Windenergieanlage, Bild: Massimo Cavallo, Fotolia

Forderungen aus der Windenergiebranche gaben den Anstoß für die Entwicklung des Filters. Bild: Massimo Cavallo, Fotolia

Der Filterhersteller Argo-Hytos hat über Strömungssimulationen einen Weg gefunden, den Druckverlust im Hydraulikfilter auf etwa die Hälfte zu senken. Neue Gewebe aus Mix-Materialien sollen die Leistungsdichte der Filter merklich erhöhen.
Die Forderungen der Maschinenbetreiber aus Mobil- und Industriehydraulik wie auch aus der Windkraftbranche nach höheren Maschinenverfügbarkeiten, längeren Wartungsintervallen, günstigeren Ersatzteilen und niedrigeren Betriebskosten waren für Argo-Hytos die Motivation und gleichzeitig das Ziel für die Entwicklung des Filterelements Exapor Max 2.

Filter Exapor Max2, Bild: Argo-Hytos
Eine spezielle Webtechnik verringert den Druckverlust im Filter. Bild: Argo-Hytos

Um die Leistungsdichte der Filter zu verbessern, wollte das Unternehmen einerseits die Schmutzkapazität erhöhen, andererseits den Druckverlust reduzieren. Der Hersteller untersuchte dazu mit Hilfe von Strömungssimulationen die Zustände im Faltenkanal und erfasste dabei die Einflussfaktoren, die für den Druckverlust im gefalteten Filtermaterial maßgeblich verantwortlich sind. Das Ergebnis der darauf folgenden Entwicklungsarbeit ist ein neues Hybridgewebe, das mit einer speziellen Webtechnik hergestellt wird. Diese Webtechnik sorgt dafür, dass die Faltkanäle besser offengehalten werden. Der Druckverlust in der Falte wird dadurch um bis zu 50 Prozent reduziert, wie Praxisversuche bestätigten.

Im Filterelement reduziert sich der Druckverlust dadurch um bis zu 40 Prozent bei gleichbleibendem Volumenstrom. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass bei gegebenem Druckverlust ein bis zu 65 Prozent höherer Volumenstrom mit den Filterelementen realisiert werden kann.

Simulation der Druckverhältnisse in der Falte eines Filterelementes, Bild: Argo-Hytos
Bei der Simulation der Druckverhältnisse in der Falte eines Filterelementes (Schnittdarstellung) sind der Umriss der Falte in schwarz und das Stützgewebe in weiß erkennbar. Bild: Argo-Hytos

Bei der Auslegung von Hydraulik- und Schmierölanlagen können Anwender somit je nach Einsatzfall kleinere Filterbaugrößen verwendet und dadurch Gewicht, Ressourcen und Kosten sparen. In vorhandenen Anlagen ergibt sich durch die Reduzierung des Druckverlustes, dass das Bypassventil zum Schutz der Filterelemente seltener und kürzer geöffnet ist. Dadurch gelangen weniger Partikel durch den Bypass auf die Reinölseite und die Gefahr von Funktionsstörungen aufgrund ungefilterten Öls wird erheblich reduziert.

Das dreilagige Filtermaterial des Elements besteht aus unterschiedlich feinen Glas- und Polyesterfasern. Dieser neuartige Materialmix in den Vor- und Feinstfiltermaterialien der Filterelemente trägt wesentlich zur Verbesserung der Schmutzkapazität bei, die zum Beispiel in der Filterfeinheit 5 µm(c) um bis zu 60 Prozent gesteigert werden konnte. Der niedrige Differenzdruck und die hohe Schmutzkapazität der Filterelemente ermöglichen lange Wartungsintervalle und gute Kaltstarteigenschaften.

Elastisch mit Edelstahl und Polyester

Filterelemente unterliegen je nach Anwendung starken Biegewechselbeanspruchungen, hervorgerufen durch Volumenstrom- und Druckschwankungen, so zum Beispiel in Hydraulikanlagen für Pitchverstellungen. Durch die Volumenstromschwankungen treten Differenzdruckänderungen am Filterelement auf.

Auf der An- und Abströmseite des Filtermaterials ist das eingangs bereits erwähnte Hybridgewebe vor- beziehungsweise nachgeschaltet. Das patentierte Gewebe besteht aus einem Mix aus Edelstahl- und Polyesterfäden. Die in Längsrichtung angeordneten Edelstahlfäden sorgen für die Ableitung elektrostatischer Ladung, was die Schädigung des Filtermaterials und die damit verbundene Verschlechterung der Ölreinheit vermeiden soll. Die quer zu den Metallfäden angeordnet Polyesterfäden sorgen für Biegewechselfestigkeit und verhindern Dauerbrüche.

Die verbesserten Durchflussermüdungseigenschaften sowie die Differenzdruckstabilität sorgen zusammen mit der sicheren Ableitung elektrostatischer Aufladungen für die Langlebigkeit der Filterelemente.

Der auf den Filterbalg aufgeschrumpfte Kunststoffmantel dient außer zur Verbesserung technischer Aspekte auch der optischen Aufwertung. Der Kunststoffmantel ist individuell bedruckbar. Alle Filterelemente sind mit diesem Merkmal versehen, um den Wiedererkennungswert zu steigern und Originale leichter von Kopien zu unterscheiden. Diese Maßnahme ist eine von vielen des Kopierschutzkonzeptes zum Schutz der Produkte. do