Eine derartiges Bauelement ist beispielsweise als Gehäuse einer 3-Zylinder-Kolbenpumpe eines Kraftstoffsystems bekannt. Mit ihr wird der Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck verdichtet und in eine Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") gepresst. Dort ist der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung sind mehrere Einspritzventile angeschlossen, welche den Kraftstoff direkt in jeweilige, den Einspritzventilen

zugeordnete Brennräume einspritzen.

Bei der bekannten Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird der Kraftstoff in Förderräumen, welche in dem Gehäuse vorhanden sind, von entsprechenden Kolben verdichtet. Über Hochdruckkanäle, welche in Form von Bohrungen in das Gehäuse oder in Gehäuseteile der Hochdruck-Kraftstoffpumpe eingebracht sind, gelangt der hochverdichtete Kraftstoff von den einzelnen Förderräumen zu einem gemeinsamen Auslass. Da dies aus fertigungstechnische Gründen auf geradem Wege nicht möglich ist, wird der Strömungsweg durch einzelne geradlinige Bohrungen gebildet, welche in einem Winkel >0° zueinander stehen. Der Schnittbereich zweier derartiger Strömungskanäle wird als"Bohrungsver. schneidung" bezeichnet.

Ohne entsprechende Maßnahmen würden aufgrund der herrschenden hohen Betriebsdrücke im Bereich der Bohrungsverschneidungen unzulässig hohe Materialspannungen auftreten, welche die Lebensdauer der Hochdruck- Kraftstoffpumpe erheblich reduzieren könnten. Daher werden die nach dem Einbringen der Bohrungen im Bereich der Bohrungsverschneidungen zunächst vorhandenen scharfen Kanten durch verschiedene Verrundungsverfahren, wie beispielsweise TEM-Entgraten oder/und AFM-Verrunden bearbeitet.

Beim TEM-Entgraten handelt es sich um eine thermische Entgratungsmethode, welche nach dem Verbrennungsprinzip arbeitet. Beim AFM-Verrunden handelt es sich um Strömungsschleifen, bei dem eine polymere Kunststoffmasse einer bestimmten Viskosität als Trägermaterial und in ihm eingebundenes, in Art, Größe und Konzentration auf die Bearbeitungsaufgabe abgestimmtes Schleifkorn als Werkzeug durch die Bohrungen zyklisch oder alternierend geführt

wird. Durch die abrasive Wirkung des Schleifkorns werden die für das Strömungsschleifen charakteristischen Bearbeitungsspuren in Strömungsrichtung erzeugt und Kanten abgerundet. Auch ein sog. Cascading-Verfahren ist anwendbar, bei dem kleine Kugeln durch die Bohrungen geführt werden, was ebenfalls vorhandene Kanten verrundet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Bauteil der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass es einfacher und somit preiswerter hergestellt werden kann und es außerdem für sehr hohe Betriebsdrücke geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Bauteil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Mantelfläche des ersten Kanals im Bereich der Verschneidung des ersten Kanals mit dem zweiten Kanal eine Durchstoßungsfläche aufweist, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des zweiten Kanals ist und in die der zweite Kanal mündet.

Vorteile der Erfindung Mittels Finite-Element-Berechnungen wurde festgestellt, dass eine derartige orthogonale Durchstoßungsfläche im Bereich einer Verschneidung in dem Bauteil eine erhebliche Spannungsreduzierung von bis zu 50% bewirken kann. Somit werden die Betriebsfestigkeit des Bauteils und seine Lebensdauer erhöht. Ggf. ist sogar eine dauerfeste Auslegung des Gehäuses der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit den bisher verwendeten Werkstoffen möglich. Alternativ können höhere Betriebsdrücke realisiert werden, ohne dass andere und teurere Materialien verwendet werden müssen. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils kann somit auf die vergleichsweise aufwändigen Reinigungs-und Verrundungsverfahren (AFM-, TEM-sowie Cascading-Verfahren) verzichtet werden.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Durchstoßungsfläche in einer Begrenzungsfläche einer taschenförmigen Erweiterung der Mantelfläche des ersten Kanals ausgebildet ist. Hierzu wird beispielsweise durch ein einfaches elektrochemisches Verfahren im Bereich der Verschneidung die Mantelfläche des ersten Kanals taschenartig"aufgeweitet". Dies erleichtert die Ausbildung der Durchstoßungsfläche und reduziert nochmals die Spannungen.

Zusätzlich kann auch mindestens der Übergang von der Durchstoßungsfläche zu den benachbarten Bereichen gerundet sein. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung der Spannungen in dem kritischen Verschneidungsbereich.

Besonders bevorzugt ist, wenn die Kanäle unterschiedliche Weiten aufweisen und der Kanal mit kleinerer Weite in den Kanal mit größerer Weite mündet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Hochdruck- Kraftstoffpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des ersten Kanals eine Mehrzahl von Durchstoßungsflächen aufweist, in welche jeweils ein Kanal mündet, wobei letztere Kanäle zueinander koaxial sind. Der erste Kanal weist also gegenüberliegende Mündungs-bzw.

Verschneidungsbereiche auf, deren Kanten bei den bisherigen Rundungsverfahren nur schwer gerundet werden konnten. Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe können auch derartige Mündungsbereiche problemlos realisiert werden, ohne dass kritische Spannungen in diesen Bereichen zu befürchten sind.

Möglich ist auch, dass die Mantelfläche des ersten Kanals eine Mehrzahl von Durchstoßungsflächen aufweist, in welche jeweils ein Kanal mündet, wobei die letzteren Kanäle in Längsrichtung des ersten Kanals gesehen axial in etwa auf gleicher Höhe sind und in einem Winkel >0° zueinander stehen. Die letztgenannten Kanäle bilden also in etwa ein "V". Selbst dann, wenn die Mündungsbereiche dieser Kanäle relativ nah beieinander sind, können bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe die Spannungen in den Verschneidungen gering gehalten werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelements, insbesondere eines Gehäuses einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, bei dem in das Bauelement mindestens ein erster Kanal und ein zweiter Kanal eingebracht werden, deren Längsachsen in einem Winkel >0° zueinander stehen, wobei der zweite Kanal in den ersten Kanal mündet, so dass eine Verschneidung gebildet wird.

Um ein Bauelement herstellen zu können, welches mit hohen Betriebsdrücken arbeiten kann und eine lange Lebensdauer aufweist, wird vorgeschlagen, dass im Bereich der.

Verschneidung des ersten Kanals mit dem zweiten Kanal durch elektrochemische Materialbearbeitung ("ECM") in der Mantelfläche des ersten Kanals eine Durchstoßungsfläche gebildet wird, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des zweiten Kanals ist und in die der zweite Kanal mündet.

Das oben angegebene Verfahren kann mit hoher Präzision durchgeführt werden. Das Bauelement weist eine hohe Lebensdauer und eine gute Betriebsfestigkeit auf. Im übrigen wird auf die weiter oben dargelegten Vorteile der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe verwiesen.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass in der Mantelfläche des ersten Kanals eine taschenförmigen Erweiterung hergestellt und in deren Begrenzungsfläche die Durchstoßungsfläche ausgebildet wird.

Vorgeschlagen wird auch, dass ein zweiter Kanal und ein dritter Kanal eingebracht werden, welche koaxial zueinander sind und in den ersten Kanal münden, und dass in die Kanäle eine Elektrode eingeführt wird, welche mindestens einen isolierten Bereich und mindestens einen nicht isolierten Bereich aufweist, derart, dass der mindestens eine nicht isolierte Bereich im jeweiligen Mündungsbereich des zweiten Kanals und des dritten Kanals in den ersten Kanal liegt.

Eine solche Elektrode ist preiswert und kann auf einfache Art und Weise in dem Kanal an der gewünschten Stelle platziert werden. Bei der Durchströmung der Kanäle mit einem entsprechenden Elektrolyt und beim Anlegen einer entsprechenden Spannung werden sog."ECM-Taschen"im Bereich der beiden Verschneidungen ausgebildet, welche zur Längsachse der zweiten und der dritten Bohrung orthogonale Durchstoßungsflächen zu aufweisen und zu einer erheblichen Spannungsreduktion in diesen Bereichen führen.

Möglich ist aber auch, dass eine Mehrzahl von Kanälen derart eingebracht wird, dass ihre Längsachsen in einem Winkel >0° zueinander stehen und sie auf axial gleicher Höhe in den ersten Kanal münden, und dass in den ersten Kanal eine zylindrische Elektrode, welche einen elektrisch isolierten Mantelbereich und einen elektrisch nicht isolierten Mantelbereich aufweist, eingeführt, im Mündungsbereich der Mehrzahl von Kanälen angeordnet und so ausgerichtet wird, dass der elektrisch nicht isolierte Oberflächenbereich den einmündenden Kanälen zugewandt und

der elektrisch isolierte Mantelbereich von den einmündenden Kanälen abgewandt ist.

Auch dieses Verfahren ist einfach durchzuführen, da die entsprechende Elektrode preiswert und leicht handhabbar ist.

Zeichnung Nachfolgend werden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen : Figur 1 einen Schnitt durch einen Bereich eines Gehäuses einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit mehreren Hochdruckkanälen ; Figur 2 eine Detaildarstellung eines Bereichs von Figur 1 ; Figur 3 eine perspektivische Darstellung des in Figur 2 dargestellten Bereichs ; Figur 4 eine Darstellung eines anderen Details aus Figur li Figur 5 eine schematische Darstellung des in Figur 4 dargestellten Bereichs vor Beginn einer elektrochemischen Bearbeitung ; Figur 6 eine Darstellung ähnlich Figur 5 nach Beendigung der elektrochemischen Bearbeitung ; und Figur 7 eine schematische Darstellung einer Realisierung

einer elektrochemischen Bearbeitung des in Figur 2 dargestellten Bereichs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein Schnitt durch ein Gehäuse einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe dargestellt. Das Gehäuse trägt in Figur 1 das Bezugszeichen 10. Bei der Hochdruck- Kraftstoffpumpe, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, handelt es sich um eine 3-Zylinder-Kolbenpumpe. Sie verfügt über eine Antriebs-Exzenterwelle, welche drei sternförmig angeordnete und in radialer Richtung bewegliche Kolben in eine Hin-und Herbewegung versetzt.

Jedem Kolben ist ein Förderraum zugeordnet, in den bei einem Saughub über ein Einlassventil Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich gelangt. Bei einem Förderhub eines Kolbens wird der sich im Förderraum befindliche Kraftstoff komprimiert und über ein Auslassventil in ein System von Hochdruckkanälen ausgestoßen, welche wiederum an eine Kraftstoff-Sammelleitung angeschlossen sind. In dieser ist der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung sind wiederum Injektoren angeschlossen, welche den Kraftstoff direkt in entsprechende Brennräume einer Brennkraftmaschine einspritzen.

Ein Teil der Hochdruckkanäle ist durch Bohrungen in das Gehäuse 10 ausgebildet. Durch diese Kanäle werden die drei Zylinder fluidisch mit einem gemeinsamen Hochdruck-Auslass verbunden. Ein Teil der Kanäle liegt dabei in der Schnittebene von Figur 1, ein anderer Teil der Kanäle ist senkrecht zur Schnittebene Figur 1.

Ein erster in der Schnittebene von Figur 1 liegender Kanal

trägt das Bezugszeichen 12, ein zweiter derartiger Kanal das Bezugszeichen 14. Beide Kanäle 12 und 14 werden in Figur 1 von unten schräg in das Gehäuse 10 eingebohrt.

Beide münden in einen Kanal 16, welcher senkrecht zur Schnittebene von Figur 1 in das Gehäuse 10 eingebohrt wird.

Die beiden Kanäle 12 und 14 erstrecken sich also umgekehrt V-förmig in einem Winkel von ungefähr 60° von dem in Figur 1 im oberen Bereich des Gehäuses 10 angeordneten Kanal 16.

Bei dem Kanal 16 handelt es sich um eine Stufenbohrung, welche zu einem Elementraum (nicht sichtbar) führt. Dieser sitzt mittig im Gehäuse 10. Bei den beiden Kanälen 12 und 14 dagegen handelt es sich letztlich um Sacklöcher, welche in dem Kanal 16. enden.

In dem Gehäuse sind noch zwei weitere Kanäle vorhanden, nämlich ein in Figur 1 im linken unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordneter und zur Ebene des Gehäuses 10 senkrechter Kanal 18 sowie ein hierzu identischer, jedoch in Figur 1 im rechten unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordneter Kanal 20. Die Kanäle 18 uns 20 sind identisch zum Kanal 16 ausgebildet.

Der in Figur 1 im rechten unteren Bereich des Gehäuses 10 angeordnete Kanal 20 und der Bereich seiner Verschneidung mit dem Kanal 14 sind stärker im Detail in Figur 2 dargestellt. Aus dieser geht auch hervor, dass der Durchmesser des Kanals 20 größer ist als der Durchmesser des Kanals 14. Bei Figur 3 handelt es sich um eine dreidimensionale Darstellung der Mantelfläche des Endbereichs des Kanals 20 sowie der Mantelflächen der Endbereiche der Abschnitte 14a und 14b des in der Ebene des Gehäuses 10 liegenden Kanals 14.

Aus den Darstellungen in den Figuren 2 und 3 erkennt man,

dass die Mantelfläche des Kanals 20 im Bereich der Verschneidungen mit den Abschnitten 14a und 14b des Kanals 14 taschenförmige Erweiterungen 22 und 24 aufweist. Diese werden jeweils von einer Fläche 26 bzw. 28 begrenzt, deren Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse 30a bzw.

30b des Abschnitts 14a bzw. 14b des Kanals 14 ist.

Da der Kanal 14 relativ zur Bohrung 20 etwas außermittig angeordnet ist, sind auch die taschenförmigen Erweiterungen 22 bzw. 24 mit ihren Flächen 26 und 28 etwas außermittig angeordnet. Die Flächen 26 bzw. 28 werden von den Abschnitten 14a bzw. 14b des Kanals 14. sozusagen in einem rechten Winkel"durchstoßen", weswegen sie auch als Durchstoßungsflächen 26 bzw. 28 bezeichnet werden.

Durch diese relativ zu den Längsachsen 30a und 30b orthogonalen Durchstoßungsflächen 26 und 28 können im Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe die Spannungen in den Bereichen der Bohrungsverschneidungen erheblich reduziert werden. Bei gleichem Material können somit höhere Betriebsdrücke realisiert werden, oder/und es kann bei gleichem Material die Lebensdauer der Hochdruck- Kraftstoffpumpe erheblich verlängert werden.

Das Gehäuse 10 von Figur 1 ist gegenüber einer in Figur 1 vertikalen Linie spiegelsymmetrisch aufgebaut. Dies bedeutet, dass die Verschneidung des in Figur 1 linken Kanals 12 mit dem Kanal 18 ebenfalls entsprechende taschenförmige Erweiterungen mit Durchstoßungsflächen aufweist, welche jedoch nicht mit Bezugszeichen versehen sind.

Die Bereiche der Verschneidungen der Kanäle 12 bzw. 14 mit dem Kanal 16 sind im Detail in Figur 4 dargestellt. Aus dieser erkennt man, dass die Mantelfläche des Kanals 16 in

den Bereichen der Verschneidung mit den Kanälen 12 und 14 taschenförmige Erweiterungen 32 und 34 aufweist. Auch diese werden von einer Durchstoßungsfläche 36 bzw. 38 begrenzt, welche orthogonal zur Längsachse 40 bzw. 30a der Kanäle 12 bzw. 14 ist. Dabei stoßen die beiden Durchstoßungsflächen 36 und 38 aneinander'an und stehen in einem Winkel von ungefähr 60° zueinander.

Die Herstellung der taschenförmigen Erweiterungen 32 und 34 im Bereich der Verschneidungen der Kanäle 12 und 14 mit dem Kanal 16 wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 erläutert : Die Kanäle 12 und 14 sowie 16 werden zunächst auf herkömmliche Art und Weise in den Körper des Gehäuses 10 eingebohrt. Anschließend wird in den Kanal 16 eine zylindrische Elektrode 44 derart eingebracht, dass sie auf Höhe der Einmündungen der Kanäle 12 und 14 zum Liegen kommt.

Geringfügig mehr als ein Halbmantel 46 der Mantelfläche der Elektrode 44 ist mit einer dünnen, elektrisch isolierenden Beschichtung (ohne Bezugszeichen) bedeckt. Dieser mit der elektrisch isolierenden Beschichtung bedeckte Bereich 46 hat in etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Innendurchmesser des Kanals 16, liegt also vergleichsweise Satt am Kanal 16 an. Auch die endseitigen Stirnflächen (ohne Bezugszeichen) der Elektrode 44 sind elektrisch isoliert. Die verbleibende Mantelfläche der Elektrode 44 ist elektrisch nicht isoliert. Sie trägt das Bezugszeichen 48.

Die Elektrode 44 wird so angeordnet, dass der nicht isolierte Bereich 48 zu den Einmündungen der Kanäle 12 und 14 zeigt. Zwischen dem nicht isolierten Bereich 48 der Mantelfläche der Elektrode 44 und der Innenwand der Bohrung 16 ist ein geringer Spalt vorhanden. Dieser sowie die

Kanäle 12 und 14 werden mit einem Elektrolyt~49 gefüllt bzw. durchströmt. Wird nun eine elektrische Spannung angelegt, wird, wie aus Figur 6 ersichtlich ist, Material abgetragen. Am Ende dieser elektrochemischen Metallbearbeitung sind jene Materialbereiche 50 abgetragen worden, welche in Figur 6 schraffiert dargestellt sind. Auf diese Weise werden die taschenförmigen Erweiterungen 32 bzw. 34 geschaffen, durch die die Spannungen im Bereich der Verschneidungen der Kanäle 12 und 14 mit dem Kanal 16 erheblich vermindert werden.

Ein Verfahren zur Herstellung der taschenförmigen Erweiterungen 22 und 24 im Bereich der Verschneidungen der Abschnitte 14a und 14b des Kanals 14 mit dem Kanal'20 wird nun unter Bezugnahme auf Figur 7 erläutert : Danach werden in das Gehäuse 10 wieder zunächst auf herkömmliche Art und Weise die Sackbohrung 14 und die Stufenbohrung 20 eingebohrt. Dabei ist auch hier zu beachten, dass der Kanal 14 leicht außermittig zum Kanal 20 angeordnet ist.

Anschließend wird in den Kanal 14 eine zylindrische Elektrode 52 eingebracht, welche einen mit einem Isoliermaterial beschichteten oberen Endbereich 54 und einen ebenfalls mit Isoliermaterial beschichteten unteren Endbereich 56 aufweist.

Ein zwischen den Endbereichen 54 und 56 liegender Zentralbereich 58 ist nicht mit einem Isoliermaterial bedeckt. Er weist darüber hinaus einen etwas geringeren Durchmesser als die beiden Endbereiche 54 und 56 auf. Die Durchmesser der Endbereiche 54 und 56 entsprechen in etwa den Innendurchmessern der Abschnitte 14a bzw. 14b des Kanals 14. Sie liegen also relativ satt an den Innenwänden der Abschnitte 14a und 14b des Kanals 14 an. Die Kanäle 14a, 14b und 20 werden mit Elektrolyt 49 gefüllt und durchströmt. Anschließend wird eine elektrische Spannung in

üblicher Weise an die Elektrode 44 angelegt. Durch die nun einsetzende elektrochemische Metallbearbeitung. werden die taschenförmigen Erweiterungen 22 und 24, welche in Figur 7 durch gestrichelte Linien dargestellt sind, hergestellt.