WO2008095871A1 - Flüssigkeitsfilter - Google Patents
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Classifications
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- B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
- B01D2201/50—Means for dissipating electrostatic charges
Definitions
- the invention is based on a liquid filter according to the preamble of the main claim.
- the liquid filter according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the compressive strength is significantly increased by the measured in the axial direction with respect to a cylinder axis height of the ribs increases radially inward. Due to the increase in the height of the ribs, the area moment of inertia of the ribs and thus their flexural rigidity increases. Due to the inventive design, the floors are reinforced in their most heavily loaded area. The higher pressure resistance of the filter housing is achieved with only a small material overhead.
- the contour of the ribs at least partially convex and / or concave, preferably S-shaped, runs, as in this way a particularly smooth transition of the ribs is achieved in the cylinder portion, so that sets a particularly good stress distribution in the ground ,
- an inlet or outlet channel is provided at the bottom, since the filter housing can be produced in this way in a particularly simple manner by means of injection molding and very little installation space is required.
- the input or output channel is arranged centrally with respect to the cylinder axis, since in this way a good stress distribution in the ground is established.
- the inlet or outlet channel extends into the filter housing with a cantilevered portion and the ribs extend from the cantilevered portion into a region near the cylinder portion.
- the Kragabitese also serve as storage for a filter cartridge used in the filter housing. They are hollow cylindrical, so that an unfavorable accumulation of material by injection molding is avoided.
- the ribs on the cantilever section have the height of the cantilever section, since in this way a favorable introduction of force from the ribs into the cantilever section or vice versa is achieved.
- the bottoms are curved in an inner region with a radius Rl and in an edge region in the shape of a brim with a radius R2, wherein the radius R1 is greater than half the diameter of the cylindrical section.
- the filter housing has outer ribs on its outer side, since in this way the compressive strength is further increased.
- the filter housing is made of plastic, since the filter housing in this way by means of injection molding and thus is very inexpensive to produce. Integration of connection geometries is easily possible. drawing
- FIG. 1 shows in section a filter housing of a liquid filter and Figure 2 shows a detail of the filter housing according to Fig.1.
- FIG. 1 shows in section a liquid filter according to the invention.
- the liquid filter is used to filter out dirt particles from any liquid, such as fuel. It is used, for example, in a fuel delivery unit that delivers fuel from a fuel tank via a pressure line to an internal combustion engine.
- the liquid filter can also be used explicitly in other applications.
- the liquid filter has a filter housing 1, which has a cylinder section 2 with a cylinder axis 3 and two frontal bottoms 4, 5.
- One of the two floors 4 is integrally connected, for example, with the cylinder portion 2, so that a filter cup is formed.
- the other bottom 5 is designed for example as a flange and tightly connected to the cylinder portion 2, for example, welded. But it can also be formed as a flange 4 both bottoms 4.5.
- the filter housing 1 includes a filter chamber 6, in which a not shown filter medium can be used.
- the filter medium is formed, for example, as a filter cartridge, which projects in each case with a nozzle in the two channels 11,12 and is stored in this way.
- the gap between the nozzle of the filter cartridge and the channel 11,12 is each sealed with a sealing element, such as an O-ring.
- the bottoms 4, 5 are provided on their inner side 7 facing the filter chamber 6 with ribs 8 which extend in the radial direction with respect to the cylinder axis 3. - A -
- the bottom 4.5 has a curved interior 4.1.5.1 with the radius Rl and a curved edge region, which is also referred to as a brim, with a radius R2.
- the cylinder section 2 which has an inner diameter D1, adjoins the brim in the axial direction.
- the bottoms 4, 5 have a height Hl which is essentially determined by the radius R1 and which is less than half the diameter D1.
- the geometry of the bottoms 4, 5 flattened or compressed relative to the hemispherical shape becomes the cylinder axis 3 in the axial direction Saves space, so that the fuel delivery module, in which the liquid filter is provided, for example, can be made smaller.
- the bottoms 4,5 are the strongest in the central region with respect to the cylinder axis 3 and the least mechanically loaded in the outer region.
- the height H2 of the ribs 8 measured in the axial direction with respect to the cylinder axis 3 increases radially inward and decreases radially outwards.
- the base 4, 5 is reinforced in a load-dependent manner in the radial direction such that the highest area moment of inertia is formed in the region of the highest bending moment, that is to say in the region of the cylinder axis 3.
- housing material can be saved, so that the weight of the filter housing 1 is reduced and the production costs are reduced.
- the change in the height of the ribs 8 is achieved by a linear or curved course of the contour determined by the height H, wherein a curved course leads to a higher compressive strength of the filter housing 1 than a linear course.
- the ribs 8 terminate radially outwardly in the region of the brim or at the transition to the cylinder section 2 and extend tangentially into the brim or into the cylinder section 2.
- the contour of the ribs 8 at least partially convex and / or partially concave, for example, S-shaped.
- the ribs 8 according to the invention reinforce the bottoms 4, 5 in such a way that a compressive strength of the filter housing 1 is achieved which is otherwise achievable only with materials of higher quality than plastic and with hemispherical bottoms.
- the bottom 4 has an input channel 11 and the bottom 5 an output channel 12.
- the input channel 11 and the output channel 12 are, for example, centric with respect to Cylinder axis 3 arranged.
- Both channels 11,12 are designed, for example, nozzle-shaped and each project into the filter chamber 6 with a Kragabites 13 and 14 into it.
- the ribs 8 are arranged for example around the Kragabites 13,14 around, extending from the Kragabexcellent 13,14 starting radially outward and run out at the transition to the cylinder portion 2.
- the ribs 8 have at the Kragabexcellent 13,14, for example, the height of the Kragabitess 13,14, but can also start from a lower height than the height of the Kragabitess 13,14.
- the two channels 11, 12 may be formed on a single bottom 4, 5 or on the cylinder section 2. Even if no channels 11, 12 are formed on the bottoms 4, 4, a hollow-cylindrical cantilevered section 13, 14 is provided which, however, has no flow connection out of the filter chamber 6.
- longitudinal ribs 16 may be provided in the direction of the cylinder axis, which serve to increase the pressure resistance.
- the filter housing 1 may also have on its outside the filter chamber 6 outside outer ribs 17, which further increase the pressure resistance of the filter housing 1.
- the outer ribs 17 extend on the cylinder section 2 in the direction of the cylinder axis 3 and in the region of the bottom 4 in the radial direction as far as the inlet channel 11.
- the filter housing 1 is made of a plastic, for example by means of injection molding.
- the filter housing 1 is made of an electrically conductive plastic, in particular electrically conductive POM, in order to achieve a simple discharge of electrostatic charges from the filter housing 1 via a grounding cable to an electrical ground.
- the electrically conductive plastic contains a component A), in which a component E) is incorporated.
- the molding compositions according to the invention contain from 10 to 99% by weight, preferably from 30 to 98% by weight and in particular from 40 to 90% by weight, of a polyoxymethylene homo- or copolymer.
- a polyoxymethylene homo- or copolymer Such polymers are known in the art and described in the literature.
- these polymers have at least 50 mol% of repeating units - CH 2 O- in the polymer backbone.
- the homopolymers are generally prepared by polymerization of formaldehyde or trioxane, preferably in the presence of suitable catalysts.
- 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,
- R 1 to R 4 independently of one another are 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 Ci - to C 4 haloalkyl substituted methylene group or a corresponding oxymethylene group and n has a value in the range of 0 to 3.
- these groups can be introduced into the copolymers by ring opening of cyclic ethers.
- Preferred cyclic ethers are those of the formula
- R 1 to R 5 and n have the abovementioned meaning.
- component A) 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
- Z is a chemical bond
- -O-, ORO- Ci to C 5 -alkylene or C 3 - to C 8 - cycloalkylene
- Preferred monomers of this type are ethylene diglycide, diglycidyl ether and diether from glycidylene and formaldehyde, dioxane or triocane in the molar ratio 2: 1 and diether from 2 mol glycidyl compound and 1 mol of an aliphatic diol having 2 to 8 carbon atoms such as the diglycidyl ethers of ethylene glycol, 1 , 4-butanediol, 1,3-butanediol, cyclobutane-l, 3-diol, 1, 2-propanediol and cyclohexane-l, 4-diol, to name just a few examples.
- the preferred polyoxymethylene copolymers have melting points of at least 160 to 170 ° C. (DSC, ISO 3146) and molecular weights (Mw) in the range from 5,000 to 300,000, preferably from 7,000 to 250,000 (GPC, standard PMMA). Endgrappenstabilinstrumente Poloxymethylenpolymerisate having CC bonds at the chain ends are particularly preferred.
- At least one electrically conductive additive can be used as component E).
- Suitable electrically conductive additives are, for example, carbon nanotubes, graphite or conductive carbon black. Carbon nanotubes are preferably used as component E) in the molding compositions according to the invention.
- Carbon nanotubes in the context of the present invention are carbon-containing macromolecules in which the carbon has (mainly) graphite structure and the individual graphite layers are arranged in a loop shape.
- Nanotubes and their synthesis are already known in the literature (for example J. Hu et al, Acc. Chem. Res. 32 (1999), 435-445). In principle, any type of nanotube can be used in the context of the present invention.
- the diameter of the individual tubular graphite layers is preferably 4 to 12 nm, in particular 5 to 10 nm.
- Nanotubes can be divided into so-called single-walled nanotubes (SWNTs) and multiwalled nanotubes (MWNTs: multi-walled nanotubes). differ. Thus, in the MWNTs, several graphite tubes are superposed on each other. Further, the outer shape of the tubes may vary, this may have uniform diameter inside and outside, but there are also knot-shaped Schläuce and worm-like structures (vermiculair) produced.
- 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.
- MWNTs are preferred as component E).
- the MWNTs have an aspect ratio of about 1000: 1 and an average length of about 10,000 nm.
- the BET specific surface area is usually 50 to 2,000 m 2 / g, preferably from 200 to 1,200 m of Ig.
- the impurities (eg metal oxides) produced in the catalytic preparation are generally from 0.1 to 12%, preferably from 0.2 to 10%, according to HRTEM.
- Suitable nanotubes can be obtained under the name "multiwall” from the company Hyperion Catalysis Int., Cambridge MA (USA) (see also EP 205 556, EP 969 128, EP 270 666, US 6,844,061).
- any conventional form of carbon black can be used, suitable, for example, the commercial product Ketjenblack 300 Akzo.
- Conductivity can also be used for conductivity modification. Due to prawn-like layers embedded in amorphous carbon, carbon black conducts electrons (F. Camona, Ann. Chim., Fr., 13, 395 (1988)). The power line takes place within the aggregates of soot particles and between the aggregates, if the distances between the aggregates are small enough. In order to achieve conductivity with the lowest possible dosage, preference is given to using carbon blacks with anisotropic structure (G. Wehner, Advances in Plastics Technology, APT 2005, Paper 11, Katowice 2005). With such carbon blacks, the primary articles combine to form anisotropic structures, so that the distances of the carbon black particles necessary for achieving conductivity in compounds are reached even at comparatively low loading (C. Van Bellingen, N. Probst, E. Grivei, Advances in Plastics Technology , APT 2005, Paper 13, Katowice 2005).
- Suitable types of carbon black include, for example, an oil absorption (measured according to ASTM D 2414-01) of at least 60 ml / 100 g, preferably more than 90 ml / 100 g.
- the BET surface area of suitable products is more than 50, preferably more than 60 m 2 / g (measured according to ASTM D 3037-89).
- the Leitruße can be prepared by various methods (G. Wehner, Advances in Plastics Technology, APT 2005, Paper 11, Katowice 2005).
- graphite can also be used as a conductivity additive.
- Graphite is understood to mean a modification of the carbon, as described, for example, in AF Hollemann, E. Wieberg, N. Wieberg, "Lehrbuch der anorganischen Chemie", 91.-100th ed., Pp. 701 - 702.
- Graphite consists of planar Graphite can be comminuted by milling The particle size is in the range of 0.01 ⁇ m to 1 mm, preferably in the range of 1 to 250 ⁇ m.
- the proportion of component E) in the molding compositions according to the invention is 0 to 15% by weight, preferably 1 to 14 wt .-%, particularly preferably 1.5 to 13 wt .-% based on the total weight of the molding composition.
- 2 shows a section of the filter housing according to Fig.1.
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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.
Description
Beschreibung
Titel Flüssigkeitsfilter
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsfilter nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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.
Aus der WO 2005/015074 sind Druckbehälter bekannt, die an einem Boden radial verlaufende Rippen mit konstanter Höhe haben.
Vorteile der Erfindung
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.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flüssigkeitsfilters möglich.
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.
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.
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.
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.
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.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Böden in einem Innenbereich gewölbt mit einem Radius Rl und in einem Randbereich krempenförmig mit einem Radius R2 ausgebildet sind, wobei der Radius Rl größer ist als der halbe Durchmesser des Zylinderabschnitts.
Vorteilhaft ist, wenn das Filtergehäuse an seiner Außenseite Außenrippen aufweist, da auf diese Weise die Druckfestigkeit weiter erhöht wird.
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.
Zeichnung
Ein Ausführangsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.1 zeigt im Schnitt ein Filtergehäuse eines Flüssigkeitsfilters und Fig.2 einen Ausschnitt des Filtergehäuses nach Fig.1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.1 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter.
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.
Der Flüssigkeitsfilter hat ein Filtergehäuse 1 , das einen Zylinderabschnitt 2 mit einer Zylinderachse 3 und zwei stirnseitige Böden 4,5 aufweist. Einer der beiden Böden 4 ist beispielsweise mit dem Zylinderabschnitt 2 einstückig verbunden, so dass ein Filtertopf gebildet ist. Der andere Boden 5 ist beispielsweise als Flanschdeckel ausgeführt und mit dem Zylinderabschnitt 2 dicht verbunden, beispielsweise verschweißt. Es können aber auch beide Böden 4,5 als Flanschdeckel ausgebildet sein.
Das Filtergehäuse 1 schließt einen Filterraum 6 ein, in dem ein nicht dargestelltes Filtermedium einsetzbar ist. Das Filtermedium ist beispielsweise als Filterpatrone ausgebildet, die mit jeweils einem Stutzen in die beiden Kanäle 11,12 hineinragt und auf diese Weise gelagert ist. Der Spalt zwischen den Stutzen der Filterpatrone und dem Kanal 11,12 ist jeweils mit einem Dichtelement, beispielsweise einem O-Ring, abgedichtet.
Damit das Filtergehäuse 1 einem vorbestimmten Druck standhält, sind die Böden 4,5 an ihrer dem Filterraum 6 zugewandten Innenseite 7 mit Rippen 8 versehen, die in radialer Richtung bezüglich der Zylinderachse 3 verlaufen.
- A -
Der Boden 4,5 hat einen gewölbten Innenbereich 4.1,5.1 mit dem Radius Rl und einen gebogenen Randbereich, der auch als Krempe bezeichnet wird, mit einem Radius R2. An die Krempe schließt sich in axialer Richtung der Zylinderabschnitt 2 an, der einen Innendurchmesser Dl aufweist. Die Böden 4,5 haben eine Höhe Hl, die im wesenlichen durch den Radius Rl bestimmt ist und die geringer ist als der halbe Durchmesser Dl. Durch die gegenüber der Halbkugelform abgeflachte oder gestauchte Geometrie der Böden 4,5 wird in axialer Richtung der Zylinderachse 3 Bauraum eingespart, so dass das Kraftstofffördermodul, in dem das Flüssigkeitsfilter beispielsweise vorgesehen ist, kleiner gebaut werden kann.
Die Böden 4,5 sind im mittleren Bereich bezüglich der Zylinderachse 3 am stärksten und im äußeren Bereich am wenigsten mechanisch belastet.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die in axialer Richtung bezüglich der Zylinderachse 3 gemessene Höhe H2 der Rippen 8 nach radial innen hin zunimmt bzw. nach radial außen hin abnimmt. Auf diese Weise wird der Boden 4,5 in radialer Richtung derart belastungsabhängig verstärkt, dass im Bereich des höchsten Biegemoments, also im Bereich der Zylinderachse 3, das höchste Flächenträgheitsmoment ausgebildet ist. Dadurch kann Gehäusematerial eingespart werden, so dass das Gewicht des Filtergehäuses 1 verringert wird und die Herstellungskosten gesenkt werden.
Die Änderung der Höhe der Rippen 8 wird durch einen linearen oder gewölbten Verlauf der durch die Höhe H bestimmten Kontur erreicht, wobei ein gewölbter Verlauf zu einer höheren Druckfestigkeit des Filtergehäuses 1 führt als ein linearer Verlauf. Die Rippen 8 enden radial außen im Bereich der Krempe bzw. am Übergang zu dem Zylinderabschnitt 2 und verlaufen tangential in die Krempe bzw. in den Zylinderabschnitt 2. Um einen weichen, beispielsweise tangentialen Übergang der Rippen 8 zur Krempe bzw. zum Zylinderabschnitt 2 hin zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Kontur der Rippen 8 zumindest abschnittsweise konvex und/oder abschnittsweise konkav verläuft, beispielsweise S-förmig.
Die erfindungsgemäßen Rippen 8 verstärken die Böden 4,5 derart, dass eine Druckfestigkeit des Filtergehäuses 1 erreicht ist, die ansonsten nur mit höherwertigeren Materialien als Kunststoff und mit halbkugelförmigen Böden erreichbar ist.
Der Boden 4 weist einen Eingangskanal 11 und der Boden 5 einen Ausgangskanal 12 auf. Der Eingangskanal 11 und der Ausgangskanal 12 sind beispielsweise zentrisch bezüglich der
Zylinderachse 3 angeordnet. Beide Kanäle 11,12 sind beispielsweise stutzenförmig ausgeführt und ragen jeweils mit einem Kragabschnitt 13 bzw. 14 in den Filterraum 6 hinein. Die Rippen 8 sind beispielsweise um den Kragabschnitt 13,14 herum angeordnet, verlaufen von dem Kragabschnitt 13,14 ausgehend radial nach außen und laufen am Übergang zum Zylinderabschnitt 2 aus. Die Rippen 8 weisen am Kragabschnitt 13,14 beispielsweise die Höhe des Kragabschnitts 13,14 auf, können aber auch von einer niedrigeren Höhe als der Höhe des Kragabschnitts 13,14 beginnen.
Alternativ können die beiden Kanäle 11,12 an einem einzigen Boden 4,5 oder an dem Zylinder- abschnitt 2 ausgebildet sein. Auch wenn an den Böden 4,5 kein Kanal 11,12 ausgebildet ist, wird ein hohlzylinderförmiger Kragabschnitt 13,14 vorgesehen, der jedoch keine Strömungs- verbindung aus dem Filterraum 6 heraus aufweist.
Auch an der dem Filterraum 6 zugewandten Innenseite des Zylinderabschnitts 2 können in Richtung der Zylinderachse 3 verlaufende Längsrippen 16 vorgesehen sein, die der Erhöhung der Druckfestigkeit dienen.
Das Filtergehäuse 1 kann auch an seiner dem Filterraum 6 abgewandten Außenseite Außenrippen 17 haben, die die Druckfestigkeit des Filtergehäuses 1 weiter erhöhen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel verlaufen die Außenrippen 17 am Zylinderabschnitt 2 in Richtung der Zylinderachse 3 und im Bereich des Bodens 4 in radialer Richtung bis an den Eingangskanal 11.
Das Filtergehäuse 1 ist aus einem Kunststoff, beispielsweise mittels Spritzgießen, hergestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist das Filtergehäuse 1 aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff, insbesondere elektrisch leitfähiges POM, hergestellt, um ein einfaches Ableiten von elektrostatischen Ladungen von dem Filtergehäuse 1 über ein Erdungskabel auf eine elektrische Masse zu erreichen.
Der elektrisch leitfähige Kunststoff enthält eine Komponente A), in die eine Komponente E) eingearbeitet ist.
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.
Derartige Polymerisate sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben.
Ganz allgemein weisen diese Polymere mindestens 50 mol.-% an wiederkehrenden Einheiten - CH2O- in der Polymerhauptkette auf.
Die Homopolymeren werden im allgemeinen durch Polymerisation von Formaldehyd oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in der Gegenwart von geeigneten Katalysatoren.
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,
R2 R3 I I
- O - C - C - (R5)n -
R1 R4
Wobei R1 bis R4 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Ci - C4- Alkylgruppe oder eine halogensubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und R5 eine -CH2-, CH2O-, eine Ci - bis C4- Alkyl- oder Ci - 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
R2
R1 — C — O I I
R3 - C - (R5)n
R4
wobei R1 bis R5 und n die oben genannte Bedeutung haben. Nur beispielsweise seien Ethylen- oxid, 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.
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
CH2 — CH — CH2 — Z — CH2 — CH — CH2
\ / \ / O O
und/oder
wobei Z eine chemische Bindung, -O-, ORO- (R= Ci bis C5-Alkylen oder C3- bis C8- Cycloalkylen) ist, hergestellt werden.
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-l,3-diol, 1 ,2-Propandiol und Cyclohexan-l,4-diol, um nur einige Beispiele zu nennen.
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.
Die bevorzugte Polyoxymethylencopolymere haben Schmelzpunkte von mindestens 160 bis 1700C (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).
Endgrappenstabilisierte Poloxymethylenpolymerisate, die an den Kettenenden C-C-Bindungen aufweisen, werden besonders bevorzugt.
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 erfϊndungsgemäßen Formmassen Carbon-Nanotubes eingesetzt.
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 (beispielsweise J. Hu et al, Acc. Chem. Res. 32 (1999), 435 - 445). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich jegliche Art von Nanotubes eingesetzt werden.
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.
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 Durchschnitts- länge von ungefähr 10 000 nm auf.
Die spezifische Oberfläche gemäß BET beträgt in der Regel 50 bis 2 000 m2/g, vorzugsweise von 200 bis 1 200 m Ig. 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 %.
Geeignete Nanotubes können unter der Bezeichnung „multiwall" von der Firma Hyperion Catalysis Int., Cambridge MA (USA) bezogen werden (siehe auch EP 205 556, EP 969 128, EP 270 666, US 6,844,061).
Als Leitruß kann jede gängige Form von Ruß eingesetzt werden, geeignet sind beispielsweise das Handelsprodukt Ketjenblack 300 der Firma Akzo.
Zur Leitfähigkeitsmodifizierung kann auch Leitruß eingesetzt werden. Bedingt durch praphitartige Schichten, die in amorphen Kohlenstoff eingebettet sind, leitet Ruß Elektronen (F. Camona, Ann. Chim. Fr. 13, 395 (1988)). Die Stromleitung erfolgt innerhalb der Aggregate aus Rußpartikeln und zwischen den Aggregaten, wenn die Abstände zwischen den Aggregaten klein genug sind. Um Leitfähigkeit bei möglichst geringer Dosierung zu erzielen, werden vorzugsweise Ruße mit anisotroper Struktur verwendet (G. Wehner, Advances in Plastics Technology, APT 2005, Paper 11, Katowice 2005). Bei solchen Rußen lagern sich die Primärartikel zu anisotropen Strukturen zusammen, so dass die zum Erreichen der Leitfähigkeit nötigen Abstände der Rußpartikel in Compounds schon bei vergleichsweise geringer Beladung erreicht wird (C. Van Bellingen, N. Probst, E. Grivei, Advances in Plastics Technology, APT 2005, Paper 13, Katowice 2005).
Geeignete Rußtypen weisen beispielsweise eine Öl- Absorption (gemessen nach ASTM D 2414- 01) von mindestens 60ml/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 (G. Wehner, Advances in Plastics Technology, APT 2005, Paper 11, Katowice 2005).
Weiterhin kann auch Graphit als Leitfähigkeitsadditiv verwendet werden. Unter Graphit versteht man eine Modifikation des Kohlenstoffs wie sei beispielsweise in A. F. Hollemann, E. Wieberg, N. Wieberg, „Lehrbuch der anorganischen Chemie", 91.-100. Aufl., S. 701 - 702 beschrieben ist. Graphit besteht aus planaren Kohlenstoffschichten, die übereinander angeordnet sind. Graphit kann durch mahlen zerkleinert werden. Die Partikelgröße liegt im Bereich von 0,01 μm bis 1 mm, bevorzugt im Bereich 1 bis 250 μm.
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.
Fig.2 zeigt einen Ausschnitt des Filtergehäuses nach Fig.1.
Bei der Vorrichtung nach Fig.2 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.l gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Claims
1. Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, das einen Zylinderabschnitt und zwei stirnseitige Böden aufweist, wobei an einer Innenseite (7) zumindest eines Bodens (4,5) radial verlaufende Rippen (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung bezüglich einer Zylinderachse (3) gemessene Höhe (H2) der Rippen (8) nach radial innen hin zunimmt.
2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Rippen (8) linear oder gewölbt verläuft.
3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Rippen (8) zumindest abschnittsweise konvex und/oder konkav, vorzugsweise S-förmig, verläuft.
4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden (4,5) ein Eingangs- oder Ausgangskanal (11,12) vorgesehen ist.
5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangs- oder Ausgangskanal (11,12) mit einem Kragabschnitt (13,14) in das Filtergehäuse (1) hineinreicht und die Rippen (8) von dem Kragabschnitt (13,14) ausgehend bis in einen Bereich nahe dem Zylinderabschnitt (2) verlaufen.
6. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Filtergehäuse (1) eine Filterpatrone vorgesehen ist, die jeweils mit einem Stutzen in den Eingangs- und Ausgangskanal (11,12) hineinragt.
7. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (8) am Kragabschnitt (13,14) die Höhe des Kragabschnitts (13,14) aufweisen.
8. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (4,5) in einem
Innenbereich gewölbt mit einem Radius (Rl) und in einem Randbereich krempenförmig mit einem Radius (R2) ausgebildet ist, wobei der Radius (Rl) größer ist als der halbe
Durchmesser des Zylinderabschnitts.
9. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (1) an seiner Außenseite Außenrippen (17) aufweist.
10. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (1) aus Kunststoff hergestellt ist.
11. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (1) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff hergestellt ist.
12. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (1) aus elektrisch leitfähigem POM hergestellt ist.
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