Belüfter

Bilder: Argo-Hytos

Beim Filter gibt es so einige Stellschrauben, an denen die Hersteller drehen können. Aber mit welcher Kombination treffen sie dabei die künftigen Bedürfnisse der Anwender? Argo-Hytos geht davon aus, dass die Variabilität und das Kosten-Nutzen-Verhältnis künftig stark im Fokus stehen werden. Betrachtet man die Produktneuheiten des Herstellers, springen außerdem Gewicht und Bedienbarkeit als zentrale Entwicklungsziele ins Auge.

Hydraulikfiltersystem

Hydraulikfiltersystem: Der Belüftungsfilter ist in den Filterdeckel integriert, genauso wie ein zusätzliches Be- und Entlüftungsventil. Bild: Argo-Hytos

Jüngst auf dem Markt gebracht hat das Unternehmen ein multifunktionales Hydraulikfiltersystem. Es hat eine integrierte Schnellkupplung, die interne Anbaumodule mit dem Filtergehäuse und externe Bauteile wie Rohre und Schläuche mit dem Filterkopfteil verbindet. Über das Befestigungssystem schließen Anwender Standard-Schläuche mit eingepresstem Adapter an das Kopfteil an. Zur Verfügung stehen verschiedene Anschlusskupplungen: gerader Anschlussstutzen, 45-Grad- und 90-Grad-Krümmer in diversen Nennweiten.

Die Tankbefestigung hat der Hersteller neu entwickelt. Der Anwender befestigt den Tankeinbaufilter in einem runden Tankausschnitt mit geringer Einpresskraft. Dafür sind weder Gewinde beziehungsweise Stehbolzen noch Montagewerkzeug nötig. Die Befestigungskraft liegt unter 80 Newton. Ebenfalls noch frisch auf dem Markt ist das Abdichtkonzept, das Tankunebenheiten von bis zu zwei Millimetern abgedichtet.

Der Belüftungsfilter des Systems sitzt integriert im Filterdeckel. Das Filterelement ist ein separates Wechselmodul. Außerdem hat das Unternehmen ein zusätzliches Be- und Entlüftungsventil integriert. Fokus lag bei der Entwicklung allerdings auf der Filter-Wartung. Öffnet ein Anwender den Filterdeckel, wird ein Überlaufbereich geöffnet, über den das Fluid direkt in den Tank zurückgeführt wird.

Dies verhindert, dass Öl während des Filterelementwechsels über das Gehäuse läuft. Das Filterelement entnimmt ein Anwender direkt mit dem Filterdeckel. Ölige Finger sollen somit der Vergangenheit angehören. Beim Verschließen des Filterdeckels rastet das bereits eingesetzte Filterelement in den Deckel ein.

Wandelbares Gerät

Duplexfilter

Duplexfilter: Ein Ziel des Hersteller war es, die Handhabung zu vereinfachen. Bild: Argo-Hytos

n dem modularen Konzept verwendet das Unternehmen für Saugfilter, Rücklauffilter und Rücklauf-Saugfilter das gleiche Basisgehäuse. Die Filter können darüber hinaus als Tankeinbaufilter oder als Leitungseinbaufilter verwendet werden. Das Basismodul ist ein Rücklauffiltergehäuse mit drei Anschlüssen. Herzstück des Systems ist das einteilig gefertigte Kopfteil mit angespritztem Gehäuse. Um einen Saugfilter für den horizontalen Einbau zu erhalten, wird ein Anbaumodul am Gehäuse hinzugefügt.

Mit dem Einbau einer Trennplatte im Kopfteil verändert sich die Strömungsführung – der Anwender erhält einen Rücklauf-Saugfilter. Über ein komplexes Modul werden Druckhalteventil, Druckbegrenzungsventil und Nachsaugventil integriert. Dieses Modul wird mit dem Gehäuseende über das Schnellkupplungssystem verbunden. Baut der Anwender eine Verschlusskappe am Tankauslauf des Gehäuses ein, verwandelt sich das Tankeinbaufilter-Modul in ein Inline-Filter-Modul.

Filterelemente einfacher wechseln

Der Hersteller legte bei der Duplexfilter-Baureihe den Fokus auf Druckverluste und Gewicht. Das Unternehmen setzte dazu die numerischen Strömungsmechanik (CFD) und Finite-Elemente-Methode (FEM) ein. Um die Handhabung und den Bedienkomfort zu verbessern, entwickelte der Hersteller ein neues Umschaltkonzept. Es werden sowohl die Reinseite als auch die Rohseite geschaltet, was den Systemdruckverlust reduziert.

Edelstahlfilterbaureihe

Edelstahlfilter: Eine verbesserte Geometrie spart Material und sorgt gleichzeitig für eine bessere Spannungsverteilung. Bild: Argo-Hytos

Die Strömungsführung zu den beiden Filterbereichen erfolgt über drei parallel laufende Kanäle. Durch deren zylindrische Geometrie ist die Festigkeit relativ hoch bei vergleichsweise geringen Wandstärken. Auf diese Weise verringerte der Hersteller das Bauteilgewicht der Umschaltfilter.

Die Reihe umfasst vier Baugrößen. Beim Volumenstrom werden 40 bis 1320 Liter pro Minute bei einem Systemdruck von 30 bis 450 bar abgedeckt. Der Hersteller liefert die Komponenten mit Anschlussdurchmessern von Nennweite 15 bis Nennweite 65 in metrischer und zölliger Ausführung. Dem Druckverlust rückte der Hersteller über die in-line-liegende Umschalthülse zu Leibe. Durch die damit verbundenen großen, schaltbaren Durchtrittsöffnungen und geringe Umlenkungen reduzieren sich die Gehäusedruckverluste. Zusätzlich ordnete das Unternehmen die Filterelemente exzentrisch im Gehäuse an, was die Druckverluste im Strömungsspalt im Filterelementbereich halbiert.

Durch diese Maßnahmen liegt der Druckverlust selbst bei einem Volumenstrom von 1320 Litern pro Minute bei 1,5 bar bei einer Viskosität von 35 Quadratmillimeter pro Sekunde und einer Filterfeinheit von 16 Mikrometer.

Der Hersteller vereinfachte den Wechsel der Filterelemente: Der Umschaltvorgang verläuft in einem Bewegungsvorgang. Der Druckausgleich erfolgt automatisch während der Drehbewegung des Umschalthebels. Öffnet der Anwender die Ablassschraube, wird die Belüftung automatisch aktiviert. Nach dem Filterelementwechsel wird der Filtertopf automatisch befüllt und entlüftet. Hierfür sind folglich keine besonderen Kenntnisse mehr nötig.

Material gespart

Zeitgleich stellt das Unternehmen eine Edelstahlfilter-Baureihe vor, die für anspruchsvolle Anwendungen gedacht ist. Mit einem neuen Verfahren und einer schlankeren Konstruktion spart der Anbieter bei der Herstellung Material. Auch hier halfen die Software-Werkzeuge FEM und CFD bei der Entwicklung des neuen Gehäuse-Konzeptes. Neben dem Bauteilgewicht gehörten spannungsoptimierte Wandstärken und verringerte Druckverluste zu den Zielen.

Die Innengeometrie des Hochdruckfilter-Kopfteils gestaltete der Hersteller elliptisch, wodurch sich nun eine bessere Spannungsverteilung im Bereich der beiden Anschlussöffnungen ergibt. Die neue Geometrie erlaubt es außerdem, effizientere Fertigungsverfahren anzuwenden.

Der Hersteller verwendet bei dieser Baureihe Exapor-Max2-Filterelemente. Sie werden im Filtertopf exzentrisch angeordnet. Dadurch fällt der Druckverlust im Ringspalt deutlich geringer aus. Das Filterelement ist über Rastsegmente im Filtertopf fixiert. Öffnet der Anwender den Filtertopf, wird das Filterelement also zwangsläufig entnommen. Der Edelstahl-Hochdruckfilter ist für Volumenströme von 40 bis 200 Liter pro Minute und für Drücke bis 450 bar beziehungsweise bis 1500 bar geeignet. Die Beständigkeit der Werkstoffe gegen Säuren, Laugen und wasserbasierte Flüssigkeiten erlaubt den Einsatz in vielerlei Anwendungsfeldern wie Öl- und Gasfiltration, Wasserfiltration, Schiffbau und Offshore.

Autorin : Dagmar Oberndorfer, Redaktion

Technik im Detail

Flexible Komponente in groß und klein

Das multifunktionale Hydraulikfiltersystem ist in zwei Baugrößen verfügbar. Die Volumenströme betragen bis 150 Liter pro Minute für die kleinere beziehungsweise bis 300 Liter pro Minute für die größere Ausführung bei Rücklauffiltern und Rücklauf-Saugfiltern. Bei Saugfiltern sind es bis zu 50 Liter pro Minute beziehungsweise bis zu 100 Liter pro Minute.