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    • 专利摘要:
    Ein Kraftstoff- oder Schmieröl-Filterelement eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit Betriebstemperaturen des Kraftstoffes und/oder des Schmieröles von über 120 DEG C, insbesondere über 130 DEG C, umfassend ein Filtermaterial und mindestens ein mit dem Filtermaterial als Einfass- und/oder Haltematerial verbundenes Kunststoffmaterial, soll insgesamt kostengünstig herstellbar sein bei dauerbetriebssicherer Beständigkeit des Kunststoffmaterials. DOLLAR A Zu diesem Zweck wird Polyurethan als Kunststoffmaterial eingesetzt, das aus den Komponenten Polyestherpolyol, Polyetherpolyol und hochreinem Isocyanat mit mindestens zwei funktionellen Gruppen besteht.
    公开号:DE102004021786A1
    申请号:DE102004021786
    申请日:2004-05-03
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Siegfried Dr. Kauffmann；Helmut Obertautsch
    申请人:Mahle Filtersysteme GmbH；
    IPC主号:B01D27-08
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Kraftstoff- oder Schmieröl-Filterelement eines Verbrennungsmotors, insbesondereeines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    [0002] DerartigeFilterelemente sind häufigals Ringfilterelemente ausgebildet mit einem sternförmig gefaltetenFiltermaterial und zwei, die Stirnseiten des Filtermaterials dichtabdeckenden Endscheiben aus Kunststoff. Diese Ringfilterelementesind radial durchströmbar.Die Endscheiben sind entweder als geschlossene Kreisscheiben oderradial innen offene Ringscheiben ausgebildet. Zumindest eine derEndscheiben muss als eine Ringscheibe ausgebildet sein, um von demzentralen Innenraum des Filterelementes eine Verbindung nach außen zu ermöglichen.Ein ringförmigesFilterelement ist jeweils in einem Filtergehäuse gelagert, wobei bei einemvon radial außennach radial innen durchströmtenFilterelement der Rohraum des zu filternden Mediums zwischen demFilterelement und dem Gehäuseliegt und der Reinraum sich im Zentrum des Filterelementes befindet.Ist bei der Lagerung des Filterelementes in dem Filtergehäuse zurVerwendung des zentral innenliegenden Raumes des Filterelementesein von dem Gehäusedurch die Öffnungder ringförmigen Endscheibegreifender Stutzen vorgesehen, so ist eine Dichtung zwischen diesemStutzen und der Ringscheibe notwendig. Diese Dichtung kann bei einerKunststoffscheibe durch das Material der Kunststoffscheibe selbstgebildet sein. Fürden Fall, dass zur Erzielung einer Verformungssteifheit des Filterelementesmöglichststarre Endscheiben gewünscht werden,sind bereits Kunststoffendscheiben bekannt, die lediglich in demdichtend wirkenden Randbereich aus dichtungswirksamem, weichem Materialbestehen, währendder übrigeHauptbereich möglichst starrausgebildet ist.
    [0003] DieErfindung beschäftigtsich mit dem Problem, bei einem gattungsgemäßen Filterelement den als Einfass-und/oder Haltematerial dienenden Kunststoff in einer möglichstkostengünstigherstellbaren Form auszubilden und zwar unter Berücksichtungder fürein gattungsgemäßes Filterelementerforderlichen Temperaturbeständigkeitfür Kraftstoff- und/oder Schmieröl.
    [0004] Gelöst wirddieses Problem durch einen Kunststoff mit einer Zusammensetzungnach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1.
    [0005] Einevorteilhafte Ausführungist Gegenstand des Anspruchs 2.
    [0006] DieErfindung beruht auf folgender allgemeiner Überlegung.
    [0007] Polyurethanin der Form von insbesondere Polyurethanschäumen ist als Einfassmaterialbei Filterelementen bereits seit langem allgemein bekannt. Bekannt,weil nur dort dauerbeständigeinsetzbar, sind derartige Filterelemente allerdings lediglich bei beispielsweiseKraftfahrzeug-Ansaugluftfiltern.Auf diesem Einsatzgebiet zeichnet sich dieses Kunststoffmaterialdurch eine rationelle Herstellbarkeit sowie einen günstigen,vergleichsweise niedrigen Materialpreis aus. Genauso bekannt istes jedoch allerdings, dass dieser Kunststoff bei gattungsgemäßen Filterelementenmit den dort auftretenden, relativ hohen Temperaturen und einerBeaufschlagung mit Kraftstoff und/oder Schmieröl nicht dauerbeständig einsetzbarist, das heißtsolche Kunststoffe haben sich bisher regelmäßig innerhalb der gefordertenBetriebszeiten zersetzt. Hier setzt die Erfindung ein, indem sienach Möglichkeitenfür eineherstellungsmäßige Einstellungdieses Kunststoffes sucht, durch die entgegen allen bisherigen Erwartungeneine ausreichende Dauerbetriebsbeständigkeit gewährleistetist.
    [0008] Ausgehendvon den fürdie Herstellung eines Polyurethans bekannten AusgangskomponentenPolyetherpolyol und Polyesterpo-lyolkonnte durch die Erfindung erstmals festgestellt werden, dass eine solcheDauerbetriebsbeständigkeitdurch den Einsatz einer bestimmten Art der üblicherweise zugesetzten Vernetzungskomponente,nämlichIsocyanat erreicht werden kann. Die bestimmte Art besteht darin,dass diese Komponente eine besonders hohe Reinheit haben muss, wodurcherreicht wird, dass bei dieser vernetzend wirkenden Komponente stets mindestenszwei funktionelle Gruppen fürdie angestrebte Vernetzung sicher zur Verfügung stehen. Die Höhe der zuwählendenReinheit kann von einem Fachmann ohne weiteres experimentell bestimmtwerden und zwar dadurch, dass jeweils die mit einer vorgegebenenReinheit erzielte Dauerbetriebsbeständigkeit getestet wird. Einzusetzenist dann diejenige Reinheit, die gemäß Testergebnis für eine bestimmte gewünschte langeBetriebsbeständigkeiterforderlich ist. Die geforderten Betriebsbeständigkeiten sind durch die üblichenVorgaben der Hersteller von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeugebestimmt.
    [0009] EinKunststoffmaterial mit Bereichen unterschiedlicher Eigenschaften,nämlichbeispielsweise einem harten Bereich mit hoher Formstabilität und einemweichen, elastischen als Dichtmaterial geeigneten Bereich kann vorteilhafterweisemit den gleichen Grundkomponenten durch eine entsprechend unterschiedlicheMischung, das heißtdurch unterschiedliche Mischungsverhältnisse einfach erreicht werden. Wiedie Mischungsverhältnissezu ändernsind, weiß derfür dieHerstellung solcher Kunststoffe zuständige Fachmann. So ist für eine hoheWeichheit ein hoher Anteil an Polyetherpolyol bestimmend, während durcheinen hohen Polyesterpolyolanteil eine Härtesteigerung erzielt werdenkann. Die Vernetzungskomponente Isocyanat wirkt in der gleichenRichtung wie Polyesterpolyol härtend.
    [0010] EinIsocyanat, wie es erfindungsgemäß in hoherReinheit eingesetzt werden muss, lässt sich beispielsweise durchmehrfa che Destillation in einer entsprechend hohen Reinheit erzielen.
    [0011] Daserfindungsgemäße Kunststoffmaterial besitztbei einer „weichen" Ausführung, dasheißtin einer Ausführungmit einer relativ hohen Elastizität, eine relativ hohe Quellungvon beispielsweise 2 bis 3 %. Bei einer „harten" Ausführung liegt die Quellung dagegenerheblich niedriger.
    [0012] Beieiner ring- oder scheibenförmigenEndscheibe bedeutet dies, dass in einer weich gestalteten schmalenRandzone eine gegenüberdem hart ausgeführtenHauptbereich größere Quellungvorliegt. Dies ist in einem Fall, in dem die Randzone radiale Dichtfunktionausübensoll, nicht nur von Vorteil, sondern zwingend erforderlich, um eineausreichende Dichtfunktion zu erhalten. Wichtig ist dabei, dass dersich anschließendeHauptbereich eine geringere Quellung besitzt, das heißt starrund formstabil ist, damit die Endscheibe sich nicht insgesamt ineiner unerwünschtenWeise verformen kann.
    [0013] Einnachstehend noch nähererläutertes Ausführungsbeispielist in der Zeichnung dargestellt.
    [0014] Indieser zeigt die einzige
    [0015] 1 einenSchnitt durch eine ringförmige Endscheibeeines lediglich ausschnittweise gezeichneten Ringfilterelementes.
    [0016] EinRingfilterelement ist aufgebaut aus zu einem Ring sternförmig gefaltetemFilterbahnmaterial 1, das an beiden Längsenden stirnseitig durcheine Kunststoffendscheibe 2 gedichtet ist. In der Zeichnungist das Filterelement in axialer Richtung nur bezüglich einesEndes ausschnittsweise gezeigt. Die dortige Endscheibe 2 istringförmig,währenddie an dem anderen Ende des Filterelementes befindliche Endscheibebeispielsweise eine geschlossene Kreisscheibe sein kann.
    [0017] Derzentrale Innenraum 3 des Filterelementes ist über einenStutzen 4 eines nicht gezeichneten Filtergehäuses miteinem außerhalbliegenden Raum verbunden.
    [0018] Miteiner radial innenliegenden, relativ schmalen Randzone 5 derEndscheibe 2 dichtet diese radial gegenüber dem Stutzen 4.Hierdurch wird ein außerhalbdes Ringfilterelementes liegender, beispielsweise Rohraum, mit eineminnen in dem zentralen Innenraum 3 liegenden Reinraum getrennt.Bei einer solchen Roh- Reinraumaufteilung wird das Filterelementden in der Zeichnung eingetragenen Strömungspfeilen entsprechend vonradial außennach innen durchströmt.
    [0019] Umeine möglichstgute Dichtwirkung in dem Randzonenbereich 5 zu erreichen,wird bei der aus Kunststoff bestehenden Endscheibe 2 derradial angrenzende Hauptbereich 6 starr, das heißt formstabil ausgebildet.Der gegenüberdem Hauptbereich 6 weichere Randzonenbereich 5 weistbei Beaufschlagung mit Kraftstoff und/oder Schmieröl ein erheblich höheres Quell verhaltenauf als der Hauptbereich 6. Für die Dichtwirkung, die vonder Randzone 5 ausgehen soll, ist eine solche Quellungvon großemVorteil, da hierdurch eine feste Anlage zwischen der Randzone 5 unddem Stutzen 4 erreicht wird.
    [0020] Daserfindungsgemäße Kunststoffmaterial eignetsich bezüglichder geforderten Beständigkeit insbesonderebei einer Beaufschlagung mit Dieselkraftstoff, der auch in der Formeines Biodieselkraftstoffes vorliegen kann.
    [0021] Für eine Endscheibe 2 kannbeispielsweise ein Kunststoff eingesetzt werden, der aus folgenden Grundkomponentenbesteht, nämlichPolyetherpolyol, Polyesterpolyol und einem hochreinen Isocyanat inder Form von beispielsweise MDI (Methylendiisocyanat) oder derenHomologe mit jeweils einem Molekulargewicht von größer odergleich 250 g/mol.
    [0022] Hergestelltkann eine erfindungsgemäße Endscheibe 2 beispielsweisewie folgt werden.
    [0023] Ineine Ringform werden durch eine Zweifachdüse für die Bereiche 5 und 6 unterschiedliche Kunststoffmischungenaufgegeben, wobei jede der beiden Mischungen auf die in dem jeweilsbetreffenden Bereich 5, 6 angestrebten Eigenschaftenkomponentenmäßig eingestelltist. Bei der Herstellung kann entweder die Zweifachdüse oderdie Form, in der die Endscheibe 2 hergestellt werden kannrotieren. Das heißtim Grunde ist eine relativ zueinander gerichtete Drehbewegung inder Weise erforderlich, dass ein geschlossener Ring erzeugt werdenkann.
    [0024] DieVerbindung einer erfindungsgemäß hergestelltenund aus erfindungsgemäßem Materialbestehenden Endscheibe 2 mit dem Filtermaterial 1 kannin üblicherweiseerfolgen.
    [0025] DieBetriebstemperaturen des Kraftstoffes und/oder des Motoröles, beidenen das erfindungsgemäße Kunststoffmaterialnoch dauerbeständigist, können.ohne weiteres bei mindestens 150 bis 160° C liegen.
    [0026] Allein der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestelltenMerkmale können sowohleinzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlichsein.
    权利要求:
    Claims (2)
    [1] Kraftstoff- oder Schmieröl-Filterelement eines Verbrennungsmotors,insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit Betriebstemperaturen desKräftstoffes und/oderdes Schmierölesvon über120° C,insbesondere über130° C,umfassend ein Filtermaterial und mindestens ein mit dem Filtermaterialals Einfass- und/oder Haltematerial verbundenes Kunststoffmaterial, dadurchgekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial Polyurethan istund aus den Komponenten Polyestherpolyol, Polyetherpolyol und hochreinemIsocyanat mit mindestens zwei funktionellen Gruppen besteht.
    [2] Filterelement mit einem radial durchströmbaren,als Ring geformten Filtermaterial und mindestens einer ring- oderkreisförmigenEndscheibe aus dem Kunststoffmaterial nach Anspruch 1, bei dem ein radialinnen und/oder außenliegender, im Vergleich zu einem angrenzenden Hauptbereich (6)schmaler Randbereich (5) aus gegenüber dem Material des Hauptbereiches(6) elastischerem Material als radiale Dichtung wirkendausgebildet ist, währendder Hauptbereich formstabil und starr ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dassdas Mischungsverhältniszwischen den das Kunststoffmaterial bildenden Ausgangskomponentenentsprechend der gewünschtenelastischen Verformbarkeit gezielt unterschiedlich eingestellt ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004021786B4|2008-02-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-08-07| 8364| No opposition during term of opposition|
    2019-12-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2020-07-13| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02M0037220000 Ipc: F02M0037320000 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004021786A|DE102004021786B4|2004-05-03|2004-05-03|Kraftstoff- oder Schmieröl-Filterelement eines Verbrennungsmotors|DE102004021786A| DE102004021786B4|2004-05-03|2004-05-03|Kraftstoff- oder Schmieröl-Filterelement eines Verbrennungsmotors|
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