EP2399031A1 - Brennstoffpumpe - Google Patents

Brennstoffpumpe

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Publication number
EP2399031A1
EP2399031A1 EP09801210A EP09801210A EP2399031A1 EP 2399031 A1 EP2399031 A1 EP 2399031A1 EP 09801210 A EP09801210 A EP 09801210A EP 09801210 A EP09801210 A EP 09801210A EP 2399031 A1 EP2399031 A1 EP 2399031A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
connecting channel
throttle
inlet channel
fuel pump
Prior art date
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Granted
Application number
EP09801210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2399031B1 (de
Inventor
Marcus Kristen
Armin Merz
Markus Grieb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2399031A1 publication Critical patent/EP2399031A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2399031B1 publication Critical patent/EP2399031B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/04Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/12Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the rotary-piston positive-displacement type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/04Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/10Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the reciprocating positive-displacement type
    • F04B23/103Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the reciprocating positive-displacement type being a radial piston pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the invention relates to a fuel pump, in particular a low-pressure pump of a pump arrangement with a low-pressure pump and a high-pressure pump. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the known pump arrangement is particularly suitable for a common rail injection system.
  • the known pump arrangement comprises a radial piston pump with a drive shaft mounted in a pump housing and a low pressure pump upstream of the radial piston pump.
  • the intake is located on the pump housing.
  • the fuel pump according to the invention with the features of claim 1 and the fuel pump according to the invention with the features of claim 12 have the advantage that an operation is improved. Specifically, a fuel pump can be created, which has a throttle for limiting flow, with an advantageous mode of operation of the throttle and at the same time a deflection for a fuel is realized.
  • a throttle may be designed as a diaphragm or nozzle.
  • the length is much larger than a throttle diameter.
  • the throttle is not configured as such a laminar throttle.
  • a ratio of a length of the throttle to a diameter of the throttle is less than about 1.5.
  • the ratio of the length of the throttle to the diameter of the throttle may also be greater than 1.5, in particular slightly greater than 1.5.
  • the throttle may be arranged in the extension of the inlet channel. This allows the design of the inlet channel together with the throttle by means of a step tool.
  • a configuration can be realized in which a flow separation in the region of the throttle is prevented or at least reduced, whereby the full throttle diameter is effective. Together with a subsequent large connection channel or the like. This can be achieved a good throttle effect.
  • the connecting channel is designed as a blind bore and that the throttle opens laterally into a cylindrical portion of the connecting channel.
  • a cross section of the connecting channel is greater than a cross section of the throttle, so that a nearly ideal throttle behavior can be achieved.
  • the inlet channel has a conical end section and that the throttle adjoins the conical end section.
  • the throttle is at least approximately aligned with an axis of the inlet channel.
  • the throttle is designed as a throttle bore.
  • an advantageous positioning of the throttle is given.
  • a simple configuration by means of a step tool is possible.
  • the direction of the inlet channel and the direction of the connecting channel form an angle of approximately 90 °.
  • a deflection of the fuel is realized, wherein an advantageous intersection between the throttle and the connecting channel is realized, in particular, the throttle length is defined defined.
  • the Connecting channel is designed as at least substantially unthrottled connection channel, so that the throttling effect of the inlet to the inlet channel, the connecting channel and the throttle is determined at least substantially by the throttle.
  • the inlet channel can be configured in an advantageous manner as an inlet bore, which extends at least in sections through an inlet connection.
  • the inlet channel can be configured in a housing part of the high-pressure pump, wherein the inlet nozzle can be an integral part of the housing part.
  • the throttle and the connecting channel can be integrated in an advantageous manner in a housing part of an external gear pump.
  • the inlet channel has a conical end portion and that an inner angle of the conical end portion is at least approximately equal to twice the acute angle included by the direction of the inflow channel with the direction of the connection channel.
  • an advantageous transition between the inlet channel and the connecting channel is made possible.
  • flow separation can be prevented or at least reduced.
  • the connecting channel opens at the conical end portion of the inlet channel into the inlet channel and that the connecting channel is designed as throttling connecting channel.
  • a suction chamber is provided, that the connecting channel opens into the suction chamber and that a cross section of the suction chamber in an opening region in which the connecting channel opens into the suction chamber, is substantially larger than a cross section of the connecting channel.
  • the suction chamber can be designed in particular in a low-pressure pump, in particular an external gear pump. This results in the advantage that a good throttle effect can be achieved.
  • Fig. 1 is a side view of a fuel pump according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a partial section through the fuel pump shown in FIG. 1 along the section line designated II according to a conventional embodiment
  • Fig. 3 shows the section shown in Fig. 2 by the fuel pump according to the embodiment of the invention
  • Fig. 4 shows the section shown in Fig. 2 by the fuel pump according to a further embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a fuel pump 1 in a side view according to an embodiment of the invention.
  • the fuel pump 1 can in particular be configured as a pump arrangement with a low-pressure pump, for example an external gear pump 2, and a high-pressure pump 3 for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the fuel pump 1 can also be designed as another gear pump, in particular internal gear pump, or as a vane pump.
  • a preferred use of the fuel pump 1 is for a fuel injection system having a fuel rail which stores diesel fuel under high pressure.
  • the fuel pump 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the fuel pump 1 of the exemplary embodiment has a first pump part 2, which is designed as an external gear pump 2, and a second pump part 3, which is designed as a high-pressure pump 3, on.
  • the second pump part 3 lies behind the first pump part 2 and is partially covered by the first pump part 2.
  • a feed or intake 4 is provided, can be supplied via the fuel from a tank or the like. From the inlet nozzle 4, the fuel passes through the housing of the second pump part 3 to the gear pump forming the first pump part 2, that of the second pump part 3 forming high-pressure pump is connected upstream.
  • the first pump part 2 therefore has the function of a low-pressure pump, while the second pump part 3 has the function of a high-pressure pump.
  • the high-pressure pump of the second pump part 3 can be designed in particular as a radial piston pump.
  • the first pump part 2 has gears 5, 6, the position of which is shown in FIG. 1 by broken lines.
  • the gears 5, 6 are covered by a housing part 7 of the external gear pump 2, which is designed as a housing 7 of the external gear pump 2.
  • the housing part 7 is connected to fixed points 8A, 8B, 8C, 8D with a housing part 9 of the second pump part 3.
  • the housing part 9 is designed as a high-pressure pump housing 9.
  • the inlet nozzle 4 is part of the housing part 9.
  • the housing part 7 at four fixed points 8 A, 8 B, 8 C, 8 D is connected to the housing part 9 of the second pump part 3.
  • different arrangements for the fixed points 8A, 8B, 8C, 8D are possible.
  • a different number of fixed points may be provided, in particular, three fixed points may be provided to connect the housing parts 7, 9 with each other.
  • FIG. 2 shows a partial cut through the housing part 9 of the fuel pump 1 shown in FIG. 1 along the section line designated II according to a conventional embodiment.
  • an inlet channel 15 is formed, which is designed as a blind hole.
  • the inlet channel 15 extends in sections through the inlet nozzle 4, wherein the inlet channel 15, in particular in the region of the inlet nozzle 4, can be configured as a stepped bore.
  • the inlet channel 15 extends in a direction 16 through the housing part 9.
  • the inlet channel 15 has an axis 17 along which the inlet channel 15 extends in the direction 16.
  • the inlet channel 15 has a bore bottom 18, on which the inlet channel 15 designed as a blind hole ends.
  • the bore bottom 18 is designed conical.
  • a connecting channel 19 is also formed, which is configured by a bore.
  • the connecting channel 19 opens into the inlet channel 15 at the bore bottom 18.
  • the connecting channel 19 has an axis 21 along which the connecting channel 19 extends in one direction 22.
  • fuel is fed via the inlet channel 15 and the connecting channel 19 to the external gear pump 2.
  • the fuel flows in the direction 16 through the inlet channel 15 and in the direction 22 through the connecting channel 19.
  • the direction 16 of the inlet channel 15 includes with the direction 22 of the connecting channel 19 an angle 23 of about 90 °. That is, the axis 17 of the inlet channel 15 closes with the axis 21 of the connecting channel 19, the angle 23 of about 90 °.
  • the external gear pump 2 is preferably operated in suction-throttled operation in order to limit a flow rate.
  • the throttle effect required for this purpose is achieved through the connecting channel 19.
  • a cross section of the connecting channel 19 is set relatively small, so that the connecting channel 19 as a throttle acts. This means that acting as a throttle connection channel 19 is seated at an angle of approximately 90 ° to the inlet channel 15.
  • the flow from the wall of the connecting channel 19 comes off in a region 24 of the connecting channel 19. In this way, the full cross section of the connecting channel 19 no longer acts as a throttle.
  • the effect of the throttle is thereby changed and possibly undetermined.
  • the throttling action of the connecting channel 19 is dependent on the transition of the inlet channel 15 in the connecting channel 19 at the bottom of the hole 18.
  • the transition depending on the configuration of the intersection between the channels 15, 19 vary. Possible reasons for varying transitions between the inlet channel 15 and the connecting channel 19 are, for example:
  • the connecting channel 19 meets in the bore bottom 18 or in a cylindrical part 25 of the inlet channel 15.
  • the angle 23 between the inlet channel 15 and the connecting channel 19 may vary, for example due to interference contours.
  • the diameter or cross section of the inlet channel 15 at the transition to the connecting channel 19 may vary due to interference contours.
  • the throttle effect of the throttle formed by the connecting channel 19 can vary. As a result, the throttle behavior of the connection channel 19 is not determined, so that no ideal throttle behavior is present.
  • the above points may also result in that for each variant of the high-pressure pump, in particular for legal and Linksmoortagen, a separate throttle diameter for the connecting channel 19 must be specified and votes are required.
  • Fig. 3 shows the detail shown in Fig. 2 of the housing part 9 of the fuel pump 1 according to the embodiment of the invention.
  • the connecting channel 19 extends in a direction 22 which deviates from a direction 16 of the inlet channel 15. However, adjoining the inlet channel 15 in the direction 16, a throttle 30, which is aligned in this embodiment on the axis 17 of the inlet channel 15.
  • the connecting channel 19 is designed in this case in the form of a blind bore having a bore bottom 31.
  • the connecting channel 19 has a cylindrical portion 32.
  • the throttle 30 opens laterally into the connecting channel 19 and indeed into the cylindrical portion 32 of the connecting channel 19.
  • the inlet channel 15 has a conical end portion 33.
  • the conical end portion 33 connects in the direction 16 to the cylindrical part 25 of the inlet channel 15.
  • the throttle 30 connects.
  • a transition from the cylindrical part 25 of the inlet channel 15 is formed in the throttle 30.
  • the connecting channel 19 has a diameter or cross section which is relatively large compared to a diameter or cross section of the throttle 30. This results in a favorable intersection between the throttle 30 and the connecting channel 19, wherein a reproducible in the production of the intersection line 34, which preferably deviates only slightly from a circular intersection line.
  • Both the Inlet channel 15 and the connecting channel 19 have essentially no throttle effect.
  • a specific throttle effect of the throttle 30 is predetermined.
  • the effective length of the throttle 30 is therefore obtained uniformly along the circumference of the throttle 30. Thereby, a defined throttle effect of the throttle 30 is given.
  • the effect of the throttle 30 can be specified in a simple manner.
  • the diameter or cross section of the throttle 30 can be specified. Since the throttle 30 directly adjoins the inlet channel 15 in the direction 16, the inlet channel 15 can be produced together with the throttle 30 by means of a stepping tool.
  • the throttle 30 can also be integrated into the housing part 7 of the external gear pump 2. In this case, defined ratios for the throttle 30 can also be created.
  • the angle 23 between the inlet channel 15 and the connecting channel 19 is preferably equal to 90 °. This is production technology advantageous. However, a beneficial throttling effect can also be applied to other angles 23 not equal to 90 ° are reached. It is particularly advantageous if the angle 23 is equal to or greater than 90 °, for example equal to 110 °. This is fluidly advantageous.
  • Fig. 4 shows the section shown in Fig. 2 by a fuel pump 1 according to another
  • the inlet channel 15 has the cylindrical part 25 and the conical end section 33.
  • the conical end portion 33 in this case has an internal angle 40.
  • the conical end portion 33 is formed symmetrically to the axis 17 of the inlet channel 15. With respect to the axis 17 of the inlet channel 15, an angle 41 of the conical end portion 33 is determined as a half of the inner angle 40.
  • the angle 41 represents an angle of inclination of the conical end portion 33 with respect to the axis 17 of the inlet channel 15.
  • the connecting channel 19 opens in this embodiment at the conical end portion 33 in the inlet channel 15.
  • the connecting channel 19 is preferably designed as throttling connecting channel 19.
  • the connecting channel 19 can have along its axis 21 a constant cross section 42. This has a favorable effect on the flow conditions in the connecting channel 19, whereby a detachment of the flow is prevented.
  • the cross-section 42 of the connecting channel 19 may also vary if necessary.
  • the first pump part 2 which may be configured as a low-pressure pump 2, has a suction chamber 43.
  • the connecting channel 19 opens into an outlet region 43 in the suction chamber 43.
  • the suction chamber 43 has in the mouth region 44 has a cross section 45 which is substantially larger than the cross section 42 of the connecting channel 19.
  • the connecting channel 19 is arranged obliquely to the inlet channel 15.
  • the direction 16 of the inlet channel 15 with the direction 22 of the inlet channel 15 includes an angle 45, which is between 0 ° and 90 °.
  • the angle 45 is an acute angle 45.
  • the acute angle 45 between the direction 16 of the inlet channel 15 and the direction 22 of the connecting channel 19 at least approximately the same size as the angle 41 between the axis 17 of the inlet channel 15 and the conical end portion 33rd
  • the inner angle 40 is at least approximately equal to twice the acute angle 45.
  • the suction chamber 43 is significantly larger than the cross section 42 of the connecting channel 19. This can be a good Throttling action of the connecting channel 19 can be achieved. Specifically, flow separation can be prevented or at least reduced.
  • the suction chamber 43 may be configured, for example, as part of an interior of the low-pressure pump 2.

Landscapes

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Abstract

Eine Brennstoffpumpe (1), die insbesondere als Niederdruckpumpe für eine Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, weist einen Zulaufkanal (15) und einen Verbindungskanal (19) auf ihrer Saugseite auf. Dabei verläuft der Verbindungskanal (19) in einer Richtung (22), die von einer Richtung (16) des Zulaufkanals (15) abweicht. Außerdem ist eine Drossel (30) vorgesehen, wobei sich die Drossel (30) in der Richtung (16) des Zulaufkanals (15) an den Zulaufkanal (15) anschließt und seitlich in den Verbindungskanal (19) mündet. Dadurch ist eine zuverlässige Drosselwirkung gegeben, um einen sauggedrosselten Betrieb der Brennstoffpumpe zu ermöglichen.

Description

Beschreibung
Titel
Brennstoffpumpe
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffpumpe, insbesondere eine Niederdruckpumpe einer Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 197 36 160 Al ist eine Pumpenanordnung zur Brennstoffhochdruckversorgung bei Brennstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. Die bekannte Pumpenanordnung eignet sich besonders für ein Common-Rail-Einspritzsystem. Die bekannte Pumpenanordnung umfasst eine Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle und eine der Radialkolbenpumpe vorgeschaltete Niederdruckpumpe. Die Zuführung eines Brennstoffs von der Niederdruckpumpe zur Hochdruckpumpe erfolgt über eine Bohrung im Pumpengehäuse (Monoblock) . Der Ansaugstutzen befindet sich dabei am Pumpengehäuse .
Es ist denkbar, dass bei einer Pumpenanordnung eine Drossel im Zulauf der Niederdruckpumpe vorgesehen ist, um einen sauggedrosselten Betrieb der Niederdruckpumpe mit begrenzter Fördermenge zu ermöglichen. Dabei ergibt sich allerdings das Problem, dass zum einen eine kompakte Ausgestaltung wünschenswert ist und zum anderen ungünstige Strömungsverhältnisse auftreten können.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 12 haben den Vorteil, dass eine Funktionsweise verbessert ist. Speziell kann eine Brennstoffpumpe geschaffen werden, die zur Fördermengenbegrenzung eine Drossel aufweist, wobei eine vorteilhafte Funktionsweise der Drossel und zugleich eine Umlenkung für einen Brennstoff realisiert ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffpumpe und der im Anspruch 12 angegebenen Brennstoffpumpe möglich.
Im Allgemeinen kann eine Drossel als Blende oder Düse ausgestaltet sein. Speziell bei einer Laminardrossel ist die Länge sehr viel größer als ein Drosseldurchmesser. Vorzugsweise ist die Drossel nicht als solch eine Laminardrossel ausgestaltet. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass ein Verhältnis einer Länge der Drossel zu einem Durchmesser der Drossel kleiner als etwa 1,5 ist. Allerdings kann das Verhältnis der Länge der Drossel zu dem Durchmesser der Drossel auch größer als 1,5, insbesondere etwas größer als 1,5, sein. In vorteilhafter Weise kann die Drossel in der Verlängerung des Zulaufkanals angeordnet sein. Dies ermöglicht die Ausgestaltung des Zulaufkanals zusammen mit der Drossel mittels eines Stufenwerkzeugs. Ferner kann in vorteilhafter Weise eine Ausgestaltung realisiert werden, bei der eine Strömungsablösung im Bereich der Drossel verhindert oder zumindest verringert ist, wodurch der volle Drosseldurchmesser wirksam ist. Zusammen mit einem sich anschließenden großen Verbindungskanal oder dgl . kann dadurch eine gute Drosselwirkung erzielt werden.
Vorteilhaft ist es, dass der Verbindungskanal als Sackbohrung ausgestaltet ist und dass die Drossel seitlich in einen zylindrischen Abschnitt des Verbindungskanals mündet. Dadurch ist ein vorteilhaftes Drosselverhalten der Drossel gewährleistet. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass ein Querschnitt des Verbindungskanals größer ist als ein Querschnitt der Drossel, so dass ein nahezu ideales Drosselverhalten erreicht werden kann. Vorteilhaft ist es auch, dass der Zulaufkanal einen konischen Endabschnitt aufweist und dass sich die Drossel an den konischen Endabschnitt anschließt.
In vorteilhafter Weise ist die Drossel zumindest näherungsweise an einer Achse des Zulaufkanals ausgerichtet. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Drossel als Drosselbohrung ausgestaltet ist. Dadurch ist eine vorteilhafte Positionierung der Drossel gegeben. Außerdem ist eine einfache Ausgestaltung mittels eines Stufenwerkzeugs möglich .
Vorteilhaft ist es, dass die Richtung des Zulaufkanals und die Richtung des Verbindungskanals einen Winkel von etwa 90° einschließen. Dadurch ist eine Umlenkung des Brennstoffs realisiert, wobei eine vorteilhafte Verschneidung zwischen der Drossel und dem Verbindungskanal realisiert ist, bei der insbesondere die Drossellänge definiert vorgegeben ist. Der Verbindungskanal ist dabei als zumindest im Wesentlichen ungedrosselter Verbindungskanal ausgestaltet, so dass die Drosselwirkung des Zulaufs mit dem Zulaufkanal, dem Verbindungskanal und der Drossel zumindest im Wesentlichen durch die Drossel bestimmt ist.
Der Zulaufkanal kann in vorteilhafter Weise als Zulaufbohrung ausgestaltet sein, der sich zumindest abschnittsweise durch einen Zulaufstutzen erstreckt. Hierbei kann der Zulaufkanal in einem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgestaltet sein, wobei der Zulaufstutzen integraler Bestandteil des Gehäuseteils sein kann.
Allerdings können die Drossel und der Verbindungskanal in vorteilhafter Weise auch in ein Gehäuseteil einer Außenzahnradpumpe integriert sein. Beispielsweise kann eine Integration in ein als Gehäuse der Außenzahnradpumpe ausgestaltetes Gehäuseteil der Außenzahnradpumpe erfolgen.
Speziell bei einer Ausgestaltung, bei der der Verbindungskanal in eine Richtung verläuft, die von einer Richtung des Zulaufkanals abweicht, und die Richtung des Zulaufkanals mit der Richtung des Verbindungskanals einen spitzen Winkel einschließt, ist es vorteilhaft, dass der Zulaufkanal einen konischen Endabschnitt aufweist und dass ein Innenwinkel des konischen Endabschnitts zumindest näherungsweise gleich dem Zweifachen des spitzen Winkels ist, den die Richtung des Zulaufkanals mit der Richtung des Verbindungskanals einschließt. Dadurch ist ein vorteilhafter Übergang zwischen dem Zulaufkanal und dem Verbindungskanal ermöglicht. Hierbei kann insbesondere eine Strömungsablösung verhindert oder zumindest verringert werden. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass der Verbindungskanal an dem konischen Endabschnitt des Zulaufkanals in den Zulaufkanal mündet und dass der Verbindungskanal als drosselnder Verbindungskanal ausgestaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass eine Saugkammer vorgesehen ist, dass der Verbindungskanal in die Saugkammer mündet und dass ein Querschnitt der Saugkammer in einem Mündungsbereich, in dem der Verbindungskanal in die Saugkammer mündet, wesentlich größer ist als ein Querschnitt des Verbindungskanals. Die Saugkammer kann insbesondere in einer Niederdruckpumpe, insbesondere einer Außenzahnradpumpe, ausgestaltet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine gute Drosselwirkung erzielt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Brennstoffpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen auszugsweisen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Brennstoffpumpe entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie entsprechend einer herkömmlichen Ausgestaltung;
Fig. 3 den in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch die Brennstoffpumpe entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 4 den in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch die Brennstoffpumpe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Brennstoffpumpe 1 in einer seitlichen Ansicht entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Brennstoffpumpe 1 kann insbesondere als Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe, beispielsweise einer Außenzahnradpumpe 2, und einer Hochdruckpumpe 3 für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen ausgestaltet sein. Die Brennstoffpumpe 1 kann auch als andere Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnradpumpe, oder als Flügelzellenpumpe ausgebildet sein. Ein bevorzugter Einsatz der Brennstoffpumpe 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoffverteilerleiste, die Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
Die Brennstoffpumpe 1 des Ausführungsbeispiels weist einen ersten Pumpenteil 2, der als Außenzahnradpumpe 2 ausgestaltet ist, und einen zweiten Pumpenteil 3, der als Hochdruckpumpe 3 ausgestaltet ist, auf. Dabei liegt in der dargestellten Seitenansicht der zweite Pumpenteil 3 hinter dem ersten Pumpenteil 2 und ist teilweise von dem ersten Pumpenteil 2 verdeckt. An einem Gehäuse des zweiten Pumpenteils 3 ist ein Zulauf- oder Ansaugstutzen 4 vorgesehen, über den Brennstoff aus einem Tank oder dergleichen zugeführt werden kann. Von dem Zulaufstutzen 4 gelangt der Brennstoff durch das Gehäuse des zweiten Pumpenteils 3 zu der den ersten Pumpenteil 2 bildenden Zahnradpumpe, die der den zweiten Pumpenteil 3 bildenden Hochdruckpumpe vorgeschaltet ist. Das erste Pumpenteil 2 hat deshalb die Funktion einer Niederdruckpumpe, während das zweite Pumpenteil 3 die Funktion einer Hochdruckpumpe hat. Die Hochdruckpumpe des zweiten Pumpenteils 3 kann insbesondere als Radialkolbenpumpe ausgestaltet sein.
Der erste Pumpenteil 2 weist Zahnräder 5, 6 auf, deren Position in der Fig. 1 durch unterbrochen dargestellte Linien dargestellt ist. Dabei sind die Zahnräder 5, 6 von einem Gehäuseteil 7 der Außenzahnradpumpe 2 abgedeckt, das als Gehäuse 7 der Außenzahnradpumpe 2 ausgestaltet ist. Das Gehäuseteil 7 ist dabei an Fixpunkten 8A, 8B, 8C, 8D mit einem Gehäuseteil 9 des zweiten Pumpenteils 3 verbunden. Das Gehäuseteil 9 ist dabei als Hochdruckpumpengehäuse 9 ausgestaltet. Der Zulaufstutzen 4 ist Bestandteil des Gehäuseteils 9. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuseteil 7 an vier Fixpunkten 8A, 8B, 8C, 8D mit dem Gehäuseteil 9 des zweiten Pumpenteils 3 verbunden. Hierbei sind unterschiedliche Anordnungen für die Fixpunkte 8A, 8B, 8C, 8D möglich. Außerdem kann auch eine andere Anzahl an Fixpunkten vorgesehen sein, insbesondere können drei Fixpunkte vorgesehen sein, um die Gehäuseteile 7, 9 miteinander zu verbinden.
Fig. 2 zeigt einen auszugsweisen Schnitt durch das Gehäuseteil 9 der in Fig. 1 dargestellten Brennstoffpumpe 1 entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie entsprechend einer herkömmlichen Ausgestaltung. In dem Gehäuseteil 9 ist ein Zulaufkanal 15 ausgebildet, der als Sackbohrung ausgestaltet ist. Der Zulaufkanal 15 erstreckt sich dabei abschnittsweise durch den Zulaufstutzen 4, wobei der Zulaufkanal 15, insbesondere im Bereich des ZulaufStutzens 4, als Stufenbohrung ausgestaltet sein kann. Der Zulaufkanal 15 erstreckt sich in einer Richtung 16 durch das Gehäuseteil 9. Der Zulaufkanal 15 weist eine Achse 17 auf, entlang der sich der Zulaufkanal 15 in der Richtung 16 erstreckt. Der Zulaufkanal 15 weist einen Bohrungsgrund 18 auf, an dem der als Sacklochbohrung ausgestaltete Zulaufkanal 15 endet. Der Bohrungsgrund 18 ist kegelförmig ausgestaltet.
In dem Gehäuseteil 9 ist außerdem ein Verbindungskanal 19 ausgebildet, der durch eine Bohrung ausgestaltet ist. Der Verbindungskanal 19 mündet einerseits an einer Außenfläche 20 des Gehäuseteils 9. Andererseits mündet der Verbindungskanal 19 am Bohrungsgrund 18 in den Zulaufkanal 15. Der Verbindungskanal 19 weist eine Achse 21 auf, entlang der sich der Verbindungskanal 19 in einer Richtung 22 erstreckt.
Im Betrieb der Brennstoffpumpe 1 wird Brennstoff über den Zulaufkanal 15 und den Verbindungskanal 19 zu der Außenzahnradpumpe 2 geführt. Dabei strömt der Brennstoff in der Richtung 16 durch den Zulaufkanal 15 und in der Richtung 22 durch den Verbindungskanal 19. Die Richtung 16 des Zulaufkanals 15 schließt mit der Richtung 22 des Verbindungskanals 19 einen Winkel 23 von etwa 90° ein. Das heißt, die Achse 17 des Zulaufkanals 15 schließt mit der Achse 21 des Verbindungskanals 19 den Winkel 23 von etwa 90° ein .
Im Betrieb der Brennstoffpumpe 1 wird die Außenzahnradpumpe 2 vorzugsweise im sauggedrosselten Betrieb betrieben, um eine Fördermenge zu begrenzen. Die hierfür erforderliche Drosselwirkung wird durch den Verbindungskanal 19 erreicht. Hierfür ist ein Querschnitt des Verbindungskanals 19 relativ klein vorgegeben, so dass der Verbindungskanal 19 als Drossel wirkt. Dies bedeutet, dass der als Drossel wirkende Verbindungskanal 19 in einem Winkel von etwa 90° zum Zulaufkanal 15 sitzt. Durch diese starke Umlenkung der Strömung von dem Zulaufkanal 15 in den Verbindungskanal 19 kommt es in einem Bereich 24 des Verbindungskanal 19 zu einer Ablösung der Strömung von der Wand des Verbindungskanals 19. Hierdurch wirkt nicht mehr der volle Querschnitt des Verbindungskanals 19 als Drossel. Die Wirkung der Drossel ist hierdurch verändert und gegebenenfalls unbestimmt.
Außerdem ist die Drosselwirkung des Verbindungskanals 19 abhängig von dem Übergang des Zulaufkanals 15 in den Verbindungskanal 19 am Bohrungsgrund 18. Hierbei kann der Übergang je nach Ausgestaltung der Verschneidung zwischen den Kanälen 15, 19 variieren. Mögliche Gründe für variierende Übergänge zwischen dem Zulaufkanal 15 und dem Verbindungskanal 19 sind beispielsweise:
Erstens, der Verbindungskanal 19 trifft in den Bohrungsgrund 18 oder in einen zylindrischen Teil 25 des Zulaufkanals 15. Zweitens kann der Winkel 23 zwischen dem Zulaufkanal 15 und dem Verbindungskanal 19 variieren, beispielsweise aufgrund von Störkonturen. Drittens kann der Durchmesser oder Querschnitt des Zulaufkanals 15 am Übergang zum Verbindungskanal 19 auf Grund von Störkonturen variieren.
Durch diese Einflüsse kann unter anderem die Drosselwirkung der durch den Verbindungskanal 19 gebildeten Drossel variieren. Dadurch ist das Drosselverhalten des Verbindungskanals 19 nicht bestimmt, so dass kein ideales Drosselverhalten vorliegt. Die genannten Punkte haben gegebenenfalls auch zur Folge, dass für jede Variante der Hochdruckpumpe, insbesondere für Rechts- und Linkslaufvarianten, ein eigener Drosseldurchmesser für den Verbindungskanal 19 vorgegeben werden muss und Abstimmungen erforderlich sind.
Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt des Gehäuseteils 9 der Brennstoffpumpe 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Verbindungskanal 19 verläuft dabei in einer Richtung 22, die von einer Richtung 16 des Zulaufkanals 15 abweicht. Allerdings schließt sich an den Zulaufkanal 15 in der Richtung 16 eine Drossel 30 an, die in diesem Ausführungsbeispiel an der Achse 17 des Zulaufkanals 15 ausgerichtet ist. Der Verbindungskanal 19 ist in diesem Fall in Form einer Sackbohrung ausgestaltet, die einen Bohrungsgrund 31 aufweist. Ferner weist der Verbindungskanal 19 einen zylindrischen Abschnitt 32 auf. Die Drossel 30 mündet seitlich in den Verbindungskanals 19 und zwar in den zylindrischen Abschnitt 32 des Verbindungskanal 19. Ferner weist der Zulaufkanal 15 einen konischen Endabschnitt 33 auf. Der konische Endabschnitt 33 schließt sich in der Richtung 16 an den zylindrischen Teil 25 des Zulaufkanals 15 an. An den konischen Endabschnitt 33 schließt sich dann die Drossel 30 an. Dadurch ist ein Übergang von dem zylindrischen Teil 25 des Zulaufkanals 15 in die Drossel 30 gebildet. Dies wirkt sich günstig auf das Strömungsverhalten im Bereich des Übergangs von dem Zulaufkanal 15 in die Drossel 30 aus. Der Verbindungskanal 19 weist einen Durchmesser oder Querschnitt auf, der im Vergleich zu einem Durchmesser oder Querschnitt der Drossel 30 relativ groß ist. Dadurch ergibt sich eine günstige Verschneidung zwischen der Drossel 30 und dem Verbindungskanal 19, wobei eine bei der Herstellung reproduzierbare Verschneidungslinie 34 besteht, die vorzugsweise nur relativ geringfügig von einer kreisförmigen Verschneidungslinie abweicht. Sowohl der Zulaufkanal 15 als auch der Verbindungskanal 19 haben im Wesentlichen keine Drosselwirkung.
Durch die Ausgestaltung des Zulaufkanals 15, der Drossel 30 und des Verbindungskanals 19 entsprechend dem Ausführungsbeispiel ist eine bestimmte Drosselwirkung der Drossel 30 vorgegeben. Außerdem ergibt sich ein vorteilhafter Strömungsverlauf des zunächst in der Richtung 16 und dann in der Richtung 22 strömenden Brennstoffs, insbesondere im Umlenkbereich in die Drossel 30 und von der Drossel 30 in den Verbindungskanal 19. Strömungsablösungen innerhalb der Drossel 30 sind dabei verhindert. Die wirksame Länge der Drossel 30 ergibt sich daher gleichmäßig entlang des Umfangs der Drossel 30. Dadurch ist eine definierte Drosselwirkung der Drossel 30 gegeben.
Außerdem kann die Wirkung der Drossel 30 in einfacher Weise vorgegeben werden. Hierbei kann insbesondere der Durchmesser oder Querschnitt der Drossel 30 vorgegeben werden. Da sich die Drossel 30 in der Richtung 16 an den Zulaufkanal 15 unmittelbar anschließt, kann der Zulaufkanal 15 zusammen mit der Drossel 30 mittels eines Stufenwerkzeugs hergestellt sein .
Die Drossel 30 kann auch in das Gehäuseteil 7 der Außenzahnradpumpe 2 integriert werden. In diesem Fall können ebenfalls definierte Verhältnisse für die Drossel 30 geschaffen werden.
Der Winkel 23 zwischen dem Zulaufkanal 15 und dem Verbindungskanal 19 ist vorzugsweise gleich 90°. Dies ist fertigungstechnisch von Vorteil. Allerdings kann eine vorteilhafte Drosselwirkung auch für andere Winkel 23, die ungleich 90° sind, erreicht werden. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der Winkel 23 gleich oder größer als 90°, beispielsweise gleich 110°, ist. Dies ist strömungstechnisch von Vorteil.
Fig. 4 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch eine Brennstoffpumpe 1 entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Zulaufkanal 15 den zylindrischen Teil 25 und den konischen Endabschnitt 33 auf. Der konische Endabschnitt 33 hat hierbei einen Innenwinkel 40. Der konische Endabschnitt 33 ist symmetrisch zu der Achse 17 des Zulaufkanals 15 ausgebildet. In Bezug auf die Achse 17 des Zulaufkanals 15 ist ein Winkel 41 des konischen Endabschnitts 33 als eine Hälfte des Innenwinkels 40 bestimmt. Der Winkel 41 stellt einen Neigungswinkel des konischen Endabschnitts 33 in Bezug auf die Achse 17 des Zulaufkanals 15 dar.
Der Verbindungskanal 19 mündet in diesem Ausführungsbeispiel an dem konischen Endabschnitt 33 in den Zulaufkanal 15. Dabei ist der Verbindungskanal 19 vorzugsweise als drosselnder Verbindungskanal 19 ausgestaltet. Der Verbindungskanal 19 kann dabei entlang seiner Achse 21 einen gleichbleibenden Querschnitt 42 aufweisen. Dies wirkt sich günstig auf die Strömungsverhältnisse im Verbindungskanal 19 aus, wodurch ein Ablösen der Strömung verhindert ist. Allerdings kann der Querschnitt 42 des Verbindungskanals 19 gegebenenfalls auch variieren .
Der erste Pumpenteil 2, der als Niederdruckpumpe 2 ausgestaltet sein kann, weist eine Saugkammer 43 auf. Der Verbindungskanal 19 mündet in einem Mündungsbereich 44 in die Saugkammer 43. Die Saugkammer 43 weist in dem Mündungsbereich 44 einen Querschnitt 45 auf, der wesentlich größer ist als der Querschnitt 42 des Verbindungskanals 19.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungskanal 19 schräg zu dem Zulaufkanal 15 angeordnet. Hierbei schließt die Richtung 16 des Zulaufkanals 15 mit der Richtung 22 des Zulaufkanals 15 einen Winkel 45 ein, der zwischen 0° und 90° liegt. Der Winkel 45 ist ein spitzer Winkel 45. Hierbei ist der spitze Winkel 45 zwischen der Richtung 16 des Zulaufkanals 15 und der Richtung 22 des Verbindungskanals 19 zumindest näherungsweise gleich groß wie der Winkel 41 zwischen der Achse 17 des Zulaufkanals 15 und dem konischen Endabschnitt 33. Somit ist der Innenwinkel 40 zumindest näherungsweise gleich dem Zweifachen des spitzen Winkels 45. Hierdurch ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse beim Übergang von dem Zulaufkanal 15 zu dem Verbindungskanal 19. Ferner ist die Saugkammer 43 deutlich größer als der Querschnitt 42 des Verbindungskanals 19. Hierdurch kann eine gute Drosselwirkung des Verbindungskanals 19 erzielt werden. Speziell kann eine Strömungsablösung verhindert oder zumindest verringert werden. Die Saugkammer 43 kann beispielsweise als Teil eines Innenraums der Niederdruckpumpe 2 ausgestaltet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffpumpe (1), insbesondere Niederdruckpumpe für eine Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem Zulaufkanal (15) und einem Verbindungskanal (19) auf der Saugseite der Brennstoffpumpe, wobei der Verbindungskanal
(19) in einer Richtung (22) verläuft, die von einer Richtung (16) des Zulaufkanals (15) abweicht, wobei eine Drossel (30) vorgesehen ist und wobei sich die Drossel (30) in der Richtung (16) des Zulaufkanals (15) an den Zulaufkanal (15) anschließt und seitlich in den Verbindungskanal (19) mündet.
2. Brennstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (19) als Sacklochbohrung ausgestaltet ist und dass die Drossel (30) seitlich in einen zylindrischen Abschnitt (32) des Verbindungskanals (19) mündet .
3. Brennstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (15) einen konischen Endabschnitt (33) aufweist und dass sich die Drossel (30) an den konischen Endabschnitt (33) anschließt.
4. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (15) eine Achse (17) aufweist und dass die Drossel (30) zumindest näherungsweise an der Achse (17) des Zulaufkanals (15) ausgerichtet ist.
5. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (30) als Drosselbohrung ausgestaltet ist.
6. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung (16) des Zulaufkanals (15) und die Richtung (22) des Verbindungskanals (19) zumindest näherungsweise einen Winkel (23) von 90° einschließen.
7. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (19) als zumindest im Wesentlichen ungedrosselter Verbindungskanal (19) ausgestaltet ist.
8. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (15) als Zulaufbohrung ausgestaltet ist, die sich zumindest abschnittsweise durch einen Zulaufstutzen (4) erstreckt.
9. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (15), die Drossel (30) und der Verbindungskanal (19) in einem Gehäuseteil (9) einer Hochdruckpumpe (3) ausgestaltet sind.
10. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (30) und der Verbindungskanal (19) in ein Gehäuseteil (7) einer Niederdruckpumpe (2) integriert sind und/oder dass das Gehäuseteil (7) der Niederdruckpumpe (2) als Gehäuse (7) der Außenzahnradpumpe (2) ausgestaltet ist.
11. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Verbindungskanals (19) größer ist als ein Querschnitt der Drossel (30) .
12. Brennstoffpumpe (1), insbesondere Niederdruckpumpe für eine Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem Zulaufkanal (15) und einem Verbindungskanal (19) auf der Saugseite der Brennstoffpumpe, wobei der Verbindungskanal
(19) in einer Richtung (22) verläuft, die von einer Richtung (16) des Zulaufkanals (15) abweicht, und wobei die Richtung (16) des Zulaufkanals (15) mit der Richtung (22) des Verbindungskanals (19) einen spitzen Winkel (45) einschließt.
13. Brennstoffpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (15) einen konischen Endabschnitt (33) aufweist und dass ein Innenwinkel (40) des konischen Endabschnitts (33) zumindest näherungsweise gleich dem Zweifachen des spitzen Winkels (45) ist, den die Richtung (16) des Zulaufkanals (15) mit der Richtung (22) des Verbindungskanals (19) einschließt.
14. Brennstoffpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (19) an dem konischen Endabschnitt (33) des Zulaufkanals (15) in den Zulaufkanal (15) mündet und dass der Verbindungskanal (19) als drosselnder Verbindungskanal (19) ausgestaltet ist.
15. Brennstoffpumpe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugkammer (43) vorgesehen ist, dass der Verbindungskanal (19) in die Saugkammer (43) mündet und dass ein Querschnitt (45) der Saugkammer (43) zumindest in einem Mündungsbereich (44), in dem der Verbindungskanal (19) in die Saugkammer (43) mündet, wesentlich größer ist als ein Querschnitt (42) des Verbindungskanals (19) .
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