DE102010025218A1 - Filtermaterial für Fluide - Google Patents
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Abstract
Ein Filtermaterial für Fluide, insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten, das ein vorzugsweise mehrlagig ausgebildetes Filtermedium (6) aufweist, an dessen zumindest einer Seite eine Stützstruktur flächig anliegt, die aus mindestens einem Einzelgewebe (10, 12) besteht, das aus Schuss (28)- und Kettfäden (32) aufgebaut ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Satz an Schuss (28)- und/oder Kettfäden (32) unter Bildung einer langflottierenden Bindung mehr als zwei benachbarte Kett (28)- bzw. Schussfäden (32) übergreift.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Filtermaterial für Fluide, insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten, das ein vorzugsweise mehrlagig ausgebildetes Filtermedium aufweist, an dessen zumindest einer Seite eine Stützstruktur flächig anliegt, die aus mindestens einem Einzelgewebe besteht, das aus Schuss- und Kettfäden aufgebaut ist.
- Filtermaterialien zur Herstellung von austauschbaren Filterelementen in hydraulischen Anlagen sind in mannigfacher Ausgestaltung bekannt und bestehen beispielsweise aus einem Filtervlies, vorzugsweise mehrlagig, mit einer Stützstruktur auf ein oder beiden Seiten (Anström- oder Abströmseite). Solche Filterelemente werden beispielsweise von einer zu filtrierenden Hydraulikflüssigkeit durchströmt, wobei sich von der Rohseite zu der Reinseite eine z. T. beträchtliche Druckdifferenz ergibt. Um dieser Druckdifferenz und auch dynamischen Strömungskräften in dem Unfiltrat standhalten zu können, weisen die Filtermaterialien, aus denen entsprechende Filterelemente gefertigt sind, sogenannte Stützstrukturen auf. Solche Stützstrukturen unterliegen einer starken Druckwechselbelastung im Betrieb eines Filterelementes. Bekannte Stützstrukturen sind meist aus Metallgeweben, insbesondere Geweben aus Edelstahldrähten gebildet. Im Stand der Technik sind solche Gewebe in Form von Standardgeweben ausgeführt, wobei in der Art einer sogenannten Leinwandbindung die Fäden immer abwechselnd über und dann wieder unter dem nächsten Faden verwebt sind. Solche herkömmlichen Stützstrukturen werden den beiden zu stellenden Anforderungen, nämlich hohe mechanische Festigkeit bei möglichst hoher Fluiddurchlässigkeit, nicht gleichermaßen gerecht. Bei dieser Webart führen größere Maschenweiten zwar zu geringeren Strömungswiderständen, andererseits bedingt eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Druckwechselbelastungen bei dieser Webart verhältnismäßig geringe Maschenweiten.
- Im Hinblick auf diese Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filtermaterial zur Verfügung zu stellen, bei dem die Stützstruktur trotz einer anzustrebenden hohen Fluiddurchlässigkeit eine besonders hohe Strukturfestigkeit gewährleistet.
- Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Filtermaterial gelöst, das die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
- Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Stützstruktur zumindest ein Einzelgewebe aufweist, das in einer von einem Standardgewebe abweichenden Webart ausgeführt ist, wobei die Schuss- und/oder Kettfäden in einer langflottierenden Bindung derart verwebt sind, dass Flottungen gebildet sind, bei denen Fadenübergriffe über mehr als zwei benachbarte Fäden erfolgen. Durch eine derartige Webart lässt sich ein wesentlich besserer Kompromiss hinsichtlich guter Festigkeitseigenschaften und hoher Fluiddurchlässigkeit realisieren.
- Mit Vorteil ist die Anordnung so getroffen, dass der zumindest eine Satz an Schuss- und/oder Kettfäden ein Einzelgewebe in Atlasbindung bildet, wobei ein Fadenübergriff über vier benachbarte Fäden im Webzyklus vorgesehen ist, indem beispielsweise die Schussfäden über jeweils vier benachbarte Kettfäden verlaufend gewebt sind.
- Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann zusätzlich zu einem derartigen, ersten Einzelgewebe in Atlasbindung ein zweites Einzelgewebe vorgesehen sein, wobei beide Einzelgewebe über eingewebte Bindefäden miteinander verbunden sind.
- Mit Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass die Bindefäden als Bindeschussfäden zusätzlich zu den Schussfäden der beiden Einzelgewebe in die Gewebestruktur eingewebt sind.
- Wenn das zusätzliche zweite Einzelgewebe in Leinwandbindung ausgeführt ist, kann zur Ausbildung einer vorteilhaften Gewebestruktur so vorgegangen werden, dass die Bindeschussfäden jeden vierten Kettfaden der Leinwandbindung des zweiten Einzelgewebes übergreifen und jeden fünften Kettfaden der Atlasbindung des ersten Einzelgewebes untergreifen.
- In besonders vorteilhafter Weise können Schuss- und/oder Kettfäden zumindest eines Einzelgewebes aus Metalldraht, insbesondere Edelstahl, oder aus Kunststoff bestehen.
- Die Bindeschussfäden können ebenfalls aus Metalldraht, insbesondere Edelstahl, oder aus Kunststoff bestehen.
- Besonders gute Festigkeitseigenschaften lassen sich realisieren, wenn die Stützstruktur ein Vlies, vorzugsweise ein beschichtetes Polyestervlies, aufweist, auf das das zumindest eine Einzelgewebe auflaminiert ist.
- Gemäß dem Patentanspruch 10 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Filterelement, insbesondere zylindrisches Filterelement, mit einer Vielzahl von einzelnen Filterfalten, bestehend aus einem Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das auf einer oder beiden Seiten mit einer Stützstruktur versehen ist.
- Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
-
1 einen im Mikroskop vergrößert dargestellten Ausschnitt eines Filtermaterials gemäß dem Stand der Technik; -
2 eine schematische Darstellung des Webmusters einer Atlasbindung; -
3 einen abgebrochen und gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa fünffach vergrößerten Ausschnitt eines für das erfindungsgemäße Filtermaterial vorgesehenen Einzelgewebes in Form einer Atlasbindung; -
4 einen gegenüber3 stark vergrößert gezeichneten Ausschnitt der Stützstruktur eines Ausführungsbeispieles mit aus zwei Einzelgeweben gebildeter Stützstruktur, gesehen auf das als Standardgewebe ausgeführte Einzelgewebe, und -
5 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie V-V von1 . - Die
1 zeigt einen stark vergrößert gezeichneten Ausschnitt eines Filtermaterials gemäß dem Stand der Technik, gesehen auf die in Form eines Edelstahlgewebes ausgebildete Stützstruktur. Das Gewebe aus Kettfäden2 und Schussfäden4 ist als Standardgewebe in Leinwandbindung ausgeführt, wobei die Maschenweite in Kettrichtung etwa 970 μm und in Schussrichtung etwa 890 μm beträgt, bei einer Dicke der Kettfäden von etwa 150 μm und der Schussfäden von etwa 170 μm. Das Gewebe liegt flächig am Filtermedium6 an. - Die
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Filtermaterials gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Stützstruktur aus einem Einzelgewebe gebildet ist, dessen Webart sich von einem Standardgewebe dadurch unterscheidet, dass eine langflottierende Bindung vorgesehen ist, bei der ein Fadenübergriff über mehr als zwei benachbarte Fäden erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel von3 handelt es sich hierbei um ein Atlasgewebe, wie es in2 als Fadenschema dargestellt ist, wobei die in2 beispielhaft mit A bezeichneten Fäden jeweils vier benachbarte, mit B bezeichnete Fäden übergreifen, wonach der Untergriff des nächstfolgenden Fadens B erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel von3 sind es die Schussfäden4 , die jeweils vier benachbarte Kettfäden2 übergreifen. - Während es sich beim Beispiel von
3 um ein Einzelgewebe handelt, zeigen4 und5 ein abgewandeltes Beispiel, bei dem zusätzlich zu einem in Atlasbindung ausgeführten Einzelgewebe10 ein zweites Einzelgewebe12 vorhanden ist, das in Standardbindung (Leinwandbindung) ausgeführt ist und mit dem ersten Einzelgewebe10 einen Verbund bildet und als Stützgewebe dient. Der Verbund der beiden Einzelgewebe10 ,12 ist in der Weise gebildet, dass Bindeschussfäden26 zusätzlich zu den Schussfäden4 des Standardgewebes (Einzelgewebe12 ) und den Schussfäden28 des Atlasgewebes (Einzelgewebe10 ) eingewebt sind, wobei die Bindeschussfäden26 sich, wie aus4 erkennbar ist, mit den Schussfäden4 des Einzelgewebes12 abwechseln. - Die Schnittdarstellung von
5 zeigt die Einbindung der Bindeschussfäden26 . Ausgehend von einem Untergriff eines Kettfadens32 des ersten Einzelgewebes10 (Atlasgewebe) verlaufen die Bindeschussfäden26 in einem Winkel von etwa 40° zur Gewebeebene bis zu einem Übergriff eines Kettfadens2 des zweiten Einzelgewebes12 (Leinwandbindung) und von dort in steilerem Verlauf zum Untergriff eines Kettfadens32 des ersten Einzelgewebes10 , wobei sich zwischen den Untergriffen der Kettfäden32 jeweils vier Kettfäden32 befinden. Die Übergriffe an den Kettfäden2 des zweiten Einzelgewebes12 erfolgen an jedem vierten Kettfaden2 . - Wie sich gezeigt hat, führt der Ersatz von Standardgeweben durch eine abweichende Webart, wie die Atlasbindung, zu einem optimalen Kompromiss von Strukturfestigkeit und Durchlasseigenschaften für Fluide. Insbesondere ist dies bei einem wie in
4 und5 gezeigten Beispiel der Fall, wo das Atlasgewebe mit einem in Standardbindung ausgeführten Stützgewebe vereinigt ist. - Besonders gute Eigenschaften der Stützstruktur ergeben sich, wenn das jeweilige Gewebe, sei es ein Einzelgewebe
10 in Atlasbindung für sich oder ein Gewebeverbund aus Einzelgewebe10 und Einzelgewebe12 , nicht unmittelbar am Filtermedium6 anliegt, wie es in1 am Beispiel des Filtermaterials gemäß dem Stand der Technik der Fall ist, sondern wenn die Stützstruktur in der Weise ausgebildet ist, dass das zumindest eine Einzelgewebe10 ,12 auf ein Vlies30 auflaminiert ist. Besonders gute Eigenschaften ergeben sich, wenn das Gewebe10 ,12 aus Kunststofffäden gebildet ist, beispielsweise aus Polybutylenterephtalat, Polypropylen oder Polyester, das auf ein vorzugsweise beschichtetes Vlies auflaminiert ist, etwa ein Polyestervlies oder ein Vlies aus PBT oder PP. Ein derartiges Laminat führt zu einer verbesserten und steiferen Abstützung und resultiert außerdem in einem verbesserten Differenzdruckverhalten des Filtermaterials sowie einer verbesserten Kollapsstabilität. Es gibt keinen Verzug in X-Richtung, d. h. das Material ist wesentlich formstabiler als die beiden Einzellagen zusammen. Zusätzlich ist dieses Laminat dünner als die beiden Einzellagen, und es passen mehr Falten (Fläche) in das Filtermaterial. Das Laminat hat zudem eine verbesserte Drainagefunktion als die beiden Einzellagen zusammen hätten, was sich zusätzlich in einem niedrigeren Differenzdruck beim Filtrationsbetrieb niederschlägt. Die3 verdeutlicht ein derartiges Ausführungsbeispiel, bei dem das als Atlasgewebe ausgeführte Einzelgewebe10 , das aus Kunststofffäden28 und32 gewebt ist, vollflächig auf ein in3 mit30 bezeichnetes, beschichtetes Polyestervlies auflaminiert ist.
Claims (10)
- Filtermaterial für Fluide, insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten, das ein vorzugsweise mehrlagig ausgebildetes Filtermedium (
6 ) aufweist, an dessen zumindest einer Seite eine Stützstruktur flächig anliegt, die aus mindestens einem Einzelgewebe (10 ,12 ) besteht, das aus Schuss (28 )- und Kettfäden (32 ) aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Satz an Schuss (28 )- und/oder Kettfäden (32 ) unter Bildung einer langflottierenden Bindung mehr als zwei benachbarte Kett (28 )- bzw. Schussfäden (32 ) übergreift. - Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Satz an Schuss (
28 )- und/oder Kettfäden (32 ) ein Einzelgewebe (10 ) in Atlasbindung bildet. - Filtermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zu dem ersten Einzelgewebe (
10 ) in Atlasbindung ein zweites Einzelgewebe (12 ) aufweist und dass beide Einzelgewebe (10 ,12 ) über eingewebte Bindefäden (26 ) miteinander verbunden sind. - Filtermaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindefäden als Bindeschussfäden (
26 ) zusätzlich zu den Schussfäden (4 ,28 ) der beiden Einzelgewebe (10 ,12 ) in die Gewebestruktur eingewebt sind. - Filtermaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche zweite Einzelgewebe (
12 ) in Leinwandbindung ausgeführt ist. - Filtermaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindeschussfäden (
26 ) jeden vierten Kettfaden (2 ) der Leinwandbindung des zweiten Einzelgewebes (12 ) übergreifen und jeden fünften Kettfaden (32 ) der Atlasbindung des ersten Einzelgewebes (10 ) Untergreifen. - Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schuss (
4 ,28 )- und/oder Kettfäden (2 ,32 ) zumindest eines Einzelgewebes (12 ,10 ) aus Metalldraht, insbesondere Edelstahl, oder aus Kunststoff bestehen. - Filtermaterial nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindeschussfäden (
26 ) aus Metalldraht, insbesondere Edelstahl, oder aus Kunststoff bestehen. - Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur ein Vlies (
30 ), vorzugsweise ein beschichtetes Polyestervlies, aufweist, auf das das zumindest eine Einzelgewebe (10 ,12 ) auflaminiert ist. - Filterelement, insbesondere zylindrisches Filterelement mit einer Vielzahl von einzelnen Filterfalten, bestehend aus einem Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das auf einer oder beiden Seiten mit einer Stützstruktur (
10 ,12 ,30 ) versehen ist.
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