DE102007006004A1 - liquid filters - Google Patents
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Abstract
Es sind schon Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse bekannt, die einen Zylinderabschnitt und zwei stirnseitige Böden aufweisen, wobei an einer Innenseite zumindest eines Bodens radial verlaufende Rippen mit konstanter Höhe angeordnet sind. Die Anforderungen an die Druckbeständigkeit von Kraftstofffiltern haben sich durch höhere Systemdrücke und dadurch, dass die Kraftstofffilter bei heutigen Kraftstofffördersystemen auch bei abgestelltem Motor unter hohem Druck stehen, der den Systemdruck im Abstellfall sogar durch die Resthitze des Motors übersteigen kann, stark erhöht. Bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter wird die Druckfestigkeit des Filtergehäuses wesentlich erhöht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die in axialer Richtung bezüglich einer Zylinderachse (3) gemessene Höhe (H2) der Rippen (8) nach radial innen hin zunimmt.There are already known liquid filter with a filter housing having a cylinder portion and two end-side bottoms, wherein on an inner side of at least one bottom radially extending ribs are arranged with a constant height. The pressure resistance requirements of fuel filters have been greatly increased by higher system pressures and the fact that the fuel filters in today's fuel delivery systems are under high pressure even when the engine is off, which can even exceed the system pressure in the Abstellfall by the residual heat of the engine. In the liquid filter according to the invention, the pressure resistance of the filter housing is substantially increased. According to the invention, it is provided that the height (H2) of the ribs (8) measured in the axial direction with respect to a cylinder axis (3) increases radially inward.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsfilter nach der Gattung des Hauptanspruchs.The Invention is based on a liquid filter after the Genus of the main claim.
Es ist schon ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse bekannt, das einen Zylinderabschnitt und zwei stirnseitige Böden aufweist, wobei an einer Innenseite zumindest eines Bodens radial verlaufende Rippen mit konstanter Höhe angeordnet sind. Die Anforderungen an die Druckbeständigkeit von Kraftstofffiltern haben sich durch höhere Systemdrücke und dadurch, dass die Kraftstofffilter bei heutigen Kraftstofffördersystemen auch bei abgestelltem Motor unter hohem Druck stehen, der den Systemdruck im Abstellfall sogar durch die Resthitze des Motors übersteigen kann, stark erhöht.It is already a liquid filter with a filter housing known, which has a cylinder portion and two end-faces having, wherein on an inner side of at least one bottom radially extending ribs are arranged at a constant height. The requirements for the pressure resistance of fuel filters have themselves through higher system pressures and thereby, that the fuel filters in today's fuel delivery systems as well When the engine is stopped, the system pressure is high even exceed by the residual heat of the engine in the Abstellfall can, greatly increased.
Aus
der
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Druckfestigkeit deutlich erhöht wird, indem die in axialer Richtung bezüglich einer Zylinderachse gemessene Höhe der Rippen nach radial innen hin zunimmt. Durch die Zunahme der Höhe der Rippen steigt die Flächenträgheitsmoment der Rippen und damit deren Biegesteifigkeit. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden die Böden in ihrem am stärksten belasteten Bereich verstärkt. Die höhere Druckfestigkeit des Filtergehäuses wird mit einem nur geringen Materialmehraufwand erreicht.Of the inventive liquid filter with the characterizing features of the main claim has in contrast the advantage that the compressive strength is significantly increased, by acting in the axial direction with respect to a cylinder axis measured height of the ribs increases radially inward. Due to the increase in the height of the ribs, the area moment of inertia increases the ribs and thus their flexural rigidity. By the invention Design will be the floors in their strongest reinforced area. The higher pressure resistance the filter housing is with only a small material overhead reached.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flüssigkeitsfilters möglich.By the measures listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements of the main claim specified liquid filter possible.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Änderung der Höhe der Rippen durch einen linearen oder gewölbten Verlauf der Kontur erreicht wird, da auf diese Weise eine besonders günstige Spannungsverteilung im Boden erzielt wird.Especially is advantageous when changing the height of the Ribs by a linear or curved course of the Contour is achieved because in this way a particularly favorable Voltage distribution in the soil is achieved.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Kontur der Rippen zumindest abschnittsweise konvex und/oder konkav, vorzugsweise S-förmig, verläuft, da auf diese Weise ein besonders weicher Übergang der Rippen in den Zylinderabschnitt erreicht wird, so dass sich eine besonders gute Spannungsverteilung im Boden einstellt.Farther is advantageous if the contour of the ribs at least in sections convex and / or concave, preferably S-shaped, runs, because in this way a particularly soft transition of the ribs in the cylinder section is achieved, so that is a special good tension distribution in the soil adjusts.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn an dem Boden ein Eingangs- oder Ausgangskanal vorgesehen ist, da das Filtergehäuse auf diese Weise besonders einfach mittels Spritzgießen herstellbar ist und besonders wenig Bauraum erforderlich ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Eingangs- oder Ausgangskanal zentrisch bezüglich der Zylinderachse angeordnet ist, da sich auf diese Weise eine gute Spannungsverteilung im Boden einstellt.Very It is advantageous if at the bottom of an input or output channel is provided because the filter housing in this way special Easy to produce by injection molding and especially little space is required. According to an advantageous Embodiment, the input or output channel is centered with respect to the cylinder axis is arranged, since in this way a good Tension distribution in the ground adjusts.
Auch vorteilhaft ist, wenn der Eingangs- oder Ausgangskanal mit einem Kragabschnitt in das Filtergehäuse hineinreicht und die Rippen von dem Kragabschnitt ausgehend bis in einen Bereich nahe dem Zylinderabschnitt verlaufen. Die Kragabschnitte dienen außerdem als Lagerung für eine in das Filtergehäuse eingesetzte Filterpatrone. Sie sind hohlzylinderförmig ausgebildet, so dass eine spritztechnisch ungünstige Materialanhäufung vermieden wird.Also is advantageous if the input or output channel with a Kragabschnitt extends into the filter housing and the Ripping from the Kragabschnitt starting out into a region near run the cylinder portion. The cantilever sections also serve as storage for a used in the filter housing Filter cartridge. They are hollow cylindrical, so that a spraying technically unfavorable accumulation of material is avoided.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Rippen am Kragabschnitt die Höhe des Kragabschnitts aufweisen, da auf diese Weise eine günstige Krafteinleitung von den Rippen in den Kragabschnitt oder umgekehrt erreicht ist.Furthermore is advantageous if the ribs on the Kragabschnitt the height Having the Kragabschnitts, since in this way a favorable Force transmission from the ribs in the Kragabschnitt or vice versa achieved is.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Böden in einem Innenbereich gewölbt mit einem Radius R1 und in einem Randbereich krempenförmig mit einem Radius R2 ausgebildet sind, wobei der Radius R1 größer ist als der halbe Durchmesser des Zylinderabschnitts.About that It is also advantageous if the floors are in an interior area arched with a radius R1 and brimmed in an edge region are formed with a radius R2, wherein the radius R1 is larger as half the diameter of the cylinder portion.
Vorteilhaft ist, wenn das Filtergehäuse an seiner Außenseite Außenrippen aufweist, da auf diese Weise die Druckfestigkeit weiter erhöht wird.Advantageous is when the filter housing is on its outside Having outer ribs, as in this way the compressive strength is further increased.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn das Filtergehäuse aus Kunststoff hergestellt ist, da das Filtergehäuse auf diese Weise mittels Spritzgießen und damit sehr kostengünstig herstellbar ist. Integration von Anschlussgeometrien ist einfach möglich.It is also advantageous if the filter housing is made of plastic, since the filter housing In this way, by injection molding and thus is very inexpensive to produce. Integration of connection geometries is easily possible.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One Embodiment of the invention is in the drawing shown simplified and in the following description in more detail explained.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Der Flüssigkeitsfilter dient dazu, Schmutzpartikel aus einer beliebigen Flüssigkeit, beispielsweise Kraftstoff, herauszufiltern. Er wird beispielsweise in einer Kraftstofffördereinheit verwendet, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über eine Druckleitung zu einer Brennkraftmaschine fördert. Der Flüssigkeitsfilter kann aber ausdrücklich auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden.Of the Liquid filter is used to remove dirt particles from a any liquid, such as fuel, filter out. He is for example in a fuel delivery unit used the fuel from a fuel tank over promotes a pressure line to an internal combustion engine. The liquid filter can expressly can also be used in other applications.
Der
Flüssigkeitsfilter hat ein Filtergehäuse
Das
Filtergehäuse
Damit
das Filtergehäuse
Der
Boden
Die
Böden
Erfindungsgemäß ist
daher vorgesehen, dass die in axialer Richtung bezüglich
der Zylinderachse
Die Änderung
der Höhe der Rippen
Die
erfindungsgemäßen Rippen
Der
Boden
Alternativ
können die beiden Kanäle
Auch
an der dem Filterraum
Das
Filtergehäuse
Das
Filtergehäuse
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung ist das Filtergehäuse
Der elektrisch leitfähige Kunststoff enthält eine Komponente A), in die eine Komponente E) eingearbeitet ist.Of the electrically conductive plastic contains a Component A), in which a component E) is incorporated.
Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 10 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 98 Gew.-% und insbesondere 40 bis 90 Gew.-% eines Polyoxymethylenhomo- oder -copolymerisats.When Component A) contain the inventive Molding compounds 10 to 99 wt .-%, preferably 30 to 98 wt .-% and in particular 40 to 90 wt .-% of a Polyoxymethylenhomo- or copolymer.
Derartige Polymerisate sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben.such Polymers are known per se to the person skilled in the art and in the literature described.
Ganz allgemein weisen diese Polymere mindestens 50 mol.-% an wiederkehrenden Einheiten -CH2O- in der Polymerhauptkette auf.In general, these polymers have at least 50 mol% of repeating units -CH 2 O- in the main polymer chain.
Die Homopolymeren werden im allgemeinen durch Polymerisation von Formaldehyd oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in der Gegenwart von geeigneten Katalysatoren.The Homopolymers are generally prepared by polymerization of formaldehyde or trioxane, preferably in the presence of appropriate Catalysts.
Im Rahmen der Erfindung werden Polyoxymethylencopolymere als Komponente A bevorzugt, insbesondere solche, die neben den wiederkehrenden Einheiten -CH2O- noch bis zu 50, vorzugsweise 0,1 bis 20, insbesondere 0,3 bis 10 mol.-% und ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 2,5 mol.-% an wiederkehrenden Einheiten aufweisen, In the context of the invention, preference is given to polyoxymethylene copolymers as component A, in particular those which, in addition to the repeating units -CH 2 O-, are still up to 50, preferably 0.1 to 20, in particular 0.3 to 10, mol% and very particularly preferably Have 0.2 to 2.5 mol% of recurring units,
Wobei R1 bis R4 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine C1-C4-Alkylgruppe oder eine halogensubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und R5 eine -CH2-, CH2O-, eine C1- bis C4-Alkyl- oder C1- bis C4-Haloalkyl substituierte Methylengruppe oder eine entsprechende Oxymethylengruppe darstellen und n einen Wert im Bereich von 0 bis 3 hat. Vorteilhafterweise können diese Gruppen durch Ringöffnung von cyclischen Ethern in die Copoymere eingeführt werden. Bevorzugte cyclische Ether sind solche der Formel wobei R1 bis R5 und n die oben genannte Bedeutung haben. Nur beispielsweise seien Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid, 1,3-Butylenoxid, 1,3-Dioxan, !,3-Dioxolan und 1,3- Dioxepan als cyclische Ether genannt sowie lineare Oligo- oder Polyformale wie Polydioxolan oder Polydioxepan als Comonomere genannt.Wherein R 1 to R 4 are independently a hydrogen atom, a C 1 -C 4 alkyl group or a halogen-substituted alkyl group having 1 to 4 C atoms and R 5 is a -CH 2 -, CH 2 O-, a C 1 - to C 4 alkyl or C 1 - to C 4 haloalkyl substituted methylene group or a corresponding oxymethylene group and n has a value in the range of 0 to 3. Advantageously, these groups can be introduced into the copolymers by ring opening of cyclic ethers. Preferred cyclic ethers are those of the formula wherein R 1 to R 5 and n have the abovementioned meaning. For example, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,3-butylene oxide, 1,3-dioxane,!, 3-dioxolane and 1,3-dioxepane are mentioned as cyclic ethers and linear oligo- or polyformals such as polydioxolane or polydioxepan called comonomers.
Als Komponente A) ebenfalls geeignet sind Oxymethylenterpolymerisate, die beispielsweise durch Umsetzung von Trioxan, einem der vorstehend beschriebenen cyclischen Ether mit einem dritten Monomeren, vorzugsweise bifunktionalen Verbindungen der Formel wobei Z eine chemische Bindung, -O-, ORO-(R=C1 bis C5-Alkylen oder C3- bis C8-Cycloalkylen) ist, hergestellt werden.Also suitable as component A) are oxymethylene terpolymers which are obtained, for example, by reacting trioxane, one of the cyclic ethers described above, with a third monomer, preferably bifunctional compounds of the formula wherein Z is a chemical bond, -O-, ORO- (R = C 1 to C 5 alkylene or C 3 - to C 8 cycloalkylene) are prepared.
Bevorzugte Monomere dieser Art sind Ethylendiglycid, Diglycidylether und Diether aus Glycidylen und Formaldehyd, Dioxan oder Triocan im Molverhältnis 2:1 sowie Diether aus 2 mol Glycidylverbindung und 1 mol eines aliphatischen Diols mit 2 bis 8 C-Atomen wie beispielsweise die Diglycidylether von Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, Cyclobutan-1,3-diol, 1,2-Propandiol und Cyclohexan-1,4-diol, um nur einige Beispiele zu nennen.preferred Monomers of this type are ethylene diglycidyl, diglycidyl ether and diether from glycidylene and formaldehyde, dioxane or triocane in molar ratio 2: 1 and diether from 2 mol glycidyl compound and 1 mol of an aliphatic Diols with 2 to 8 carbon atoms such as the diglycidyl ethers of ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, cyclobutane-1,3-diol, 1,2-propanediol and cyclohexane-1,4-diol, to name just a few examples to call.
Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Homo- und Copolymerisate sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen.method for the preparation of the above-described homopolymers and copolymers are known in the art and described in the literature, so that here you need more information.
Die bevorzugte Polyoxymethylencopolymere haben Schmelzpunkte von mindestens 160 bis 170°C (DSC, ISO 3146) und Molekulargewichte (Gewichtsmittelwert) Mw im Bereich von 5 000 bis 300 000, vorzugsweise von 7 000 bis 250 000 (GPC, Standard PMMA).The preferred polyoxymethylene copolymers have melting points of at least 160 to 170 ° C (DSC, ISO 3146) and molecular weights (weight average) Mw in the range of 5,000 to 300,000, preferably 7,000 to 250 000 (GPC, standard PMMA).
Endgruppenstabilisierte Poloxymethylenpolymerisate, die an den Kettenenden C-C-Bindungen aufweisen, werden besonders bevorzugt.End group Poloxymethylene polymers containing C-C bonds at the chain ends are particularly preferred.
Erfindungsgemäß kann als Komponente E) mindestens ein elektrisch leitfähiges Additiv verwendet werden. Vorzugsweise wird nur ein elektrisch leitfähiges Additiv eingesetzt, gegebenenfalls können jedoch auch zwei oder mehrere elektrisch leitfähige Additive eingesetzt werden. Als elektrisch leitfähige Additive eignen sich beispielsweise Carbon-Nanotubes, Graphit oder Leitruß. Vorzugsweise werden als Komponente E) in den erfindungsgemäßen Formmassen Carbon-Nanotubes eingesetzt.According to the invention as component E) at least one electrically conductive Additive to be used. Preferably, only one electrically conductive Used additive, but where appropriate, may also be two or more electrically conductive additives used become. As electrically conductive additives are suitable For example, carbon nanotubes, graphite or Leitruß. Preferably, as component E) in the inventive Molding compounds used carbon nanotubes.
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung versteht man unter Carbon-Nanotubes
kohlenstoffhaltige Makromoleküle, in denen der Kohlenstoff
(hauptsächlich) Graphitstruktur aufweist und die einzelnen
Graphitschichten schlaufförmig angeordnet sind. Nanotubes
sowie deren Synthese sind in der Literatur bereits bekannt (
Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der einzelnen schlauchförmigen Graphitschichten (Graphitschläuche) 4 bis 12 nm, insbesondere 5 bis 10 nm. Nanotubes lassen sich prinzipiell in sogenannte single walled nanotubes (SWNTs; „einwändige" Nanotubes) und multiwalled nanotubes (MWNTs: „mehrwändige" Nanotubes) unterscheiden. In den MWNTs sind somit mehrere Graphitschläuche übereinander gestülpt. Ferner kann die äußere Form der Schläuche variieren, diese kann gleichförmigen Durchmesser innen und außen aufweisen, es sind aber auch knotenförmige Schläuce und wurmähnliche Strukturen (vermiculair) herstellbar.Preferably is the diameter of the individual tubular Graphite layers (graphite tubes) 4 to 12 nm, in particular 5 to 10 nm. Nanotubes can be in principle in so-called single walled nanotubes (SWNTs; "single-walled" nanotubes) and multiwalled nanotubes (MWNTs: "multi-walled" nanotubes) differ. In the MWNTs, several graphite tubes are stacked on top of each other slipped. Furthermore, the outer shape the hoses vary, this can be uniform Have inside and outside diameter, but they are also nodular Schläuce and worm-like Structures (vermiculair) can be produced.
Das Aspektverhältnis (Länge des jeweiligen Graphitschlauches zu dessen Durchmesser) beträgt mindestens > 10, vorzugsweise > 5. Die Nanotubes haben eine Länge von mindestens 10 nm. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden als Komponente E) MWNTs bevorzugt. Insbesondere weisen die MWNTs ein Aspektverhältnis von ca. 1000:1 sowie eine Durchschnittslänge von ungefähr 10 000 nm auf.The Aspect ratio (length of the respective graphite tube to its diameter) is at least> 10, preferably> 5. The nanotubes have a length of at least 10 nm. In the context of the present Invention are preferred as component E) MWNTs. Especially the MWNTs have an aspect ratio of about 1000: 1 as well as an average length of about 10,000 nm on.
Die spezifische Oberfläche gemäß BET beträgt in der Regel 50 bis 2 000 m2/g, vorzugsweise von 200 bis 1 200 m2/g. Die bei der katalytischen Herstellung entstehenden Unreinheiten (z. B. Metalloxide) betragen in der Regel gemäß HRTEM von 0,1 bis 12% vorzugsweise von 0,2 bis 10%.The BET specific surface area is usually 50 to 2,000 m 2 / g, preferably 200 to 1,200 m 2 / g. The impurities (eg metal oxides) produced in the catalytic production are generally from 0.1 to 12%, preferably from 0.2 to 10%, according to HRTEM.
Geeignete
Nanotubes können unter der Bezeichnung „multiwall"
von der Firma Hyperion Catalysis Int., Cambridge MA (USA) bezogen
werden (siehe auch
Als Leitruß kann jede gängige Form von Ruß eingesetzt werden, geeignet sind beispielsweise das Handelsprodukt Ketjenblack 300 der Firma Akzo.When Conductive carbon black can be used in every common form of carbon black are suitable, for example, the commercial product Ketjenblack 300 of the company Akzo.
Zur
Leitfähigkeitsmodifizierung kann auch Leitruß eingesetzt
werden. Bedingt durch praphitartige Schichten, die in amorphen Kohlenstoff
eingebettet sind, leitet Ruß Elektronen (
Geeignete
Rußtypen weisen beispielsweise eine Öl-Absorption
(gemessen nach ASTM D 2414-01) von mindestens 60 ml/100 g, bevorzugt
mehr als 90 ml/100 g auf. Die BET-Oberfläche geeigneter
Produkte beträgt mehr als 50, bevorzugt mehr als 60 m2/g (gemessen nach ASTM D 3037-89). Auf der
Rußoberfläche können sich verschiedene
funktionelle Gruppen befinden. Die Herstellung der Leitruße
kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen (
Weiterhin
kann auch Graphit als Leitfähigkeitsadditiv verwendet werden.
Unter Graphit versteht man eine Modifikation des Kohlenstoffs wie
sei beispielsweise in
Der Anteil der Komponente E) an den erfindungsgemäßen Formmassen beträgt 0 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,5 bis 13 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse.Of the Proportion of component E) to the inventive Molding compositions is 0 to 15 wt .-%, preferably 1 to 14 wt .-%, particularly preferably 1.5 to 13 wt .-% based on the Total weight of the molding material.
Bei
der Vorrichtung nach
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