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Die
Erfindung betrifft einen Gehäusekörper mit
zwei Hochdruckkanälen,
die sich in einem spitzen Winkel schneiden, und mit einem Niederdruckraum.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Gehäusekörper mit
zwei Hochdruckkanälen,
die sich in einem spitzen Winkel schneiden, und mit einem Niederdruckraum,
zu schaffen, der im Versagensfall erhöhten Sicherheitsanforderungen
genügt.
Insbesondere soll ein Austreten eines Mediums aus dem Gehäusekörper im
Betrieb vermieden werden.
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Die
Aufgabe ist bei einem Gehäusekörper mit
zwei Hochdruckkanälen,
die sich in einem spitzen Winkel schneiden, und mit einem Niederdruckraum, dadurch
gelöst,
dass im Innenwinkelbereich zwischen den beiden Hochdruckkanälen in der
Nähe des
Verschneidungsbereichs eine Sollbruchstelle zum Niederdruckraum
vorgesehen ist. Bei dem Gehäusekörper handelt
es sich zum Beispiel um ein Gehäuse
oder ein Gehäuseteil
einer Kraftstoffhochdruckpumpe. Die Hochdruckkanäle werden im Betrieb des Gehäusekörpers mit
einem Medium, vorzugsweise mit Kraftstoff, ge füllt, das beziehungsweise der
mit Hochdruck von über
1000 bar, zum Beispiel bis zu 1800 bar, beaufschlagt ist. Der Niederdruckraum
wird im Betrieb des Gehäusekörpers ebenfalls
mit dem Medium, vorzugsweise mit Kraftstoff, gefüllt, das beziehungsweise der
mit Niederdruck beaufschlagt ist, der deutlich kleiner als der Hochdruck
ist. Aufgrund der Hochdruckbelastung ist insbesondere der Verschneidungsbereich
kritisch bezüglich
der Festigkeit. Durch die erfindungsgemäße Sollbruchstelle wird erreicht,
dass im Versagensfall Leckage über
die dann aktivierte Sollbruchstelle in den Niederdruckraum abgeführt wird,
der zum Beispiel mit einem Kraftstofftank in Verbindung steht. Dadurch
wird verhindert, dass Medium, vorzugsweise Kraftstoff, aus dem Inneren
des Gehäusekörpers nach
außen
in die Umgebung gelangt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle zwischen einer
Ausnehmung, die mit dem Niederdruckraum in Verbindung steht, und dem
Verschneidungsbereich aus Material des Gehäusekörpers gebildet ist. Die Stärke oder
Dicke des Materials zwischen der Ausnehmung und dem Verschneidungsbereich
ist so bemessen, dass das Material der Sollbruchstelle eine Verbindung
zwischen dem Verschneidungsbereich und der Ausnehmung freigibt,
bevor im Versagensfall eine Verbindung von dem Verschneidungsbereich
nach außen
freigegeben wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke oder Dicke des Materials
zwischen der Aus nehmung und dem Verschneidungsbereich kleiner oder
gleich dem Durchmesser der Hochdruckkanäle und/oder der Ausnehmung
ist. Diese Stärke
oder Dicke hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders
vorteilhaft erwiesen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung von dem Niederdruckraum
ausgeht und kurz vor dem Verschneidungsbereich endet. Die Ausnehmung
kann zum Beispiel in Form einer Bohrung spanend hergestellt werden.
Die Ausnehmung kann aber auch durch Gießen hergestellt werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckraum eine Längsachse
aufweist, welche eine Winkelhalbierende zwischen den beiden Hochdruckkanälen schneidet.
Bei der Längsachse
handelt es sich vorzugsweise um die Achse eines geraden Kreiszylinders.
Die Längsachse
verläuft vorzugsweise
senkrecht zu der Winkelhalbierenden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckraum einen Antriebswellenaufnahmeraum
umfasst, von dem die Ausnehmung ausgeht. Der Antriebswellenaufnahmeraum
hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass von dem Verschneidungsbereich ein weiterer
Hochdruckkanal oder Hochdruckraum ausgeht. Dabei handelt es sich
zum Beispiel um eine Anschlussstelle oder einen Anschlussbereich
für eine Hochdruckleitung.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Gehäusekörpers ist
dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Hochdruckkanäle in einem Winkel
von 40 bis 80 Grad schneiden. Vorzugsweise schneiden sich die beiden
Hochdruckkanäle
in einem Winkel von etwa 60 Grad.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Gehäusekörper im
Schnitt.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
ein Gehäusekörper 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Schnitt dargestellt. Bei dem Gehäusekörper 1 handelt
es sich um ein Gehäuse
einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die als Radialkolbenpumpe mit drei
Pumpenelementen ausgeführt
ist. Zwei Hochdruckkanäle 3, 4 erstrecken
sich durch den Gehäusekörper 1 und schneiden
sich in einem Verschneidungsbereich 5.
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An
ihren dem Verschneidungsbereich 5 abgewandten Enden stehen
die Hochdruckkanäle 3, 4 mit
jeweils einem der Pumpenelemente in Verbindung. Von dem Verschneidungsbereich 5 geht
ein Hochdruckraum 6 aus, der mit dem dritten Pumpenelement
in Verbindung steht. Durch einen Kreis ist ein hochbelasteter, kritischer
Bereich 7 des Gehäusekörpers 1 hervorgehoben.
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In
den Hochdruckkanal 4 mündet
ein weiterer Hochdruckkanal 8, in den. wiederum ein weiterer Hochdruckkanal 9 mündet. Der
Hochdruckkanal 9 geht von einer Anschlussstelle 10 aus,
die mit einer (nicht dargestellten) Kraftstoffsammelleitung in Verbindung
steht, die auch als Rail bezeichnet wird. Über die Hochdruckkanäle 3, 4, 8, 9 und
den Hochdruckraum 6 gelangt Kraftstoff, der in den Pumpenelementen
mit Hochdruck beaufschlagt wurde, zu der Anschlussstelle 10.
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Die
Pumpenelemente umfassen jeweils einen radial angeordneten Kolben,
der durch eine Antriebswelle angetrieben ist, die in einem Niederdruckraum 14 aufgenommen
beziehungsweise gelagert ist. Daher wird der Niederdruckraum 14 auch
als Antriebswellenaufnahmeraum bezeichnet.
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Im
Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe sind die Hochdruckkanäle 3, 4, 8, 9 und
der Hochdruckraum 6 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff
gefüllt.
In dem Niederdruckraum 14 ist zur Schmierung der (nicht
dargestellten) Antriebswelle ebenfalls Kraftstoff vorhanden, der
allerdings mit einem deutlich geringeren Druck beaufschlagt ist.
Dieser geringere Druck wird auch als Niederdruck bezeichnet.
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Von
dem Niederdruckraum 14 erstreckt sich eine Ausnehmung 16 zu
dem Verschneidungsbereich 5 hin. Allerdings endet die Ausnehmung 16 kurz vor
dem Verschneidungsbereich 5, so dass zwischen dem Ende
der Ausnehmung 16 und dem Verschneidungsbereich 5 eine
Sollbruchstelle 20 entsteht.
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Die
Sollbruchstelle 20 ist so ausgelegt, dass das Material
im Bereich der Sollbruchstelle 20 im Versagensfall reißt oder
bricht, so dass eine Verbindung zwischen dem Verschneidungsbereich 5 und
der Ausnehmung 16 geschaffen wird. Durch diese Verbindung
kann Leckage beziehungsweise Kraftstoff aus dem Verschneidungsbereich 5 über die
Ausnehmung 16 in den Niederdruckraum 14 abgeführt werden.
Der Niederdruckraum 14 steht mit einem Kraftstofftank in
Verbindung, der den abgeführten
Kraftstoff beziehungsweise die Leckage aufnimmt.