DE102019216166A1 - Internal pressure-loaded component, especially for fuel injection in an internal combustion engine - Google Patents

Internal pressure-loaded component, especially for fuel injection in an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein innendruckbelastetes Bauteil mit einem vertikalen Zuströmkanal (1) und mindestens einem quer hiervon abzweigenden horizontalen Anschlusskanal (2, 3), welche gemeinsam einen Verschneidungsbereich (4) mit elliptischem Querschnitt ausbilden, wobei der Anschlusskanal (2; 3) unter einem spitzen Winkel (a) gegenüber einer anschlusskanalnahen Symmetrieachse (S) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft, wobei der Querschnitt des Zuströmkanals (1) und der Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) im Verschneidungsbereich (4) elliptisch ausgebildet sind, wobei die Hauptachse (xA) des Querschnitts des Anschlusskanals (3) im Verschneidungsbereich (4) unter dem Winkel (a) zur Hauptachse (xZ) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft.The invention relates to an internal pressure-loaded component with a vertical inflow channel (1) and at least one horizontal connection channel (2, 3) branching transversely therefrom, which together form an intersection area (4) with an elliptical cross-section, the connection channel (2; 3) below a pointed Angle (a) with respect to an axis of symmetry (S) of the cross-section of the inflow channel (1) close to the connection channel, the cross-section of the inflow channel (1) and the cross-section of the connection channel (2; 3) in the intersection area (4) being elliptical, with the main axis (xA) of the cross section of the connection channel (3) in the intersection area (4) runs at the angle (a) to the main axis (xZ) of the cross section of the inflow channel (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein innendruckbelastetes Bauteil, insbesondere für die Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungsmotor, mit einem vertikalen Zuströmkanal und mindestens einem quer hiervon abzweigenden horizontalen Anschlusskanal, welche gemeinsam einen Verschneidungsbereich mit elliptischem Querschnitt ausbilden, wobei der Anschlusskanal unter einem spitzen Winkel a gegenüber einer anschlusskanalnahen Symmetrieachse des Querschnitts des Zuströmkanals verläuft.The present invention relates to an internal pressure-loaded component, in particular for fuel injection in an internal combustion engine, with a vertical inflow channel and at least one horizontal connection channel branching off transversely therefrom, which together form an intersection area with an elliptical cross-section, the connection channel at an acute angle a with respect to an axis of symmetry close to the connection channel the cross section of the inflow channel runs.

Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf Kraftstoffeinspritzsysteme von Kraftfahrzeugen, insbesondere auf sogenannte Common-Rail-Systeme. Die kraftstoffführenden Bauteile derartiger Kraftstoffeinspritzsysteme stehen unter einem sehr hohen Innendruck von üblicherweise bis zu 1600 bar. Darüber hinaus ist der Innendruck auch starken periodischen Schwankungen unterworfen, so dass an das hier interessierende Bauteil entsprechend hohe Festigkeitsanforderungen gestellt werden.The field of application of the present invention extends primarily to fuel injection systems of motor vehicles, in particular to so-called common rail systems. The fuel-carrying components of such fuel injection systems are under a very high internal pressure of usually up to 1600 bar. In addition, the internal pressure is also subject to strong periodic fluctuations, so that the component of interest here is subject to correspondingly high strength requirements.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 1 435 454 A1 geht ein gattungsgemäßes innendruckbelastetes Bauteil hervor. Dieses weist einen vertikalen Zuströmkanal zur Anbindung an einen Kraftstoffhochdruckspeicher sowie einen hiervon quer abzweigenden horizontalen Anschlusskanal zum Anschluss eines Injektors oder dergleichen auf. Dabei mündet der horizontale Anschlusskanal unter einem gegenüber einer anschlusskanalseitigen Symmetrieachse S und der Achse des Anschlusskanals gebildeten spitzen Winkel in den Zuströmkanal ein, so dass sich im Verschneidungsbereich ein elliptischer Querschnitt ergibt. Der Querschnitt des Zuströmkanals ist im Verschneidungsbereich langlochförmig ausgebildet und die Einmündung des Anschlusskanals erfolgt an einem geraden Seitenabschnitt des im Querschnitt langlochförmigen Zuströmkanals. Gemäß anderen offenbarten Querschnittsformen kann der Zuströmkanal auch einen rechteckförmigen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Durch die Ausführung des Verschneidungsbereichs als Ellipse, die sich hier durch die spitzwinklig schräge Zuführung des im Querschnitt kreisförmigen Anschlusskanals ergibt, können die Beanspruchungen in diesen lokalen Bereichen verringert werden, was zur Folge hat, dass auch der zulässige Innendruck an sich erhöht werden kann.From the EP 1 435 454 A1 a generic internal pressure-loaded component emerges. This has a vertical inflow channel for connection to a high-pressure fuel reservoir and a horizontal connection channel branching off transversely therefrom for connecting an injector or the like. The horizontal connection channel opens under an axis of symmetry opposite a connection channel-side S. and the axis of the connecting channel into the inflow channel, so that an elliptical cross section results in the intersection area. The cross section of the inflow channel is elongated in the intersection area and the confluence of the connecting channel takes place on a straight side section of the inflow channel, which is elongated in cross section. According to other disclosed cross-sectional shapes, the inflow channel can also have a rectangular or circular cross-section. By designing the intersection area as an ellipse, which results here from the acute-angled oblique feed of the connection channel, which is circular in cross-section, the stresses in these local areas can be reduced, which means that the permissible internal pressure itself can also be increased.

Gemäß dem allgemein bekannten Stand der Technik sind ähnliche innendruckbelastete Bauteile von Kraftstoffeinspritzsystemen gebräuchlich, bei denen zwei horizontale Anschlusskanäle in einen vertikalen Zuströmkanal, und zwar ohne einen Bohrungsversatz oder eine Schrägstellung des Anschlusskanals, einmünden. Neben den Anschlüssen für den Zuströmkanal und den beiden Anschlusskanälen weist ein solches Bauteil gewöhnlich einen weiteren dem Zuströmkanal zugeordneten Drucksensoranschluss auf. Eingangsseitig ist der Zuströmkanal dagegen an eine Hochdruckpumpe angeschlossen und die Anschlusskanäle bilden Injektoranschlüsse.According to the generally known prior art, similar internal pressure-loaded components of fuel injection systems are used in which two horizontal connection channels open into a vertical inflow channel, without a bore offset or an inclined position of the connection channel. In addition to the connections for the inflow channel and the two connection channels, such a component usually has a further pressure sensor connection assigned to the inflow channel. On the input side, however, the inflow channel is connected to a high-pressure pump and the connection channels form injector connections.

Unter Innendruck tritt die höchste Bauteilbeanspruchung auch hier im Verschneidungsbereich der Kanäle auf. Die Geometrien der durchgehend kreisquerschnittförmigen Kanäle sind dabei fertigungstechnisch bedingt, da diese durch eine konventionell spanende Bearbeitung erzeugt werden. Die Konstruktion ist im Übrigen auf einen minimalen Materialeinsatz bei hinreichender Festigkeit optimiert.Under internal pressure, the highest component stress also occurs here in the intersection area of the channels. The geometries of the continuously circular cross-sectional channels are due to manufacturing technology, since they are produced by conventional machining. The construction is also optimized for a minimum use of material with sufficient strength.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein innendruckbelastetes Bauteil der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass die Kanalführung durch Überwindung der bislang bestehenden fertigungstechnischen Restriktionen derart geändert werden kann, dass lokale Spannungsmaxima im Verschneidungsbereich weiter abgesenkt werden, um den Materialeinsatz weiter zu senken.It is the object of the present invention to further improve an internal pressure-loaded component of the generic type in such a way that the duct routing can be changed by overcoming the previously existing manufacturing restrictions in such a way that local stress maxima in the intersection area are further reduced in order to further reduce the use of material.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird ausgehend von einem innendruckbelasteten Bauteil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved on the basis of an internal pressure-loaded component according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims reproduce advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Querschnitt des Zuströmkanals und der Querschnitt des mindestens einen Anschlusskanals eines innendruckbelasteten Bauteils im Verschneidungsbereich elliptisch ausgebildet sind, wobei die Hauptachse xA des Querschnitts des Anschlusskanals im Verschneidungsbereich unter dem Winkel a zur Hauptachse xz des Querschnitts des Zuströmkanals verläuft.The invention includes the technical teaching that the cross section of the inflow channel and the cross section of the at least one connection channel of an internal pressure-loaded component in the intersection area are elliptical, the main axis x A of the cross section of the connection channel in the intersection area at the angle a to the main axis xz of the cross section of the Inflow channel runs.

Die erfindungsgemäße Kanalgeometrie ist durch den Einsatz neuer Fertigungstechnologien - insbesondere Metallpulver-3D-Druck - realisierbar, wodurch die konstruktiven Restriktionen der bisher üblichen spanenden oder formgebundenen Fertigungsmethoden überwunden werden können. Die erfindungsgemäße Kanalgestaltung bewirkt gegenüber der eingangs beschriebenen Kanalgestaltung gemäß dem Stand der Technik eine Reduzierung des Bauteilspannungsniveaus von ca. 50%, so dass mit entsprechend geringeren Wandstärken dimensioniert werden kann, was zur weiteren Materialersparnis beiträgt.The channel geometry according to the invention can be realized through the use of new production technologies - in particular metal powder 3D printing - whereby the constructional restrictions of the previously customary machining or shape-related production methods can be overcome. The channel design according to the invention brings about a reduction in the component stress level of approximately 50% compared to the channel design according to the prior art described at the beginning, so that with correspondingly smaller wall thicknesses can be dimensioned, which contributes to further material savings.

Vorzugsweise sollten die im Verschneidungsbereich gebildeten Kanten zusätzlich verrundet werden, wobei für den erfindungsgegenständlichen Anwendungszweck eine Verrundung der Kanten mit einem Radius R im Bereich von 1 bis 1,5 mm, vorzugsweise 1,2 mm, vorgesehen ist. Insoweit wird die erfindungsgemäße Spannungsreduzierung durch die Summe der Maßnahmen eines Ineinandermündens zweier elliptischer Kanalquerschnitte mit einer schiefen Anbohrung unter dem spitzen Winkel a und einer zusätzlichen lokalen Verrundung der im Verschneidungsbereich auftretenden Kanten weiter verbessert.The edges formed in the intersection area should preferably also be rounded, with the edges being rounded with a radius R in the range from 1 to 1.5 mm, preferably 1.2 mm, for the purpose of the invention. In this respect, the stress reduction according to the invention is further improved by the sum of the measures of a confluence of two elliptical channel cross-sections with an oblique drilling at the acute angle α and an additional local rounding of the edges occurring in the intersection area.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass sich die Querschnittsform des Zuströmkanals und/oder des Anschlusskanals in Richtung Verschneidungsbereich von Kreis auf Ellipse ändert. Dies bedeutet, dass im Verschneidungsbereich der erfindungsgemäße elliptische Querschnitt besteht, wohingegen die externen Anschlüsse am Bauteil einen herkömmlichen Kreisquerschnitt aufweisen zur Aufnahme einer Verschraubung oder dergleichen. Hierdurch lässt sich die herkömmliche Anschlusskonfiguration des Bauteils trotz erfindungsgemäß geänderter Kanalgestaltung weiter nutzen.According to a further measure improving the invention, it is proposed that the cross-sectional shape of the inflow channel and / or of the connecting channel change from circle to ellipse in the direction of the intersection area. This means that the elliptical cross-section according to the invention exists in the intersection area, whereas the external connections on the component have a conventional circular cross-section to accommodate a screw connection or the like. As a result, the conventional connection configuration of the component can continue to be used in spite of the channel design that has been changed according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der Querschnitt des Anschlusskanals in Richtung Verschneidungsbereich bezüglich der Hauptachse xA konisch erweitert, und dass sich der Querschnitt des Anschlusskanals in Richtung Verschneidungsbereich bezüglich der Querachse yA konisch verjüngt. Als Hauptachse wird dabei die längere Halbachse der Ellipse verstanden, wohingegen die kürzere Halbachse der Ellipse hier als Querachse bezeichnet wird. Hinsichtlich des Anschlusskanals ergibt sich somit eine Kanalgeometrie, welche sich ausgehend vom anschlussseitigen Kreisquerschnitt bezüglich der Querachse gestaucht wird und bezüglich der Hauptachse vergrößert wird. Die hierdurch bewirkte zunehmende Abplattung des Anschlusskanals in Richtung Verschneidungsbereich führt zu einer signifikanten Festigungssteigerung im Verschneidungsbereich.According to a preferred embodiment it is provided that the cross section of the connection channel widens conically in the direction of the intersection area with respect to the main axis x A , and that the cross section of the connection channel tapers conically in the direction of the intersection area with respect to the transverse axis y A. The longer semiaxis of the ellipse is understood as the main axis, whereas the shorter semiaxis of the ellipse is referred to here as the transverse axis. With regard to the connection channel, this results in a channel geometry which, starting from the connection-side circular cross section, is compressed with respect to the transverse axis and is enlarged with respect to the main axis. The resulting increasing flattening of the connection channel in the direction of the intersection area leads to a significant increase in strength in the intersection area.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird im Hinblick auf die Kanalgestaltung des Zuströmkanals vorgeschlagen, dass dessen Querschnitt in Richtung Verschneidungsbereich bezüglich der Hauptachse gleich bleibt, wohingegen sich der Querschnitt des Zuströmkanals in Richtung Verschneidungsbereich bezüglich der Querachse konisch verjüngt. Mit anderen Worten bleibt beim vertikalen Zuströmkanal die längere Halbachse der Ellipse in Verlaufsrichtung unverändert, wohingegen die kürzere Halbachse der Ellipse, also die Querachse, gestaucht und damit abgeplattet wird. Auch diese geometrische Maßnahme leistet einen Beitrag zur Festigungssteigerung des Verschneidungsbereichs des Bauteils.According to the preferred embodiment, with regard to the channel design of the inflow channel, it is proposed that its cross section in the direction of the intersection area remains the same with respect to the main axis, whereas the cross section of the inflow channel tapers conically in the direction of the intersection area with respect to the transverse axis. In other words, in the vertical inflow channel, the longer semiaxis of the ellipse remains unchanged in the course direction, whereas the shorter semiaxis of the ellipse, ie the transverse axis, is compressed and thus flattened. This geometric measure also makes a contribution to increasing the strength of the intersection area of the component.

Hinsichtlich der Kanalgeometrie wird ferner vorgeschlagen, dass die Länge LE des Abschnitts des sich konisch erweiternden bzw. verjüngenden elliptischen Querschnitts des Anschlusskanals und/oder des Zuströmkanals das 1,5- bis 2-fache des Kreisquerschnitts des Anschlusskanals bzw. des Zuströmkanals beträgt. Dieser Längsverlauf leistet ebenfalls einen Beitrag zur Festigkeitssteigerung des Bauteils im Verschneidungsbereich bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz, da die erforderliche Kanallänge die für das Bauteil aufzuwendende Materialmenge wesentlich beeinflusst.With regard to the channel geometry, it is also proposed that the length L E of the section of the conically widening or tapering elliptical cross section of the connection channel and / or the inflow channel is 1.5 to 2 times the circular cross section of the connection channel or the inflow channel. This longitudinal course also makes a contribution to increasing the strength of the component in the intersection area while at the same time reducing the amount of material used, since the required channel length significantly influences the amount of material to be used for the component.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der konische Verlauf des Anschlusskanals an einem Treffpunkt T im Mündungsbereich tangential in den elliptischen Querschnitt des Zuströmkanals übergeht. Hierdurch wird zumindest bereichsweise ein kantenfreier Übergang erzeugt, welcher keine Angriffsstelle für Bauteilspannungen bietet. In diesem Zusammenhang wird ferner vorgeschlagen, dass außerhalb des tangentialen Übergangs im Treffpunkt T der Mündungsbereich von Anschlusskanal und Zuströmkanal mit der vorstehend erwähnten Verrundung versehen ist. Insbesondere ein Radius von 1,2 mm hat sich bei den Maßverhältnissen und Druckverhältnissen des erfindungsgegenständlichen Anwendungsgebiets als vorteilhaft, also signifikant bauteilspannungsminimierend, erwiesen.It is further proposed that the conical course of the connection channel merges tangentially into the elliptical cross section of the inflow channel at a meeting point T in the mouth area. This creates an edge-free transition, at least in some areas, which does not offer any point of attack for component stresses. In this context, it is further proposed that outside the tangential transition at the meeting point T, the opening area of the connection channel and inflow channel is provided with the aforementioned rounding. In particular, a radius of 1.2 mm has proven to be advantageous for the dimensional ratios and pressure ratios of the field of application according to the invention, that is to say it significantly minimizes component stress.

In diesem Zusammenhang sollte der spitze Winkel a, unter dem der kleinere Querschnitt des Anschlusskanals in den größeren Querschnitt des Zuströmkanals tritt, im Bereich zwischen 3 bis 6° liegen, vorzugsweise 4,4°. Der letztere Wert hat sich für den erfindungsgegenständlichen Anwendungsbereich als besonders vorteilhaft, also signifikant bauteilspannungsminimierend, erwiesen.In this context, the acute angle a at which the smaller cross section of the connection channel enters the larger cross section of the inflow channel should be in the range between 3 to 6 °, preferably 4.4 °. The latter value has proven to be particularly advantageous for the application subject of the invention, that is to say it significantly minimizes component stress.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass genau zwei horizontale Anschlusskanäle am vertikalen Zuströmkanal angeschlossen sind, wobei die beiden Anschlusskanäle einander gegenüberliegend und auf derselben Höhe in den Zuströmkanal einmünden sollten, um eine spannungsoptimale und materialsparende Gesamtgestalt zu erzielen.According to the preferred embodiment of the invention, it is further proposed that exactly two horizontal connection channels are connected to the vertical inflow channel, whereby the two connection channels should open opposite one another and at the same height into the inflow channel in order to achieve a stress-optimized and material-saving overall shape.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

  • 1 eine teiltransparente perspektivische Ansicht eines innendruckbelasteten Bauteils zum Anschluss von Injektoren eines Common-Rail-Einspritzsystems,
  • 2 eine Draufsicht auf das Bauteil gemäß 1,
  • 3 eine Seitenansicht auf das Bauteil gemäß 1,
  • 4 eine Detaildarstellung um den Verschneidungsbereich des Bauteils in der Seitenansicht gemäß 3,
  • 5 einen Querschnitt des Bauteils gemäß 1 auf Höhe der Anschlusskanäle, und
  • 6 einen Längsschnitt des Bauteils gemäß 1 durch den Zuströmkanal.
Further measures improving the invention are specified in the dependent claims or are shown in more detail below together with the description of a preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the figures. It shows:
  • 1 a partially transparent perspective view of an internal pressure-loaded component for connecting injectors of a common rail injection system,
  • 2 a plan view of the component according to 1 ,
  • 3 a side view of the component according to 1 ,
  • 4th a detailed representation of the intersection area of the component in the side view according to FIG 3 ,
  • 5 a cross section of the component according to 1 at the level of the connection ducts, and
  • 6th a longitudinal section of the component according to 1 through the inflow channel.

Gemäß 1 umfasst ein per Metallpulver-3D-Druck hergestelltes innendruckbelastetes Bauteil zum Anschluss zweier - hier nicht weiter dargestellter - Injektoren eines Common-Rail-Systems einer Kraftstoffeinspritzung einen an einer - hier ebenfalls nicht weiter dargestellten - Hochdruckpumpe angeschlossenen vertikalen Zuströmkanal 1, von dem aus zwei horizontale Anschlusskanäle 2 und 3 auf gleicher Höhe in entgegengesetzter Richtung abzweigen. Die Anschlusskanäle 2 und 3 bilden gemeinsam mit dem Zuströmkanal 1 je einen Verschneidungsbereich 4 mit einem elliptischen Querschnitt aus.According to 1 comprises an internal pressure-loaded component produced by metal powder 3D printing for connecting two injectors - not shown here - of a common rail system of a fuel injection system to a vertical inflow channel connected to a high-pressure pump - also not shown here 1 , from which two horizontal connection channels 2 and 3 Branch off in the opposite direction at the same height. The connection channels 2 and 3 form together with the inflow channel 1 one intersection area each 4th with an elliptical cross-section.

Im Folgenden werden die geometrischen Verhältnisse in Bezug auf den Anschlusskanal 2 oder den Anschlusskanal 3 beschrieben, welche jedoch für den jeweils anderen Anschlusskanal 3 bzw. 2 analog gelten.The following are the geometrical relationships in relation to the connection duct 2 or the connection duct 3 described, but which are for the other connection channel 3 or. 2 apply analogously.

Wie aus 2 ersichtlich, verläuft der Anschlusskanal 2 außerdem nicht gerade, sondern unter einem spitzen Winkel a gegenüber einer anschlusskanalnahen Symmetrieachse S des Querschnitts des Zuströmkanals 1.How out 2 can be seen, the connection channel runs 2 also not straight, but at an acute angle a with respect to an axis of symmetry close to the connection duct S. of the cross section of the inflow channel 1 .

Wie im weitern Zusammenhang mit der 3 deutlich wird, sind der Querschnitt des Zuströmkanals 1 und der Querschnitt des Anschlusskanals 2 im Verschneidungsbereich 4 elliptisch ausgebildet. Dabei ändert sich die Querschnittsform des Zuströmkanals 1 und des Anschlusskanals 2 in Richtung Verschneidungsbereich 4 von einem Kreis auf eine Ellipse.As in further connection with the 3 becomes clear, are the cross-section of the inflow channel 1 and the cross section of the connection channel 2 in the intersection area 4th elliptical. The cross-sectional shape of the inflow channel changes 1 and the connection duct 2 towards the intersection area 4th from a circle to an ellipse.

Im Hinblick auf die Detailansicht gemäß 4 und die beigeordnete Symbolik verjüngt sich der Querschnitt des Anschlusskanals 2 in Richtung Verschneidungsbereich 4 bezüglich der Querachse yA konisch. Dies bewirkt eine zunehmende Stauchung des Kanalquerschnitts von der anschlussseitigen Kreisform zu einer mündungsseitigen abgeflachten Ellipsenform, was abschnittsweise über die Längenabschnitte L1 und L2 erfolgt.With regard to the detailed view according to 4th and the associated symbolism tapers off the cross-section of the connection channel 2 towards the intersection area 4th conical with respect to the transverse axis y A. This causes an increasing compression of the channel cross-section from the circular shape on the connection side to a flattened elliptical shape on the mouth side, which takes place in sections over the length sections L 1 and L 2 .

Auch der Querschnitt des Zuströmkanals 1 verjüngt sich in Richtung Verschneidungsbereich 4 bezüglich der Querachse yz konisch. Die Gesamtlänge LE des Abschnitts des sich konisch verjüngenden elliptischen Querschnitts des Zuströmkanals 1 beträgt dabei das 1,5- bis 2,0-fache des Kreisquerschnitts des Zuströmkanals 1. Analog dasselbe gilt auch für den Anschlusskanal 2. Ferner ist der Mündungsbereich von Anschlusskanal 2 und 3 am Zuströmkanal 1 mit einer Verrundung versehen, deren Radius R 1,2 mm beträgt.Also the cross section of the inflow channel 1 tapers towards the intersection area 4th conical with respect to the transverse axis yz. The total length L E of the section of the conically tapering elliptical cross section of the inflow channel 1 is 1.5 to 2.0 times the circular cross-section of the inflow channel 1 . The same also applies to the connection channel 2 . Furthermore, the mouth area of the connection channel 2 and 3 at the inflow channel 1 provided with a rounding, the radius R of which is 1.2 mm.

Aus dem Querschnitt gemäß 5 wird ersichtlich, dass sich der Querschnitt des Anschlusskanals 3 in Richtung Verschneidungsbereich 4 bezüglich der Hauptachse xA konisch erweitert. Selbstverständlich gilt analog dasselbe hinsichtlich des gegenüberliegenden Anschlusskanals 2. Demgegenüber bleibt der Querschnitt des Zuströmkanals 1 in Richtung Verschneidungsbereich 4 bezüglich der Hauptachse xZ gleich. Ferner bildet die anschlusskanalnahe Symmetrieachse S des Querschnitts des Zuströmkanals 1 einen spitzen Winkel α mit der Längsachse des Anschlusskanals 3 aus, was natürlich auch analog für den gegenüberliegenden Anschlusskanal 2 gilt. Derselbe spitze Winkel α findet sich auch aufgrund der geometrischen Wechselwinkel-Beziehungen zwischen der Hauptachse xA des Querschnitts des Anschlusskanals 3 im Verschneidungsbereich 4 und der Hauptachse xz des Querschnitts des Zuströmkanals 1 wieder.From the cross section according to 5 it can be seen that the cross-section of the connection channel 3 towards the intersection area 4th widened conically with respect to the main axis x A. Of course, the same applies analogously with regard to the opposite connection channel 2 . In contrast, the cross section of the inflow channel remains 1 towards the intersection area 4th with respect to the main axis x Z the same. Furthermore, the axis of symmetry near the connection channel forms S. of the cross section of the inflow channel 1 an acute angle α with the longitudinal axis of the connection channel 3 off, which of course also applies to the opposite connection channel 2 applies. The same acute angle α is also found due to the geometric alternating angle relationships between the main axis x A of the cross section of the connection channel 3 in the intersection area 4th and the main axis xz of the cross section of the inflow channel 1 again.

Hinsichtlich der Längengestaltung des Anschlusskanals 3 verläuft dieser im Abschnitt L0 kreisförmig und beginnt in den Abschnitten L1 bis L3 elliptisch zu werden, bis hin zu einer gestauchten Ellipse, wie vorstehend beschrieben. Der konische Verlauf des Anschlusskanals 3 geht an einem Treffpunkt T im Mündungsbereich zum Zuströmkanal 1 tangential in den elliptischen Querschnitt des Zuströmkanals 1 über.With regard to the length of the connecting duct 3 this runs circular in section L 0 and begins to become elliptical in sections L 1 to L 3 , up to a compressed ellipse, as described above. The conical course of the connection channel 3 goes to a meeting point T in the mouth area to the inflow channel 1 tangentially into the elliptical cross section of the inflow channel 1 above.

Gemäß 6 umfasst die Gesamtlänge des Zuströmkanals 1 einen Längenabschnitt L0 mit kreisrundem Querschnitt, an dem sich ein Längenabschnitt L1 mit in Mündungsrichtung zunehmend elliptischem Querschnitt anschließt.According to 6th includes the total length of the inflow channel 1 a length section L 0 with a circular cross-section, which is followed by a length section L 1 with an increasingly elliptical cross-section in the direction of the mouth.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abhandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es auch beispielsweise möglich, dass nur ein einziger Anschlusskanal von einem Zuströmkanal abzweigend an einem innendruckbelasteten Bauteil der hier interessierenden Art angeordnet ist, um ein unter Hochdruck stehendes Medium an einen Verbraucher weiterzuleiten oder zu verteilen.The invention is not restricted to the preferred exemplary embodiment described above. Rather, treatises thereof are also conceivable, which are also covered by the scope of protection of the following claims. It is thus also possible, for example, for only a single connection channel to branch off from an inflow channel on an internal pressure-loaded component of the type of interest here, in order to Forward or distribute high pressure medium to a consumer.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1435454 A1 [0003]EP 1435454 A1 [0003]

Claims (10)

Innendruckbelastetes Bauteil mit einem vertikalen Zuströmkanal (1) und mindestens einem quer hiervon abzweigenden horizontalen Anschlusskanal (2, 3), welche gemeinsam einen Verschneidungsbereich (4) mit elliptischem Querschnitt ausbilden, wobei der Anschlusskanal (2; 3) unter einem spitzen Winkel (α) gegenüber einer anschlusskanalnahen Symmetrieachse (S) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Zuströmkanals (1) und der Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) im Verschneidungsbereich (4) elliptisch ausgebildet sind, wobei die Hauptachse (xA) des Querschnitts des Anschlusskanals (3) im Verschneidungsbereich (4) unter dem Winkel (α) zur Hauptachse (xZ) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft.Internal pressure-loaded component with a vertical inflow channel (1) and at least one horizontal connection channel (2, 3) branching off transversely therefrom, which together form an intersection area (4) with an elliptical cross-section, the connection channel (2; 3) at an acute angle (α) runs opposite an axis of symmetry (S) of the cross section of the inflow channel (1) close to the connection channel, characterized in that the cross section of the inflow channel (1) and the cross section of the connection channel (2; 3) are elliptical in the intersection area (4), the main axis ( x A ) of the cross section of the connection channel (3) in the intersection area (4) runs at the angle (α) to the main axis (x Z ) of the cross section of the inflow channel (1). Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsform des Zuströmkanals (1) und/oder des Anschlusskanals (2; 3) in Richtung Verschneidungsbereich (4) von Kreis auf Ellipse ändert.Component after Claim 1 , characterized in that the cross-sectional shape of the inflow channel (1) and / or of the connection channel (2; 3) changes from circle to ellipse in the direction of the intersection area (4). Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) in Richtung Verschneidungsbereich (4) bezüglich der Hauptachse (xA) konisch erweitert, und dass sich der Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) in Richtung Verschneidungsbereich (4) bezüglich der Querachse (yA) konisch verjüngt.Component after Claim 1 , characterized in that the cross section of the connection channel (2; 3) widens conically in the direction of the intersection area (4) with respect to the main axis (x A ), and that the cross section of the connection channel (2; 3) in the direction of the intersection area (4) with respect to the transverse axis (y A ) tapers conically. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Zuströmkanals (1) in Richtung Verschneidungsbereich (4) bezüglich der Hauptachse (xz) gleich bleibt, und dass sich der Querschnitt des Zuströmkanals (1) in Richtung Verschneidungsbereich (4) bezüglich der Querachse (yz) konisch verjüngt.Component after Claim 1 , characterized in that the cross section of the inflow channel (1) in the direction of the intersection area (4) remains the same with respect to the main axis (xz), and that the cross section of the inflow channel (1) in the direction of the intersection area (4) with respect to the transverse axis (y z ) conically tapered. Bauteil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (LE) des Abschnitts des sich konisch erweiternden bzw. verjüngenden elliptischen Querschnitts des Anschlusskanals (2; 3) und/oder des Zuströmkanals (1) das 1,5 bis 2-fache des Kreisquerschnitts des Anschlusskanals (2; 3) beziehungsweise des Zuströmkanals (1) beträgt.Component after Claim 3 and 4th , characterized in that the length (L E ) of the section of the conically widening or tapering elliptical cross section of the connection channel (2; 3) and / or of the inflow channel (1) is 1.5 to 2 times the circular cross section of the connection channel ( 2; 3) or the inflow channel (1). Bauteil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Verlauf des Anschlusskanals (2; 3) an einem Treffpunkt (T) im Mündungsbereich tangential in den elliptischen Querschnitt des Zuströmkanals (1) übergeht.Component after Claim 3 and 4th , characterized in that the conical course of the connection channel (2; 3) merges tangentially into the elliptical cross section of the inflow channel (1) at a meeting point (T) in the mouth area. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsbereich von Anschlusskanal (2; 3) und Zuströmkanal (1) außerhalb des tangentialen Übergangs im Treffpunkt (T) mit einer Verrundung versehen ist, deren Radius (R) im Bereich von 1 bis 1,5 Millimetern liegt.Component after Claim 6 , characterized in that the mouth area of the connection channel (2; 3) and inflow channel (1) outside the tangential transition at the meeting point (T) is provided with a rounding, the radius (R) of which is in the range of 1 to 1.5 millimeters. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel (α), unter dem der kleinere Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) in den größeren Querschnitt des Zuströmkanals (1) tritt, im Bereich zwischen 3 bis 6° liegt.Component after Claim 1 , characterized in that the acute angle (α) at which the smaller cross section of the connection channel (2; 3) enters the larger cross section of the inflow channel (1) is in the range between 3 to 6 °. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüberliegend angeordnete Anschlusskanäle (2, 3) auf derselben Höhe in den Zuströmkanal (1) einmünden.Component after Claim 1 , characterized in that two oppositely arranged connection channels (2, 3) open into the inflow channel (1) at the same height. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Hauptachsen (xA, x'') und der Querachsen (yA, yz) des Anschlusskanals (2; 3) beziehungsweise des Zuströmkanals (1) im elliptischen Verschneidungsbereich (4) jeweils dem halben Durchmesser der Ellipsen entspricht.Component after Claim 1 , characterized in that the length of the main axes (x A , x '') and the transverse axes (y A , y z ) of the connection channel (2; 3) or the inflow channel (1) in the elliptical intersection area (4) are each half the diameter corresponds to the ellipses.
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