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Die Grundlagen der Filtertechnik erklärt

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Filtertechnik

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Gruppe Druckfilter 72spi

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Filtertechnik bildet einen zentralen Baustein im Komponenten- und Systemangebot von ARGO-HYTOS. Unsere zahlreichen innovativen Lösungen in den Bereichen Industrie- und Mobilhydraulik wären ohne Filtration überhaupt nicht möglich. Aber wie funktioniert Filtertechnik genau? Was leistet sie in Anlagen und Maschinen?

Lesen Sie hier mehr zum Thema Filtertechnik.

So wirkt ein Filter

Filter wirken wie ein Sieb. Sie halten Feststoffe aus Flüssigkeits- oder Gasströmen fest. Bei Sieben entsteht ein feststofffreies Filtrat und ein Filterkuchen aus den aufgefangenen Feststoffen.

Die Trennung erfolgt jedoch nicht autark, sondern erst durch die Druckdifferenz im Transportmedium vor und nach dem Filtermedium. Für diese Druckdifferenz kann das Medium mit Überdruck durch den Filter gepresst oder durch ihn hindurch mit Unterdruck gesaugt werden. Ebenso sorgt hydrostatischer Druck oder Zentrifugalkraft für den Antrieb einer Filtration.

Filtrationsprinzipien

In der Hydraulik sind folgende zwei Filtrationsprinzipien am häufigsten anzutreffen:

  • Oberflächenfiltration
  • Tiefenfiltration

Die Oberflächenfiltration

Diese Filter besitzen geometrisch definierte Lücken, die Partikel werden an der Oberfläche abgeschieden. Bei sehr hohem Schmutzanfall wächst auf dem Filter (Siebgewebe) ein Filterkuchen, der mit zunehmender Dicke wie ein zusätzlicher Filter wirkt. Dieser Filterkuchen sollte regelmäßig entfernt werden, um die Kontrolle über den Filtrationsprozess zu behalten.

Die Tiefenfiltration

Tiefenfilter verwenden Vliese mit chaotisch angeordneten Fasern, zwischen denen in der Tiefe die Feststoffpartikel abgeschieden werden. Das Reinigen des Filtermaterials (z. B. Glasfaservlies) ist nicht möglich. Daher müssen die Filter gewechselt werden, wenn sie vollständig verschmutzt sind. Tiefenfiltration wird vor allem dort genutzt, wo nur das Fluid weiterverwendet werden soll. Verschmutzte Filtereinsätze gehen in die Entsorgung.

Die Physik hinter der Filtration

Zur Filtration werden Filtermedien gewählt, deren Lücken oder Poren kleiner sind als die Größe der abzuscheidenen Partikel. Zusätzlich sorgt die Trägheit der Schmutzpartikel in Fluidströmen für eine Abscheidung am Filtermaterial. Bei Gasen unterstützt zudem die Elektrostatik eine Filtration. Dazu erhalten die dort genutzten Vliesfilter eine elektrische Aufladung in all ihren Fasern.

Verschiedene Filtermedien

Nicht nur bei der Filtration von Gasen kommen Vliese aus Zellulose, Glasfaser oder Kunststoff zur Anwendung. Sie dienen genauso zur Filtration von Flüssigkeiten wie auch

  • Gewebe aus Kunststoff- oder Metalldrähten,
  • poröse Festkörper (meist Sintermetalle) und
  • Schüttungen.

Weiter verfeinerte Filtration sollen zukünftig Nanofilter leisten.

Häufig werden moderne Filtermaterialien noch chemisch oder physikalisch behandelt, um ihre natürlichen Filtereigenschaften zu steigern oder zu optimieren.

Welche Filtermedien nutzt ARGO-HYTOS?

In unseren Saugfiltern für den Tankeinbau finden Sie zum Beispiel Siebgewebe aus engmaschig gewebten Polyesterdrähten. Dieses besitzt eine Maschenweite von bspw. 135 Mikrometern beziehungsweise 0,135 Millimetern.

Andere Filter wie unsere Rücklauffilter für den Leitungseinbau schaffen sogar noch mehr. Mit mehrlagigen Glasfaservliesen halten sie selbst Partikel kleiner als zehn Mikrometer beziehungsweise 0,01 Millimetern Größe zurück.

Diese zwei Beispiele aus dem Portfolio der Filtertechnik von ARGO-HYTOS zeigen Ihnen, welche Präzision bei der Filtration heute möglich ist – und wir entwickeln sie laufend weiter.

Dies geschieht zum Beispiel mit den EXAPOR®MAX 3 Filterelementen, den Nachfolgern unseres Erfolgsmodells EXAPOR®MAX 2. Die dritte Generation dieses Filteraufbaus verringert den Druckverlust noch einmal um bis zu 20 Prozent. Sie bringt daneben eine bis zu 15 Prozent größere Schmutzaufnahmekapazität und viele weitere Vorteile mit.

Diese können Sie Tag für Tag in Ihren Anlagen sehen: mit einer höheren Maschinenverfügbarkeit, längeren Wartungsintervallen und niedrigeren Betriebskosten.

Wichtige Eigenschaften eines Filters

Die Qualität beziehungsweise den Wirkungsgrad eines Filters erkennen Sie an verschiedenen Angaben oder Eigenschaften. Im Folgenden gehen wir kurz darauf ein.

Filtrationsquotient und Abscheidegrad

Der Filtrationsquotient ß wird ähnlich einem Wirkungsgrad als Verhältnis aus der Partikelzahl vor Filter und der Partikelzahl nach Filter errechnet. Der Abscheidegrad verarbeitet den Filtrationsquotient um als prozentuale Angabe darzustellen, wie effizient ein Filter Schmutzpartikel aus einem Fluid abscheidet.

Die Schmutzaufnahmekapazität

Bei dieser Eigenschaft gibt es zwei Angaben: absolute Schmutzaufnahme- kapazität in Gramm und spezifische Schmutzaufnahmekapazität in Milligramm pro Quadratzentimeter. Beides wird nur im Zusammenhang mit Tiefenfiltern verwendet.

Der Druckverlust

Strömen Fluide durch einen Filter, dann entsteht regelmäßig ein Druckverlust. Es gibt einen Anfangsdruckverlust für jedes noch unbenutzte Filter. Je mehr Schmutz zurückgehalten wird, desto größer fällt der Druckanstieg am Filter aus. Diesen Effekt machen sich auch Verschmutzungsanzeigen zu Nutze, um den optimalen Zeitpunkt der Filterwartung auszugeben.

Die Reinigung

Robust aufgebaute Oberflächenfilter von ARGO-HYTOS können bis zu 3-mal gereinigt werden. Tiefenfilter, eingesetzt bei mittlerem Schmutzanfall und durchströmt mit Nennvolumenstrom, können mind. 1000 Betriebsstunden verwendet werden. Grundsätzlich wird ein Austausch 1-mal jährlich empfohlen. Übrigens: 1000 Betriebsstunden entsprechen bei einem PKW einer Fahrleistung von 60000 km.

Welche Filtertechnik bietet ARGO-HYTOS an?

Unsere hydraulischen Antriebe für die Industrie- und Mobilhydraulik arbeiten mit verschiedenen Ölen und Schmierstoffen. Neuöle enthalten selbst in optimaler Qualität zuviel Verunreinigungen und sollten nicht unfiltriert eingefüllt werden. Die Größe dieser Schmutzpartikel bewegt sich meist nur im Bereich weniger Mikrometer, was sie für das menschliche Auge unsichtbar macht. Dennoch genügt das, um Anlagen oder Maschinen langfristig zu schaden.

Dann kommt es zuerst zu häufigeren Anlagenausfällen mit Reparaturbedarfen und teuren Ausfallzeiten. Insgesamt sinkt die Lebensdauer der Maschinen, was weitere hohe Kosten verursacht. Demgegenüber fällt die Investition in ein geeignetes Filtersystem marginal aus. In unsere Anlagen oder Maschinen integrieren wir passende Filter direkt. Wir bieten Ihnen aber genauso einzelne Filter zum Einbau oder zur Nachrüstung in Ihren Anlagen an.

Saugfilter

Saugfilter installieren Sie in Tanks, an einem Sauganschluss oder direkt an der Saugleitung von Pumpen. Genau diese Pumpen schützen Saugfilter vor Verunreinigungen die aus dem Tank angesaugt werden. Bei der Anlagenplanung muss stets berücksichtigt werden, wie die Filter die Pumpenleistungen beeinflussen.

Saugfilter eignen sich außerdem wenig für eine Feinfiltration. Sie lassen dann einen zu großen Unterdruck in der Saugleitung entstehen.

Rücklauffilter

Rücklauffilter von ARGO-HYTOS erhalten Sie als Tankauf- sowie als Tankeinbaufilter und als Leitungsfilter. Um das rückströmende Öl zu reinigen bevor es in den Tank eintritt, empfiehlt sich die Verwendung eines Rücklauffilters. Der Einbau erfolgt direkt am Tank oder am Ende der Rücklaufleitung.

Druckfilter

Druckfilter integrieren Sie direkt nach einer Pumpe in die Druckleitung. Die Filter schützen dann alle nachgelagerten Komponenten. Neben Druckfiltern bis ca. 100 bar Betriebsdruck finden Sie bei uns selbstverständlich auch Hochdruckfilter.

Einfüll- und Belüftungsfilter

Diese Filter platzieren Sie unmittelbar auf Ihrem Hydrauliktank. Dort sorgen sie für die Filtration der einströmenden Luft und vermeiden so einen Schmutzeintrag aus der Atmosphäre. Die Filterfeinheit des Belüftungsfilters sollte feiner sein als die des feinsten Filters im Hydraulikkreislauf.

Filteraggregate

Nebenstromaggregate filtern die Druckflüssigkeit in einem separaten Kreislauf. So entlasten Sie die Filter im Hauptstrom. Das ermöglicht Ihnen einen effizienteren Betrieb des gesamten Systems.

Was sind die Auswahlkriterien für die Filtertechnik?

Achten Sie bei der Filterauswahl auf

  • Filterfeinheit - abgeleitet aus der nötigen Ölreinheit,
  • Differenzdruck- bzw. Filtrationsstabilität,
  • Größe/Standzeit und weitere Einbaukriterien,
  • Medienverträglichkeit sowie Viskosität,
  • konstruktive Gegebenheiten und
  • hydraulische Gegebenheiten.

     

Prüfen Sie die Einsatzbedingungen regelmäßig und wechseln Sie den Filtereinsatz gemäß den Herstellervorgaben oder mindestens einmal pro Jahr. Die Kosten dafür rechnen sich gegenüber denen für defekte Anlagen schnell.

Einfach persönlich zu Filtertechnik und mehr von ARGO-HYTOS beraten lassen

Zu unserem kompletten Produktportfolio finden Sie auf unserer Internetseite ausführliche Katalogblätter mit allen technischen Spezifikationen für die Produktauswahl. Sie haben noch Fragen oder wünschen eine persönliche Beratung?

Dann steht Ihnen unser kompetenter Kundenservice online oder telefonisch zur Verfügung. Lassen Sie sich zu einzelnen Filtersystemen und der passenden Komponentenauswahl beraten.

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