DE102005024238A1 - Aus kraftstoffbeständigem und thermoplastischem Kunststoff gefertigter Flansch und Kraftstofffilter mit zumindest einem aus thermoplastischem Kunststoff gefertigten Flansch - Google Patents

Aus kraftstoffbeständigem und thermoplastischem Kunststoff gefertigter Flansch und Kraftstofffilter mit zumindest einem aus thermoplastischem Kunststoff gefertigten Flansch Download PDF

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Abstract

Ein aus kraftstoffbeständigem und thermoplastischem Kunststoff gefertigter Flansch (2) für einen Kraftstofffilter (1) enthält zumindest auf seiner einem Filterelement (3) zugewandten Verbindungsseite (5) Farbpartikel (6) mit einem für UV- oder IR-Licht hohen Absorptionskoeffizienten. Hierdurch wird das bei einer Bestrahlung eingesetzte Licht in besonders hohem Maße in Wärme umgewandelt und damit die Verbindungsseite (5) angeschmolzen. Anschließend wird das Filterelement (3) in die angeschmolzene Verbindungsseite (5) gedrückt und ist nach dem Erkalten mit dem Flansch (2) verbunden. Die Farbpartikel (6) ermöglichen eine besonders kurze Bestrahlungszeit.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen aus kraftstoffbeständigem und thermoplastischem Kunststoff gefertigten Flansch, welcher an einer Verbindungsseite zur Verschmelzung mit einem Rand eines Filterelementes für einen Kraftstofffilter eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kraftstofffilter mit zumindest einem aus thermoplastischem Kunststoff gefertigten Flansch und mit einem mit dem Flansch verbundenen Filterelement, wobei ein Rand des Filterelementes von dem Flansch umschmolzen ist.
  • Aus thermoplastischem Kunststoff gefertigte Flansche für solche Kraftstofffilter werden bei heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Häufig weisen die Kraftstofffilter zwei Flansche auf, zwischen denen das Filterelement als ringförmig gefaltetes Filtergewebe angeordnet ist. Die an die Flansche angrenzenden Ränder des Filterelementes sind in den Flanschen umschmolzen. Diese Umschmelzung dichtet das Filterelement gegenüber dem Flansch ab und erzeugt eine vorgesehene Stabilität des Kraftstofffilters. Bei der Herstellung wird die mit dem Filterelement zu umschmelzende Verbindungsseite mit ultraviolettem oder infrarotem Licht bestrahlt und dabei die Fläche angeschmolzen. Anschließend wird das Filterelement auf die angeschmolzene Verbindungsseite gedrückt. Nach dem Erkalten des Flansches ist der Rand des Filterelementes mit dem Kunststoff umschmolzen. Entscheidend für die Qualität der Verbindung des Flansches mit dem Filterelement ist die bei der Bestrahlung erzeugte Schmelztiefe. Die Fertigungskosten steigen dabei mit der Bestrahlungsintensität und der Bestrahlungsdauer stark an.
    •
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Flansch der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er eine besonders kostengünstige Fertigung des Kraftstofffilters ermöglicht. Weiterhin soll ein besonders kostengünstiger Kraftstofffilter geschaffen werden.
  • Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verbindungsseite Farbpartikel aufweist und dass die die Farbpartikel aufweisende Verbindungsseite einen Absorptionskoeffizienten für bei der Anschmelzung zur Verbindung mit dem Filterelement eingesetztes UV- oder IR-Licht von zumindest 0,7 aufweist.
  • Durch diese Gestaltung werden die bei der Bestrahlung eingesetzten UV- oder IR Strahlen besonders stark absorbiert und damit in Wärme umgewandelt. Diese besonders starke Absorption des Materials des Flansches stellt eine ebenso hohe Umsetzung der eingesetzten Bestrahlungsenergie in Wärme sicher. Dies führt zu einer besonders hohen Schmelztiefe. Versuche haben gezeigt, dass sich hierdurch die Aufschmelzzeit des Flansches um bis zu 30% bei gleichbleibender Strahlungsintensität verkürzen lässt. Durch die Verkürzung der Aufschmelzzeit bei gleichzeitiger Strahlungsintensität lässt sich ein den erfindungsgemäßen Flansch aufweisender Kraftstofffilter besonders kostengünstig fertigen. Die mechanischen und chemischen Eigenschaften des thermoplastischen Kunststoffs werden bei einer entsprechenden Begrenzung der Beimischung der Farbpartikel beibehalten.
  • Der erfindungsgemäße Flansch könnte beispielsweise ausschließlich auf der Verbindungsseite mit Farbpartikeln versehen sein. Eine besonders gleichmäßige Anschmelzung der Verbindungsseite lässt sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sicherstellen, wenn der Kunststoff mit den Farbpartikeln durchmischt ist. Weiterhin gestaltet sich hierdurch die Fertigung des erfindungsgemäßen Flansches mit dem mit den Farbpartikeln durchmischten Kunst stoff in einem Arbeitsgang im Spritzgussverfahren besonders kostengünstig herstellen.
  • Die Farbpartikel weisen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten auf, wenn die Farbpartikel Ruß aufweisen.
  • Der die Farbpartikel aufweisende, erfindungsgemäße Flansch hat einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten und zudem eine hohe Stabilität, wenn die Farbpartikel Mineralstoffe aufweisen. Die Mineralstoffe können beispielsweise Metallverbindungen, wie Metalloxyde in pulverisierter Form sein.
  • Eine Beeinträchtigung der chemischen und mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig vermeiden, wenn der Anteil der Farbpartikel im Kunststoff zwischen 0,1 und 10 Gew.-% beträgt.
  • Der erfindungsgemäße Flansch weist durch die Beimischung der genannten Farbpartikel eine besonders starke Verkürzung der Aufheizdauer auf, wenn der Kunststoff ein Polyacetatharz ist. Ein solcher Kunststoff weist ohne Farbpartikel eine weißliche Eigenfarbe auf, wodurch der Flansch eine nur geringe Absorption des IR- oder UV-Lichts hat. Weiterhin weist ein solcher, häufig auch als POM bezeichnete Kunststoff eine hohe Steifigkeit und Festigkeit bei ausreichender Zähigkeit auf. Weiterhin weist der Flansch hierdurch eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit auf.
  • Das zweit genannte Problem, nämlich die Schaffung eines besonders kostengünstig herzustellenden Kraftstofffilters wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kunststoff des Flansches Farbpartikel nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche enthält.
  • Diese Gestaltung ermöglicht besonders kurze Herstellungszeiten bei der Verbindung des Filterelementes mit dem Flansch, da die Aufheizdauer zum Anschmelzen des Flansches sich besonders gering halten lässt.
    •
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
  • 1 einen Kraftstofffilter mit zwei erfindungsgemäßen Flanschen,
  • 2 einen der erfindungsgemäßen Flansche aus 1 vor der Fertigung des Kraftstofffilters,
  • 3 einen Teilschnitt durch den Kraftstofffilter im Bereich eines der Flansche.
  • 1 zeigt einen Kraftstofffilter 1 mit zwei Flanschen 2 und einem zwischen den Flanschen 2 angeordneten Filterelement 3. Das Filterelement 3 besteht aus ringförmig gefaltetem Filtergewebe und ist mit seinen an den Flanschen 2 angrenzenden Rändern 4 mit den Flanschen 2 verbunden. Die Flansche 2 sind aus dem thermoplastischem und kraftstoffbeständigem Kunststoff Polyacetatharz gefertigt. Die Verbindung der Flansche 2 mit dem Filterelement 3 ist durch Umschmelzung der Ränder 4 des Filterelementes 3 erzeugt.
  • 2 zeigt einen der Flansche 2 in einer perspektivischen Darstellung vor der Fertigung des in 1 dargestellten Kraftstofffilters 1. Der Flansch 2 weist eine ringförmige Verbindungsseite 5 zur Verbindung mit dem Filterelement 3 auf. Schematisch sind auf der Verbindungsseite 5 Farbpartikel 6 dargestellt. Bei der Fertigung des in 1 dargestellten Kraftstofffilters 1 wird die Verbindungsseite 5 mit ultraviolettem oder infrarotem Licht bestrahlt. Die Bestrahlungsener gie wird von der Oberfläche der Verbindungsseite 5 in Wärme umgewandelt. Die Farbpartikel 6 verhindern, dass das Licht den Flansch 2 durchdringt oder von der Verbindungsseite 5 reflektiert wird. Die Wärme führt zu einem Aufschmelzen des Kunststoffs der Verbindungsseite 5. Anschließend wird einer der Ränder 4 des Filterelementes 3 in die aufgeschmolzene Verbindungsseite 5 gedrückt. Das Erkalten des Kunststoffs verfestigt diesen und erzeugt eine dichte und stabile Verbindung des Flansches 2 mit dem Filterelement 3.
  • 3 zeigt in einem stark vergrößerten Teilschnitt durch die Verbindung des Flansches 2 aus 1 mit dem Filterelement 3, dass der Rand 4 des Filterelementes 3 geringfügig in den Flansch 2 eindringt. Ein Wulst 7 des Kunststoffs des Flansches 2 umschließt den Rand 4 des Filterelementes 3. Weiterhin zeigt 3, dass die Farbpartikel 6 auch innerhalb des Flansches 2 angeordnet sind. Bei den Farbpartikeln 6 kann es sich um in den Kunststoff gemischtes Pulver oder um Fasern handeln.
    • 1
    Kraftstofffilter
    2
    Flansch
    3
    Filterelement
    4
    Rand
    5
    Verbindungsseite
    6
    Farbpartikel
    7
    Wulst

Claims (7)

  1. Aus kraftstoffbeständigem und thermoplastischem Kunststoff gefertigter Flansch, welcher an einer Verbindungsseite zur Verschmelzung mit einem Rand eines Filterelementes für einen Kraftstofffilter eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsseite (5) Farbpartikel (6) aufweist und dass die die Farbpartikel (6) aufweisende Verbindungsseite (5) einen Absorptionskoeffizienten für bei der Anschmelzung zur Verbindung mit dem Filterelement (3) eingesetztes UV- oder IR-Licht von zumindest 0,7 aufweist.
  2. Flansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff mit den Farbpartikeln (6) durchmischt ist.
  3. Flansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpartikel (6) Ruß aufweisen.
  4. Flansch nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpartikel (6) Mineralstoffe aufweisen.
  5. Flansch nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Farbpartikel (6) im Kunststoff zwischen 0,1 und 10 Gew.-% beträgt.
  6. Flansch nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyacetatharz ist.
  7. Kraftstofffilter mit zumindest einem aus thermoplastischem Kunststoff gefertigten Flansch und mit einem mit dem Flansch verbundenen Filterelement, wobei ein Rand des Fil terelementes von dem Flansch umschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Flansches (2) Farbpartikel (6) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche enthält.
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