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Die Erfindung betrifft eine Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe, insbesondere eine Kfz-Pendelschieber- Pumpe zur Bereitstellung von Schmiermittel innerhalb eines Schmiersystems eines Verbrennungsmotors.
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Eine Pendelschieberpumpe aus dem Stand der Technik weist eine Rotornabe auf, die mit einer Mehrzahl von Schieberschlitzen versehen ist, sowie einen exzentrisch zur Rotornabe angeordneten Rotorring, der über mehrere Pendelschieber mit der Rotornabe drehfest verbunden ist. Die Pendelschieber sind am Rotorring schwenkbar gelagert und in den Schieberschlitzen der Rotornabe fluidisch dicht geführt, so dass die Pendelschieber mehrere Pumpfächer innerhalb der Pumpkammer definieren und fluidisch trennen. Durch den Antrieb der Rotornabe wird das Antriebsmoment über die Pendelschieber auf den Rotorring übertragen. Alternativ kann auch der Rotorring angetrieben werden, so dass das Antriebsmoment vom Rotorring auf die Rotornabe übertragen wird. Aufgrund der Exzentrizität des Rotorrings führen die Pendelschieber in den Schieberschlitzen eine hubartige Bewegung aus, wobei der Pendelfuß in den Schieberschlitzen linear geführt wird und der Pendelschaft sich bei einer Umdrehung der Rotornabe gegenüber dem Schieberschlitz verschwenkt.
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Für die Drehmomentübertragung zwischen Rotornabe und Rotorring über den Pendelschieber liegt der Pendelschaft in einem definierten Kontaktwinkel an einer abgerundeten Öffnungskante des Schieberschlitzes an. Diese Stützfläche bildet einen Kraftübertragungsabschnitt, so dass die Antriebskraft über einen definierten Abschnitt des Pendelschiebers auf den Pendelschaft übertragen wird. Dadurch wird die mechanische Last innerhalb eines bestimmten Kontaktwinkels übertragen. Der kraftübertragende Kontakt zwischen dem Pendelschieber und den Stützflächen an der Rotornabe wird innerhalb des Kontaktwinkels hergestellt. Dieser Kontaktwinkel entspricht in etwa dem Fachwinkel, der den Winkel zwischen zwei benachbarten Pendelschiebern definiert.
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WO 2018/153468 A1 offenbart ein Beispiel für eine derartige Pendelschieberpumpe. Die Form des Pendelschaftes und insbesondere die Form der Kontaktfläche des Pendelschaftes ist das Ergebnis einer Topologieoptimierungssoftware. Da ein Abschnitt des Pendelschiebers am fußseitigen Ende der Kontaktfläche der Pendelschaft quer absteht, ist die Schieberschlitz-Kontaktwand mit einer Eintauchausnehmung versehen, in die der abstehende Abschnitt beim Schwenken der Pendelschaft eintaucht. Dadurch konnte der Kontaktwinkel, der den Drehwinkel beschreibt, über den die abgerundete Öffnungskante den Pendelschaft innerhalb einer Umdrehung stützt, gegenüber früheren Ausführungsformen aus dem Stand der Technik geringfügig vergrößert werden. Dadurch steht mehr als ein einzelner Pendelschieber gleichzeitig in einem kraftübertragenden Kontakt mit der Rotornabe, so dass die Antriebskraftübertragung auf mindestens zwei benachbarte Pendelschieber verteilt werden konnte.
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Die Gleitbewegung des Pendelfußes erfordert eine ebene Schieberschlitz-Seitenwand zur effektiven Führung des Pendelschiebers und zur Gewährleistung einer fluiddichten Abdichtung der Pumpfächer. Die Eintauchausnehmung befindet sich proximal neben der abgerundeten Öffnungskante des Schieberschlitzes und definiert einen nicht ebenen Abschnitt der Seitenwand, so dass die Hublänge des Pendelschiebers durch die Eintauchausnehmung begrenzt wird. Dies hat zur Folge, dass eine Rotornabe mit einem relativ großen Durchmesser erforderlich ist, um einen ausreichenden Hub des Pendelfußes innerhalb des ausnehmungsfreien Abschnitts des Schieberschlitzes zu ermöglichen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe mit verbesserter Kompaktheit bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Kfz- Pendelschieber-Fluidpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Eine erfindungsgemäße Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe weist ein statisches Pumpengehäuse, einen drehbaren Rotorring und eine drehbare und nicht verschiebbare Rotornabe mit zahlreichen, im Wesentlichen radialen Schieberschlitzen auf. Die Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe weist ferner eine Mehrzahl von Pendelschiebern auf, die eine Mehrzahl von Pumpfächern innerhalb der Pumpkammer fluidisch trennen und die den Rotorring und die Rotornabe mechanisch verbinden. Vorzugsweise wird die Rotornabe mechanisch angetrieben, beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor. Alternativ kann es vorteilhaft sein, den Rotorring anzutreiben. Durch die mechanische und mitdrehende Verbindung zwischen Rotornabe und Rotorring über die Pendelschieber wird der Rotorring von der Rotornabe angetrieben. Die Verdrängung der Pumpe wird durch die Exzentrizität des Rotorrings gegenüber der Rotornabe bewirkt. Diese Exzentrizität kann statisch oder variabel sein.
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Jeder Pendelschieber weist einen Pendelkopf auf, der zusammen mit einem entsprechenden Pendelgelenk-Hohlraum innerhalb des Rotorrings eine Pendelanlenkung definiert. Die Pendelanlenkung ermöglicht eine Schwenkbewegung des Pendelschiebers. Jeder Pendelschieber weist ferner einen Pendelfuß auf, der in seinem entsprechenden Schieberschlitz radial verschiebbar und schwenkbar angeordnet ist. Der Pendelfuß wird innerhalb des Schieberschlitzes durch zwei im Wesentlichen parallele Schieberschlitz-Seitenwände gleitend geführt. Der Pendelfuß und der Pendelkopf sind durch einen Pendelschaft verbunden. Der Pendelschieber ist vorzugsweise im Wesentlichen T-förmig.
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Jeder Schieberschlitz weist eine Schieberschlitz-Seitenwand auf, die mit einer vorspringenden Kontaktnase versehen ist. Die Kontaktnase befindet sich im Öffnungsbereich des Schieberschlitzes und ist vorzugsweise kreisförmig abgerundet. Angrenzend an die vorstehende Kontaktnase ist die Schieberschlitz-Seitenwand mit einem im Wesentlichen ebenen und vollständig aussparungsfreien Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand versehen. Der Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand ist vorzugsweise parallel zu einer gegenüberliegenden Kontaktwand an der anderen Querseite des Schieberschlitzes. Die Kontaktnase steht quer zum Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitt hervor und erstreckt sich in das Innere des Schieberschlitzes. Dadurch wird eine im Wesentlichen radiale und konstante Unterschneidung des Schieberschlitzes definiert. Von der radialen Außenseite des Schieberschlitzes aus gesehen, ist der Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitt quer zur vorstehenden Kontaktnase versetzt, so dass der Schieberschlitz radial einwärts der Kontaktnase transversal breiter ist. Wenn die Rotornabe den Rotorring antreibt, sind sowohl die vorspringende Kontaktnase als auch der Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand an der nacheilenden Schieberschlitz-Seitenwand angeordnet. Die nacheilende Schieberschlitz-Seitenwand ist die Schieberschlitz-Seitenwand, die in Drehrichtung gesehen die folgende Schieberschlitz-Seitenwand eines Schieberschlitzes ist. Wenn beispielsweise die Rotornabe den Rotorring antreibt und sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, ist die nacheilende Schieberschlitz-Seitenwand die rechtsseitige Schieberschlitz-Seitenwand.
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Der Pendelfuß wird in dem Schieberschlitz gleitend geführt. Da der Rotorring exzentrisch zur Rotornabe angeordnet ist, führt der Pendelfuß während einer Umdrehung der Pendelschieberpumpe einen linearen Hub innerhalb des Schieberschlitzes aus. Ferner bewegt sich der Pendelschieber kippend oder schwenkend, so dass der Pendelfuß entsprechend im Schieberschlitz schwenkt. Während der Hubbewegung gleitet der Pendelschieber über den Kontaktabschnitt an der Seitenwand des Schieberschlitzes. Die Hublänge ist abhängig von der Exzentrizität des Rotorrings. Um eine wirksame Führung des Pendelfußes zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass der Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand im Wesentlichen eben und aussparungsfrei ist und im Wesentlichen parallel zur gegenüberliegenden Schieberschlitz-Seitenwand verläuft. Der ausnehmungsfreie Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand ermöglicht einen relativ großen Radialhub des Pendelfußes ohne oder mit minimalem Sicherheitsabstand zur Kontaktnase und dementsprechend eine relativ große Exzentrizität des Rotorrings, um ein relativ großes Verdrängungsvolumen innerhalb einer relativ kompakten Pendelschieberpumpe bereitzustellen. Die effektive Länge des Kontaktabschnitts der Seitenwand des Schieberschlitzes, der den Pendelfuß führt, beträgt vorzugsweise mindestens 75 % der geometrischen Länge der Kontaktwand des Schieberschlitzes. Im Vergleich zur effektiven Länge des Kontaktabschnitts der Radialschieberschlitz-Seitenwand umfasst die geometrische Länge des Kontaktabschnitts des Radialschieberschlitzes zusätzlich den Sicherheitsabstand, der einen Kontakt zwischen dem Pendelfuß und der vorstehenden Kontaktnase verhindert. Der relativ große Hub des Pendelfußes ermöglicht eine Reduzierung der Schieberschlitzlänge und erlaubt dadurch eine Verkleinerung des Rotornabendurchmessers gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Pendelschieberpumpe mit einer Ausnehmung in der Schieberschlitzseitenwand, so dass der Durchmesser der Pumpkammer und damit die Größe der gesamten Pendelschieberpumpe reduziert werden kann, ohne das effektive Verdrängungsvolumen zu verringern.
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Zur Übertragung des Drehmoments von der angetriebenen Rotorkomponente auf die geschleppte Rotorkomponente wird die Antriebskraft über den Pendelschieber übertragen, der die Rotornabe und den Rotorring mechanisch miteinander verbindet. Die Kraftübertragung zwischen Rotornabe und Pendelschieber erfolgt im Wesentlichen durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Pendelschaft und der Rotornabe. Der Pendelschieber, insbesondere der Pendelschaft, ist mit einer Kontaktbahn versehen, die eine Kontaktbahnoberfläche aufweist. Diese Kontaktbahnoberfläche steht sektoriell in Kontakt mit der Kontaktnase, vorzugsweise in einem Gleitkontakt mit der Kontaktnase über einen definierten Kontaktwinkel. Über die Kontaktbahnoberfläche ist der Pendelschieber kraftübertragend an der Kontaktnase abgestützt. Die Kontaktbahnoberfläche ist so geformt, dass die Kontaktbahnoberfläche trotz der Hubbewegung des Pendelfußes und der Schwenkbewegung des Pendelschaftes permanent über einen definierten Kontaktwinkel in Kontakt mit der Kontaktnase steht. Je nach Rotorlage bewegt sich der Stützkontaktpunkt entlang der vorzugsweise kreisförmigen Fläche der vorstehenden Kontaktnase und bewegt sich auch entlang der vorzugsweise konkaven Kontaktbahnoberfläche des Pendelfußes, so dass eine konstante und gleichmäßige Kraftübertragung über den gesamten Kontaktwinkel gewährleistet ist.
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Das radial innere Ende der Kontaktbahnoberfläche an dem Pendelschaft bildet eine innere tangentiale Pendelschaftnocke, die quer zum Pendelschaft absteht. Diese Pendelschaftnocke ist durch die vorzugsweise konkave Form der Kontaktbahnoberfläche mit einem taillierten Mittelabschnitt und einem ausgeprägten Endabschnitt definiert. Die Länge der Kontaktbahnoberfläche und damit die Position der Pendelschaftnocke an dem Pendelschaft hängt im Wesentlichen von der Hublänge des Pendelschiebers und damit von der Exzentrizität des Rotorringes ab. Vorzugsweise beträgt die Länge der Kontaktbahnoberfläche mindestens 60 % der Länge des Pendelschaftes, d. h. der Länge zwischen dem Pendelfuß und dem Pendelkopf.
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Während der Rotation des Rotors führt der Pendelschieber eine Hub- und Schwenkbewegung in Bezug auf die Rotornabe aus. Durch diesen Bewegungsablauf taucht die Pendelschaftnocke vorübergehend in die Unterschneidung des Schieberschlitzes ein. Die Unterschneidung des Schieberschlitzes gewährleistet einen relativ großen Bewegungsraum für den Pendelschaft und vermeidet einen Kontakt der Pendelschaftnocke mit dem Kontaktabschnitt der Schieberschlitz-Seitenwand. Dadurch erstreckt sich das Haltemittel zwischen der Kontaktbahnoberfläche und der vorstehenden Kontaktnase über einen relativ großen Kontaktwinkel, vorzugsweise über einen Kontaktwinkel, der 110% des Fachwinkels beträgt. Ein Kontaktwinkel, der größer als der Fachwinkel ist, führt zumindest zeitweise zu einem gleichzeitigen Eingreifen von mindestens zwei benachbarten Pendelschiebern, so dass die Übertragung der Rotationskraft zumindest zeitweise durch mehr als einen einzigen Pendelschieber erfolgt. Je nach Bauart der Pumpe und Anzahl der Pendel ist auch ein gleichzeitiges Eingreifen von mehr als zwei benachbarten Pendeln möglich. Die Verteilung der Rotationskräfte auf mehr als einen Pendelschieber reduziert die Flächenpressung an den jeweiligen Stützkontaktoberflächen und reduziert im Allgemeinen die mechanischen Gesamtbelastungen der Pendelschieber im Vergleich zu einer Pumpe mit einem Kontaktwinkel, der gleich oder kleiner ist als der Fachwinkel. Die Reduzierung der mechanischen Belastungen reduziert den Verschleiß, so dass die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Pumpe im Vergleich zu einer Pendelschieberpumpe aus dem Stand der Technik deutlich erhöht wird. Darüber hinaus ermöglichen die relativ geringen mechanischen Belastungen eine relativ kompakte Bauweise mit leichten Bauteilen.
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Vorzugsweise taucht die Pendelschaftnocke innerhalb des Kontaktwinkels in die Unterschneidung des Schieberschlitzes ein, so dass die tangentiale Höhe der vorspringenden Kontaktnase für die maximale Exzentrizität der Pumpe von Bedeutung ist. Die tangentiale Höhe der vorstehenden Kontaktnase beträgt mindestens 0,1 mm bezogen auf den Kontaktabschnitt der Seitenwand des Schieberschlitzes.
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In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet das radial äußere Ende der Kontaktbahnoberfläche eine äußere tangentiale Pendelnocke. Beispielsweise definiert die äußere tangentiale Pendelnocke das radial äußere Ende der vorzugsweise konkaven Kontaktbahnoberfläche. Der Rotorring ist mit radialen Ausnehmungen versehen, die an den Pendelgelenk-Hohlraum angrenzen. Die radialen Ausnehmungen korrespondieren mit der jeweiligen äußeren tangentialen Pendelnocke an jedem Pendelschieber, so dass die äußere tangentiale Pendelnocke bei einer vollen Umdrehung des Rotors vorübergehend in die entsprechende radiale Ausnehmung eintaucht. Ähnlich wie die Unterschneidungen im Schieberschlitz, die einen Kontakt zwischen der inneren tangentialen Pendelnocke und dem Kontaktabschnitt an der Seitenwand des Schieberschlitzes vermeiden, vermeiden die radialen Aussparungen einen Kontakt zwischen der äußeren tangentialen Pendelnocke und dem Rotorring am radial äußeren Ende des Pendelschiebers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei entweder die Rotornabe oder der Rotorring mechanisch durch einen externen Motor angetrieben wird, ist die Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe mit einem verschiebbaren und nicht drehbaren Steuerring versehen. Der Steuerring ist in Bezug auf die Rotornabe zwischen einer minimalen und maximalen Exzentrizitätsposition verschiebbar, so dass das Verdrängungsvolumen der Pumpkammer variabel ist. Der Rotorring ist durch den Steuerring drehbar und mitverschiebbar gelagert. Dementsprechend kann die Exzentrizität des Rotorrings in Bezug auf die Rotornabe variiert werden. Insbesondere bei einer Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist die Variabilität der Exzentrizität von Bedeutung, um eine Pendelschieber- Fluidpumpe mit einer drehzahlunabhängigen Fördermenge bereitzustellen.
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Wie bei nicht variablen Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpen, bei denen die Pendelschaftnocke bei einer maximalen Exzentrizitätsposition des Rotorrings in die Unterschneidung des Schieberschlitzes eintaucht, taucht die Pendelschaftnocke vorzugsweise bei einer maximalen Exzentrizitätsposition des Steuerrings in die Unterschneidung des Schieberschlitzes ein. Dies ermöglicht eine relativ große maximale Exzentrizität des Rotorrings, was zu einem relativ hohen Verdrängungsverhältnis in der Pumpkammer und damit zu einem relativ hohen Ausgangsdruck und damit zu einem relativ hohen Pumpenwirkungsgrad führt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
- 1 eine Draufsicht auf eine geöffnete Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe gemäß der Erfindung zeigt, und
- 2 eine vergrößerte Ansicht von 1 zeigt, die einen Pendelschieber zeigt, der innerhalb des Kontaktwinkels in kraftübertragendem Kontakt steht.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe 10 zur Bereitstellung von Druckschmiermittel innerhalb eines Schmiersystems eines Verbrennungsmotors. Die Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe 10 weist ein statisches Pumpengehäuse 12, einen drehbaren Rotorring 16 und eine drehbare und nicht verschiebbare Rotornabe 14 auf. Der Rotorring 16 und die Rotornabe 14 bilden eine Pumpkammer 19. Der Rotorring 16 rotiert in einem verschiebbaren Steuerring 18, der innerhalb des Pumpengehäuses 12 linear verschiebbar angeordnet ist, um die Exzentrizität des Rotorrings 16 in Bezug auf die Rotornabe 14 zu verändern. Der verschiebbare Steuerring 18 ermöglicht eine Variation des Verdrängungsvolumens der Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe 10 in Abhängigkeit von deren Drehgeschwindigkeit. Die Rotornabe 14 ist mit sieben radialen Schieberschlitzen 50 zur gleitenden Führung von sieben Pendelschiebern 30 versehen. Die Pendelschieber 30 sind an der radialen Innenseite des Rotorrings 16 schwenkbar angelenkt. Jeder Pendelschieber 30 weist einen gelenkigen und zylindrisch geformten Pendelkopf 32 auf, der eine Pendelanlenkung 33 zusammen mit einem entsprechenden gelenkigen und zylindrisch geformten Pendelgelenk-Hohlraum 31 am Rotorring 16 definiert. Jeder Pendelschieber 30 weist ferner einen im Wesentlichen quaderförmigen Pendelfuß 34 auf. Der Pendelfuß 34 und der Pendelkopf 32 sind durch einen länglichen Pendelschaft 35 verbunden, so dass der Pendelschieber 30 im Wesentlichen T-förmig ist. Während einer Umdrehung der Kfz-Pendelschieber- Fluidpumpe 10 führt der Pendelschieber 30 sowohl eine Hubbewegung als auch eine Schwenkbewegung aus, die sich aus den geometrischen und mechanischen Begrenzungen der Pendelschieber 30 ergibt.
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Jeder Schieberschlitz 50 ist mit zwei parallelen und radial ausgerichteten ebenen Seitenwänden 54 versehen, die in einem gleitenden und fluiddichten Kontakt mit dem Pendelfuß 34 stehen. Dadurch trennen die sieben Pendelschieber 30 fluidisch sieben Pumpfächer 60 innerhalb der Pumpkammer 19. Entsprechend der hubartigen Bewegung der Pendelschieber 30 gleitet der Pendelfuß 34 linear in dem Schieberschlitz 50. Da der Pendelschieber 30 zusätzlich zur Hubbewegung schwenkbar ist, dreht sich der Pendelfuß 34 leicht im Schieberschlitz 50. Aus diesem Grund sind die quer verlaufenden Gleitflächen 53 des Pendelfußes 34 bogenförmig ausgebildet, wobei beide Gleitflächen 53 ein Segment ein und desselben Kreises definieren, so dass beide Gleitflächen 53 denselben Rotationsmittelpunkt C und denselben Radius R haben. Der Radius R des Kreises entspricht der Breite W des Schieberschlitzes 50, so dass die bogenförmigen Gleitflächen 53 permanent in fluiddichtem Kontakt mit den parallelen Schieberschlitz-Seitenwänden 54 stehen, wie in 2 dargestellt.
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Eine Schieberschlitz-Seitenwand 54 ist mit einer vorspringenden kreisförmigen Kontaktnase 58 versehen, die sich im Öffnungsbereich des Schieberschlitzes 50 befindet. Da die Rotornabe 14 den Rotorring 16 antreibt und sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, ist die vorstehende Kontaktnase 58 am Öffnungsrand des Schieberschlitzes 50 an der rechten Schieberschlitz-Seitenwand 54 angeordnet. Die Schieberschlitz-Seitenwand 54 ist ferner mit einem ebenen und vollständig ausnehmungsfreien Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitt 55 versehen, der proximal angrenzend an die vorspringende Kontaktnase 58 angeordnet ist. Der Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitt 55 ist mit zwei Längenangaben belegt. Die effektive Länge eL des Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitts 55 definiert den effektiven Gleitabschnitt, der in gleitendem und fluiddichtem Kontakt mit den Gleitflächen 53 des Pendelfußes 34 während dessen Bewegung steht. Die geometrische Länge gL definiert die tatsächliche Länge des Schieberschlitz-Seitenwand-Kontaktabschnitts 55. Die wirksame Länge eL beträgt etwa 90 % der geometrischen Länge gL, so dass ein geringer Sicherheitsabstand zwischen dem Pendelfuß 34 und der vorspringenden Kontaktnase 58 gewährleistet ist, wenn sich der Pendelfuß 34 in der radial äußeren Totpunktposition befindet.
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Die vorspringende Kontaktnase 58 ragt quer zur Innenseite des Schieberschlitzes 50 vor. Die Höhe h der vorstehenden Kontaktnase in Bezug auf den seitlichen Kontaktabschnitt 55 des Schieberschlitzes beträgt etwa 2,0 mm. Dadurch wird eine Schieberschlitz-Unterschneidung 56 von 2,0 mm Tiefe definiert. Der Pendelschaft 35 ist an einer Seite mit einer Kontaktbahn 36 versehen, die eine Kontaktbahnoberfläche 36' aufweist. Diese Kontaktbahn 36 ist konvex geformt und an einer Seite des Pendelschaftes 35, nämlich der rechten Seite, die der vorstehenden Kontaktnase 58 zugewandt ist, vorgesehen, so dass die Kontaktbahnoberfläche 36' die vorstehende Kontaktnase um einen definierten Kontaktwinkel CS berührt. Dieser Kontaktwinkel CS ist etwa 1,75 mal größer als ein Fachwinkel CA, der durch den Winkel zwischen zwei benachbarten Pendelschiebern 30 definiert ist und den Winkel eines Pumpfaches 60 bildet. Bezogen auf die Gesamtzahl von sieben Pumpfächern 60 beträgt der Fachwinkel CA 51,4°, so dass der Kontaktwinkel CS etwa 90° beträgt. Die konvexe und bogenförmige Kontaktbahn 36 ist so geformt, dass die Kontaktbahnoberfläche 36' über den gesamten Kontaktwinkel CS in einem permanenten tangentialen und kraftübertragenden Kontakt mit der Kontaktnase 58 steht. Um den genannten Kontaktwinkel CS zu realisieren, beträgt die Kontaktbahnlänge pL etwa 80% der Länge des Pendelschaftes sL.
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Je nach Relativposition zwischen diesem taillierten Pendelschieber 30 und der Kontaktnase 58 bewegt sich der Stützkontaktpunkt B nahezu entlang der gesamten Kontaktbahnoberfläche 36 und entlang eines definierten Umfangsabschnitts der vorstehenden Nase 58. Da der Kontaktwinkel CS größer ist als der Fachwinkel CA, wird die Antriebskraft, die aus dem von der Rotornabe 14 eingeleiteten Antriebsmoment resultiert, von zwei benachbarten Pendelschiebern 30 gleichzeitig kontinuierlich auf den Rotorring 16 übertragen. Dadurch halbiert sich die mechanische Belastung an jeder Kontaktbahn 36.
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Das radial innere Ende der Kontaktbahnoberfläche 36' bildet eine innere tangentiale Pendelschaftnocke 40, die quer zur Außenseite des Pendelschafts 35 vorsteht. Zur Gewährleistung eines relativ großen Kontaktwinkels CS zwischen der Kontaktbahn 36 und der Kontaktnase 58 taucht die Pendelschaftnocke 40 vorübergehend in die Unterschneidung 56 des Schieberschlitzes ein. Hierbei wird durch die Unterschneidung 56 der Schieberschlitze ein physischer Kontakt zwischen der Pendelschaftnocke 40 und dem Kontaktabschnitt 55 der Schieberschlitzseitenwand vermieden, insbesondere bei einer maximalen Exzentrizitätsposition des Steuerrings 18. Die Kfz- Pendelschieber- Fluidpumpe 10 bietet dadurch im Vergleich zu einer Pendelschieberpumpe aus dem Stand der Technik einen relativ großen Kontaktwinkel CA in Kombination mit einem relativ großen Hub des Pendelfußes. Darüber hinaus sind die mechanischen Belastungen an allen kraftübertragenden Bauteilen relativ gering. Daraus ergibt sich eine relativ kompakte Kfz-Pendelschieber- Fluidpumpe 10 mit einer relativ großen Exzentrizität und damit mit einem relativ hohen Pumpenwirkungsgrad.
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Das radial äußere Ende der Kontaktbahnoberfläche 36' definiert eine äußere tangentiale Pendelschaftnocke 38, die quer zum Pendelschaft 35 vorsteht. Der Rotorring 16 ist angrenzend an den Pendelgelenk-Hohlraum 31 mit einer radialen Ausnehmung 17 versehen, die der äußeren Pendelnocke 38 entspricht. Abhängig von der relativen Position zwischen dem Rotorring 16 und dem Pendelschieber 30 taucht die äußere tangentiale Pendelnocke 38 in die radiale Ausnehmung 17 des Rotorrings 16 ein, um einen physischen Kontakt zwischen der äußeren tangentialen Pendelnocke 38 und dem Rotorring 16 zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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