WO2021078447A1 - Innendruckbelastetes bauteil, insbesondere für die kraftstoffeinspritzung bei einem verbrennungsmotor - Google Patents

Innendruckbelastetes bauteil, insbesondere für die kraftstoffeinspritzung bei einem verbrennungsmotor Download PDF

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WO2021078447A1
WO2021078447A1 PCT/EP2020/076138 EP2020076138W WO2021078447A1 WO 2021078447 A1 WO2021078447 A1 WO 2021078447A1 EP 2020076138 W EP2020076138 W EP 2020076138W WO 2021078447 A1 WO2021078447 A1 WO 2021078447A1
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section
cross
channel
inflow channel
connection
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PCT/EP2020/076138
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Giovanni Ferraro
Dietmar Uhlmann
Aitor Echaniz
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Robert Bosch Gmbh
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
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Definitions

  • 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.
  • 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.
  • the internal pressure is also subject to strong periodic fluctuations, so that the component of interest here is subject to correspondingly high strength requirements.
  • EP 1 435 454 A1 discloses a generic component subject to internal pressure. 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 into the inflow channel at an acute angle formed with respect to a connection channel-side symmetry axis S and the axis of the connection channel, so that in the Intersection area results in an elliptical cross section.
  • 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.
  • the inflow channel can also have a rectangular or circular cross-section.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the channel geometry according to the invention can be realized through the use of new manufacturing technologies - in particular metal powder 3D printing - whereby the constructional restrictions of the previously customary machining or shape-related manufacturing methods can be overcome.
  • the channel design according to the invention causes a reduction in the component stress level of approx. 50% compared to the channel design according to the prior art described at the beginning, so that dimensions can be made with correspondingly smaller wall thicknesses, which contributes to further material savings.
  • 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.
  • 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 ⁇ and an additional local rounding of the edges occurring in the intersection area.
  • 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.
  • 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.
  • the channel design of the inflow channel it is proposed with regard to the channel design of the inflow channel 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.
  • 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.
  • the length LE 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.
  • 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.
  • opening area of the connection channel and inflow channel is provided with the aforementioned rounding.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 1 shows a partially transparent perspective view of a component subjected to internal pressure for the connection of injectors of a common rail injection system
  • FIG. 2 is a plan view of the component according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side view of the component according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a detailed representation around the intersection area of the component in the side view according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a cross section of the component according to FIG. 1 at the level of the connection channels
  • FIG. 6 shows a longitudinal section of the component according to FIG. 1 through the inflow channel.
  • an internal pressure-loaded component produced by metal powder 3D printing for connecting two injectors of a common rail system of a fuel injection system comprises a vertical inflow channel 1 connected to a high-pressure pump (also not shown here) from from which two horizontal connection channels 2 and 3 branch off at the same height in the opposite direction.
  • the connection channels 2 and 3 together with the inflow channel 1 each form an intersection area 4 with an elliptical cross section.
  • connection channel 2 also does not run straight, but rather at an acute angle a with respect to an axis of symmetry S of the cross section of the inflow channel 1 that is close to the connection channel.
  • the cross section of the inflow channel 1 and the cross section of the connection channel 2 in the intersection area 4 are elliptical.
  • the cross-sectional shape of the inflow channel 1 and the connection channel 2 changes in the direction of the intersection area 4 from a circle to an ellipse.
  • connection channel 2 tapers conically in the direction of the intersection area 4 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 Li and L2.
  • the cross section of the inflow channel 1 also tapers conically in the direction of the intersection area 4 with respect to the transverse axis yz.
  • the total length LE 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 connection channel 2 and 3 on the inflow channel 1 provided with a rounding, the radius R of which is 1.2 mm.
  • the cross section of the connection channel 3 widens conically in the direction of the intersection area 4 with respect to the main axis X A.
  • 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.
  • the axis of symmetry S of the cross section of the inflow channel 1, which is close to the connection channel forms an acute angle a with the longitudinal axis of the connection channel 3, which of course also applies analogously to the opposite connection channel 2.
  • the same acute angle a 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 4 and the main axis xz of the cross section of the inflow channel 1 again.
  • connection channel 3 With regard to the length configuration of the connection channel 3, it runs circularly in the section Lo and begins to become elliptical in the sections Li to L 3 , up to a compressed ellipse, as described above.
  • the conical shape of the connecting channel 3 merges tangentially into the elliptical cross section of the inflow channel 1 at a meeting point T in the area of the mouth of the inflow channel 1.
  • the total length of the inflow channel 1 comprises a length section Lo with a circular cross section, which is followed by a length section Li with an increasingly elliptical cross section in the direction of the mouth.

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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 (α) 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 (α) zur Hauptachse (xZ) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft.

Description

Beschreibung
Titel:
Innendruckbelastetes Bauteil, insbesondere für die Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungsmotor
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.
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.
Stand der Technik
Aus der EP 1 435 454 Al 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.
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.
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.
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. Offenbarung der Erfindung
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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. 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.
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.
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.
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. 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:
Fig. 1 eine teiltransparente perspektivische Ansicht eines innendruck- belasteten Bauteils zum Anschluss von Injektoren eines Common- Rail- Einspritzsystems,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bauteil gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf das Bauteil gemäß Fig. 1,
Fig. 4 eine Detaildarstellung um den Verschneidungsbereich des Bauteils in der Seitenansicht gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt des Bauteils gemäß Fig. 1 auf Höhe der Anschlusskanäle, und
Fig. 6 einen Längsschnitt des Bauteils gemäß Fig. 1 durch den Zuströmkanal.
Gemäß Fig. 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.
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. Wie aus Fig. 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.
Wie im weitern Zusammenhang mit der Fig. 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.
Im Hinblick auf die Detailansicht gemäß Fig. 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 Li und L2 erfolgt.
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.
Aus dem Querschnitt gemäß Fig. 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 a mit der Längsachse des Anschlusskanals 3 aus, was natürlich auch analog für den gegenüberliegenden Anschlusskanal 2 gilt. Derselbe spitze Winkel a 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.
Hinsichtlich der Längengestaltung des Anschlusskanals 3 verläuft dieser im Abschnitt Lo kreisförmig und beginnt in den Abschnitten Li 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.
Gemäß Fig. 6 umfasst die Gesamtlänge des Zuströmkanals 1 einen Längenabschnitt Lo mit kreisrundem Querschnitt, an dem sich ein Längenabschnitt Li mit in Mündungsrichtung zunehmend elliptischem Querschnitt anschließt.
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.

Claims

Ansprüche
1. 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, 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 (a) zur Hauptachse (xz) des Querschnitts des Zuströmkanals (1) verläuft.
2. 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.
3. 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.
4. 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. 5. 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.
6. 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.
7. Bauteil nach Anspruch 7, 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.
8. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel (a), unter dem der kleinere Querschnitt des Anschlusskanals (2; 3) in den größeren Querschnitt des Zuströmkanals (1) tritt, im Bereich zwischen 3 bis 6° liegt.
9. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüberliegend angeordnete Anschlusskanäle (2, 3) auf derselben Höhe in den Zuströmkanal (1) einmünden.
10. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Hauptachsen (XA, xz) und der Querachsen (UA, UZ) des Anschlusskanals (2; 3) beziehungsweise des Zuströmkanals (1) im elliptischen Verschneidungsbereich (4) jeweils dem halben Durchmesser der Ellipsen entspricht.
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