhlung 256 ist geringfügig größer als dasjenige des in Größe gebrachten Schuhs 240 gestaltet. Anders ausgedrückt sind die beiden Werkzeuge 250 und 252 derart gestaltet, dass ein Raum 258 um den radial äußeren Abschnitt des in Größe gebrachten Schuhs 240 ausgebildet ist, wenn die beiden Werkzeuge 250 und 252 geschlossen sind. Der Raum 258, der nicht mit dem Material gefüllt ist, absorbiert eine Schwankung der Materialmenge oder bringt diese unter, so dass der erhaltene in Größe gebrachte Schuh 240 die erwünschte Höhe mit hoher Genauigkeit hat.
Außerdem leitet der erhaltene in Größe gebrachte Schuh 240 nicht an Graten. Wenn das überschüssige Material in den Raum 258 strömt, kann der in Größe gebrachte Schuh 240 an geringfügigen Schwankungen im Hinblick auf seinen Aufbau und seine Abmessung an seinem radial äußeren Abschnitt entsprechend dem Raum 258 leiden. Der radial äußere Abschnitt des in Größe gebrachten Schuhs 240 entsprechend dem Raum 258 wird jedoch nicht in Gleitkontakt mit irgendwelchen Elementen gehalten, wenn der Enderzeugnisschuh 76 (der aus dem in Größe gebrachten Schuh 240 hergestellt wird) an dem Kompressor eingebaut wird. Dem gemäß spielen die Schwankungen im Hinblick auf den Aufbau und der Abmessung an dem radial äußeren Abschnitt des in Größe gebrachten Schuhs 240 keine Rolle. Wie bei der bei dem Endschmiedeschritt S13 verwendeten Werkzeugbaugruppe 254 ist das bei dem vorstehend beschriebenen Vorschmiedeschritt S11 verwendete Paar an Werkzeugen ebenfalls derart gestaltet, dass ein Raum zum Absorbieren einer Schwankung der Materialmenge um den radial äußeren Abschnitt der Aushöhlung ausgebildet ist, wenn diese beiden Werkzeuge geschlossen sind, wobei eine Zeichnung und eine Beschreibung des bei dem Vorschmiedeschritt S11 verwendeten Paares an Werkzeugen nicht dargelegt sind.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Schuhausbildungsschritt in eine Vielzahl an Unterschritten (bei diesem Ausführungsbeispiel sind dies zwei) geteilt. Genauer gesagt wird der Rohling 160 zu dem grob geformten Schuhvorläufer mit einem Aufbau geschmiedet, der demjenigen des erwünschten Schuhs 76 bei dem Vorschmiedeschritt S11 ähnlich ist, und der grob geformte Schuhvorläufer 230 wird nach der Wärmeveredelungsbehandlung dem Endschmiedeschritt S13 unterworfen, um so den in Größe gebrachten Schuh 240 vorzusehen (der dem Grundkörper 146 des Enderzeugnisschuhs 76 entspricht). Dem gemäß hat der Enderzeugnisschuh 76, der aus dem in Größe gebrachten Schuh 240 hergestellt wird, eine hohe Maßgenauigkeit.
Der somit erhaltene in Größe gebrachte Schuh 240 (der Grundkörper 146) wird dann einem Schritt S14 zum Ausbilden eines Abdeckfilmes 150 an seiner Oberfläche unterworfen, so dass die gesamte Oberfläche des Grundkörpers 146 mit dem Abdeckfilm 150 bedeckt ist. Somit wird der teilkugelförmige Kronenschuh 76 als das in Figur zwei gezeigte Enderzeugnis erhalten. Selbst wenn harte Fremdstoffe wie beispielsweise Schleifkörner oder Abtrennspäne, die bei dem Prozessschritten zum Herstellen des Rohlings verwendet oder erzeugt wurden, an der Oberfläche des in Größe gebrachten Schuhs 240 verbleiben, werden jene Fremdstoffe mit dem Abdeckfilm 150 bedeckt, die an der Oberfläche des in Größe gebrachten Schuhs bei dem Schritt S14 ausgebildet wird. Dem gemäß verhindert der Abdeckfilm 150 in wirkungsvoller Weise, dass die Fremdstoffe freigelegt sind, während der Enderzeugnisschuh 76 an dem Kolben 14 und an der Taumelscheibe 16 während des Betriebs des Kompressors gleitet, wodurch die Gleitflächen des Kolbens 14 und der Taumelscheibe 16 vor einer Beschädigung durch die Fremdstoffe bewahrt werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein effizientes Herstellen des Schuhs 76 mit hoher Maßgenauigkeit. Bei dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Verfahren beträgt die Menge an bei einem Lot hergestellten Schuhrohlingen ungefähr 20 000. Im Gegensatz dazu wird bestätigt, dass die Menge an bei einem Lot gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schuhrohlingen ungefähr 300 000 bis 500 000 beträgt. Bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem der Abtrennschritt und der Schleifschritt ausgeführt werden, um den Schuhrohling herzustellen, wird zwangsweise eine große Menge an Abtrennspänen erzeugt. Bei dem vorliegenden Verfahren, bei dem der Rundstab 170 durch Scheren abgetrennt wird, wird verhindert, dass Abtrennspäne erzeugt werden, so dass die Ausstoßrate um ungefähr 30% verbessert ist. Bei dem herkömmlichen Verfahren erfordert der Abtrennschritt ungefähr 10 Sekunden für einen Schuhrohling. Bei dem vorliegenden Verfahren erfordern der Abtrennschritt S1 und der Schuhrohlingsausbildungsschritt S2 ungefähr 0,12 Sekunden für einen Schuhrohling. Anders ausgedrückt können ungefähr 500 Schuhrohlinge in einer Minute hergestellt werden. Dem gemäß kann der Schuh 76 bei einer besonders hohen Geschwindigkeit hergestellt werden, was zu einer Verbesserung bei der Produktivität des Schuhs 76 führt. Bei dem herkömmlichen Schuhrohling betragen die Schwankungsbeträge im Hinblick auf die Höhe und das Gewicht ± 0,05 mm bzw. ± 50 mg. Im Gegensatz dazu sind die Schwankungsbeträge bei der Höhe und dem Gewicht bei dem vorliegenden Schuhrohling mit ± 0,01 mm bzw. ± 5 mg gering. Gemäß dem vorliegenden Verfahren können der Rohling 160 und der Schuh mit hoher Maßgenauigkeit und mit hoher Stabilität hergestellt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Aluminiumschuhrohling den Kugelzwischenrohling 187 und den grob geformten Kugelrohling 209. Der Aluminiumschuh (der Kompressorschuh) umfasst den Schuh 76, den Grundkörper 146 des Schuhs 76, den grob geformten Schuhvorläufer 230 und den in Größe gebrachten Schuh 240.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung vorstehend lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben worden sind, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise kann das Prinzip der Erfindung auf einen Schuh, der für einen Taumelscheibenkompressor angewendet wird, der mit einem Doppelkopfkolben mit Kopfabschnitten an den entgegengesetzten Seiten des Eingriffsabschnittes ausgerüstet ist, oder bei einem Schuh angewendet werden, der für einen Taumelscheibenkompressor derart mit feststehender Leistung verwendet wird. Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Änderungen und Verbesserungen wie beispielsweise jene, die bei der Zusammenfassung der Erfindung in der Beschreibungseinleitung beschrieben sind, ausgeführt werden kann, auf die Fachleute kommen können.
Das Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel 160,187, 209 weist die folgenden Schritte auf: einen Abtrennschritt S1 zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings 170, der aus einem Material ausgebildet ist, der Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke 172; einem Aluminiumkugelausbildungsschritt S2 zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an ihrer Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und einem Gratentfernungsschritt S3 zum Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet worden ist. Außerdem ist ein Verfahren zum Herstellen eines Schuhs für einen Kompressor aus der Aluminiumkugel offenbart.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Aluminiumkugel (160, 187, 209) mit den folgenden Schritten:
einem Abtrennschritt (51) zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings (170), der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke (172);
einem Aluminiumkugelausbildungsschritt (52) zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und
einem Gratentfernungsschritt (53) zum Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Abtrennschritt ein Abtrennen des stabförmigen Rohlings durch ein Scheren aufweist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das des weiteren einen Schleifschritt (S4, S5, S6) zum Schleifen einer Oberfläche der Aluminiumkugel aufweist, wobei der Schleifschritt nach dem Gratentfernungsschritt ausgeführt wird.

4. Aluminiumkugel (160, 187, 209), die durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt ist:
einem Abtrennschritt (S1) zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings (170), der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke (172);
einem Aluminiumkugelausbildungsschritt (S2) zum Ausbilden von jedem der Abtrennstücke zu der Aluminiumkugel durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug, wobei die Aluminiumkugel einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; und
einem Gratentfernungsschritt (S3) zun Entfernen des Grates von der Aluminiumkugel, die durch Schmieden ausgebildet wird.

5. Aluminiumkugel gemäß Anspruch 4, die als ein Rohling (160, 187, 209) zum Herstellen eines Schuhs (76, 146, 230, 240) verwendet wird, der für einen Kompressor verwendet wird.

6. Verfahren zum Herstellen eines Schuhs (76, 146, 230, 240) zur Verwendung für einen Kompressor mit den folgenden Schritten:
einem Abtrennschritt (S19) zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings (160) der aus einem Material ausgebildet wird, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke (172);
einem Aluminiumschuhrohlingsausbildungsschritt (S2) zum Ausbilden durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug von jedem der Abtrennstücke zu einem Aluminiumschuhrohling (187) für den Schuh, wobei der Aluminiumschuhrohling im Allgemeinem kugelartig ist und einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist;
einem Gratentfernungsschritt (S3) zum Entfernen des Grates von dem Aluminiumschuhrohling, der durch Schmieden ausgebildet ist; und
einem Schuhausbildungsschritt (S10, S11, S13) zum Ausbilden durch Schmieden des Aluminiumschuhrohlings zu dem Schuh mit einer teilkugelartigen Kronenform, wobei der Schuhausbildungsschritt nach dem Gratentfernungsschritt ausgeführt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, das des Weiteren einen Schritt (S14) zum Ausbilden eines Abdeckfilmes (150) an einer Oberfläche des Schuhs, der bei dem Schuhausbildungsschritt erhalten wird, aufweist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, das des Weiteren einen Wärmebehandlungsschritt (S12) zum Ausführen einer Wärmebehandlung an dem Schuh aufweist, wobei der Wärmebehandlungsschritt zwischen dem Schuhausbildungsschritt und dem Schritt zum Ausbilden eines Abdeckfilmes ausgeführt wird.

9. Schuh (76, 146, 230, 240) für einen Kompressor, der durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt ist:
einem Abtrennschritt (S1) zum Abtrennen eines stabförmigen Rohlings (170), der aus einem Material ausgebildet ist, das Aluminium als eine Hauptkomponente enthält, in Abtrennstücke (272);
einem Ausbildungsschritt (S2) zum Ausbilden durch ein Schmieden mit halb geschlossenem Werkzeug von jedem der Abtrennstücke zu einem Aluminiumschuhrohling (187) für den Schuh, wobei der Aluminiumschuhrohling im Allgemeinen kugelartig ist und einen Grat hat, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist;
einem Gratentfernungsschritt (S3) zum Entfernen des Grates von dem Aluminiumschuhrohling, der durch Schmieden ausgebildet ist; und
einem Schuhausbildungsschritt (S10, S11, S13), bei dem durch ein Schmieden des Aluminiumschuhrohlings zu dem Schuh dieser ausgebildet wird.