EP2244803A2 - Filter mit einem filtermedium das gegen auftretende elektrische aufladungen ausgelegt ist - Google Patents

Filter mit einem filtermedium das gegen auftretende elektrische aufladungen ausgelegt ist

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EP2244803A2
EP2244803A2 EP08870973A EP08870973A EP2244803A2 EP 2244803 A2 EP2244803 A2 EP 2244803A2 EP 08870973 A EP08870973 A EP 08870973A EP 08870973 A EP08870973 A EP 08870973A EP 2244803 A2 EP2244803 A2 EP 2244803A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
filter medium
fluid
charge
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP08870973A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schmitz
Edwin Koch
Matthias Schwender
Claudia Brocker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Filtertechnik GmbH filed Critical Hydac Filtertechnik GmbH
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Priority to EP15002372.9A priority patent/EP2977090A1/de
Priority to EP15002352.1A priority patent/EP2985066A1/de
Publication of EP2244803A2 publication Critical patent/EP2244803A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/005—Filters specially adapted for use in internal-combustion engine lubrication or fuel systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2003—Glass or glassy material
    • B01D39/2017—Glass or glassy material the material being filamentary or fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/12—Pleated filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/50—Means for dissipating electrostatic charges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0241—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising electrically conductive fibres or particles

Definitions

  • the invention relates to a filter with a filter medium, which serves in operation for cleaning fluid, in particular in the form of hydraulic fluid.
  • Filters of the abovementioned type are commercially available and find widespread use, for example, in hydraulic systems in system branches through which hydraulic oils flow as fluid.
  • a support tube preferably made of plastic material
  • two end caps are regularly provided, between which extends the filter medium and, if necessary, the plastic support tube.
  • the end caps are also preferably made of plastic materials, in particular the plastic support tube is formed in the manner of an injection molded part.
  • the support tube is formed from a perforated metal shell or the support tube can also be completely omitted as a support element for the filter medium.
  • the adhesive used often in the form of an epoxy resin or PU adhesive, provides a kind of insulating layer between inserted filter medium, the two end caps and / or the support tube ago, whereby the isolation effect still da- is further reinforced by the fact that the support tube is preferably always made longer than the actual filter medium (mesh pack), so that it can act on this forces in the longitudinal direction. If a pertinent introduction of force is not avoided, it can not be ruled out that due to the occurring compressive stresses when flowing through the filter medium with the fluid, this will be damaged and in this way a sufficient filtration performance is no longer guaranteed.
  • the invention has for its object to ensure the known filter elements while maintaining its advantages, namely high reliability and high pressure stability, even at high flow rates to be cleaned off fluid, to further improve to that effect, especially in operation the filter element can not come to harmful potential differences.
  • This object is achieved by a filter having the features of patent claims 1, 2, 3 and 6.
  • the filter medium is made of a material such that its potential is different from the fluid to be cleaned, especially in the form of hydraulic oil, low.
  • a filter medium that has a low potential for oil, it is ensured that no large charge can be generated.
  • the size of the resulting amount of charge and the associated potential structure between the hydraulic oil flowed through the filter medium and the oil itself can be selectively influenced by suitable choice of material.
  • the known electrical voltage series for various filter materials provided for the filter medium one can estimate the potential that forms between two interacting components, in our case between oil and filter medium. In the case of this procedure, very little charge is generated in principle, so that only the problem does not arise of having to derive them to a ground point as shown in the prior art.
  • Active media is, here in the form of individual layers, of which the filter medium is constructed, it comes to a larger charge generation between them. It is thus particularly advantageous, not only as in the first variant, to use filter layers for the filter medium which anyway have a lower potential for the fluid to be cleaned off, but to provide that a first layer of the filter medium has a fluid (oil) to be filtered. has positive potential and a second subsequent single layer of the filter medium, which is then flowed through by the fluid, is selected from the series of materials with negative potential, with the result that the first layer first positively charges the fluid, but the second layer again negative , and the resulting charges are partially or completely neutralized in this way.
  • the corresponding compensation effect also occurs if, in reverse order, the fluid to be cleaned should first flow through the second layer with the negative potential and then through the first layer with the positive potential.
  • a filter is provided with a filter medium as one of its components, which serves in operation for cleaning fluid, in particular in the form of the already mentioned hydraulic fluid (oil).
  • the filter with its respective components for the targeted Dissipation of electrical charge along a predetermined path at least partially dissipative materials used.
  • the filter solution according to the invention leads the charge away in time slower than a conductive filter and would not charge the fluid (oil) too much in operation.
  • materials having a conductivity between 10 3 and 10 9 ⁇ m are used as the dissipative region for the desired slow electron transport.
  • a charge compensation layer is assigned, which at least partially returns the resulting electrical charge of the fluid to the associated filter medium.
  • This charge compensation layer which may also be formed by a coating on the Filterrnedium, thus reducing the charge of the fluid and the Filterrnediums and thus prevents discharges in the filter.
  • the filter medium is conductive and the charge can be released quickly to the filter housing and thus against "ground"
  • the constituents or fibers are formed in the form of a matrix structure.
  • the filter medium is preferably formed pleated and is supported between two end caps of the filter at least in the inner region on a fluid-permeable support tube.
  • Figure 1 is a partially cutaway view of a longitudinal view of a filter.
  • FIG. 2 shows in perspective plan view and partially in cutaway form the upper part of the filter according to FIG. 1 with the better illustration because of unfolded individual layers of the filter medium used;
  • the filter may also have a different structure, in particular be designed in the manner of a flat filter mat or filter plate, as they are used as an example for so-called.
  • Stacking filter The filter presented here is constructed in the manner of a so-called.
  • Filter element and has a filter medium 10 which extends between see two end caps 12,14 which are each connected to an assignable end portion 16,18 of the filter medium 10, which in übri- gene on the inside circumference on a fluid-permeable support tube 20 is supported.
  • the filter medium 10 can be connected at the end regions 16, 18 via an adhesive layer to the end caps 12, 14.
  • the respective adhesive bed is marked with the reference numeral 22.
  • the filter medium 10 For cleaning, the fluid passes from outside to inside the filter and consequently the filter medium 10.
  • the filter medium 10 is shown in FIG. 1 as a cylindrical filter mat part; an execution that is so completely realizable.
  • the filter medium 10 is formed pleated according to the partial illustration according to FIG. 2; So extends in the form of filter folds around the support tube 20 around.
  • the filter medium 10 is constructed in multiple layers.
  • the multi-layer structure has an outer support layer 24, which serves in particular in the form of a net or a fabric for stabilizing the other layer structure.
  • an inner support layer 26 may be present.
  • a prefilter layer 28 and a main filter layer 30 are present.
  • outer support layer 24 and pre-filter layer 28 and between the main filter layer 30 and inner support layer 26 may still be used not shown in detail anstrom solvedes web for mechanical protection of the filter layers or a suitably trained downstream side fleece (also not shown).
  • a six-layered or other multilayer structure of the filter medium is customary in the prior art, so that it will not be discussed in more detail here. Since, for reasons of weight and for reasons of recycling, modern filters are visibly constructed from plastic materials, this is fundamentally accompanied by the problem of increased static charge and the disadvantageous, so-called triboelectric effects already described can occur.
  • the respective end cap 12,14 is provided inwardly and outwardly in each case with a projecting annular surface 32 which integrates the assignable adhesive bed 22 between them.
  • Both the end caps 14,16 and the support tube 20 are preferably formed in the form of plastic injection molded parts.
  • Trennsegrnent 34 is mounted along the circle segments which limit the fluid passages, or clipped accordingly at a junction 36, wherein the individual nen nen walls 38 of the pertinent segment 34 seen from above in the form of a three-pointed star and, moreover, optimize the flow guidance in the interior of the filter, namely in the direction of a passage 40 in the region of the lower end cap 14, via which the cleaned fluid leaves the filter.
  • a basic prerequisite for the described functions is that the fluid per se is not conductive, but when passing through the filter can experience electrostatic charges that can lead to the adverse effects already described in the subsequent fluid circuit, for example, discharges involving the oil Aging faster or even destroy the filter.
  • the first two solution variants use material combinations with different potentials for the oil.
  • filter materials can be used which have a low potential for oil, so that no large charge can be generated, and on the other hand it is possible to use several filter materials which have different potentials for the oil and thus the electric charge partially or completely neutralize the oil. If filter materials are mentioned, they can form the entire filter medium 10; but it is also possible that only individual layers, such as the pre-filter layer 28 or the main filter layer 30, equipped with pertinent filter materials or are completely composed of these.
  • the size of the resulting amount of charge and the potential structure between the oil-flowed filter medium 10 and the oil can be selectively influenced by suitable choice of material.
  • the potential the is formed between two materials, in this case between oil and filter medium, estimate. Bringing two different materials in contact, forms a potential between the two. For example, if an elastomeric silicone material, which is in the positive polarity at the top in the triboelectric voltage series, is in contact with polytetrafluoroethylene, which is described as the most negative in that series, the potential between them is maximum and electrons of the negative polytetrafluoroethylene begin to flow to the positive elastomeric silicone material to make the desired charge balance.
  • Polyurethane flexible sponge 30 Borosilicate glass, ground surface
  • Polyethylenes 40 poly (diphenylol propane carbonate)
  • FIG. 3 the figure showing the stress in the oil after flowing through different glass fiber materials as a function of the mean pore size. Depending on the glass fiber filter material used, the voltage then approaches zero.
  • the first layer prefilter layer 28
  • the second layer as the main filter layer 30, which is then traversed by the oil, a negative potential tial and thus is in the table below the oil.
  • the first layer 28 then charges the oil positively and the second layer 30 again negative.
  • the charges generated in this way should be able to partially or completely neutralize in this way and damaging effects are completely avoided.
  • glass fibers synthetic material (eg meltblown, spunlace, spunbonds, nonwovens, type of material: polyester, polypropylene, polyamide, Polycarbonate), metal mesh, degraded metal, metal fleeces, carbon fibers, cellulose, etc.
  • Advantageous combination variants would be, for example: glass - synthetics glass - cellulose glass - metal Synthetic - Cellulose Synthetic - Metal Cellulose - Metal Glass - Synthetic - Cellulose Glass - Synthetic - Metal Glass - Cellulose - Metal Synthetic - Cellulose - Metal Synthetic - Cellulose - Metal
  • Another solution variant is based on the defined discharge capacity of the entire system.
  • the idea is therefore a defined discharge of charge from the filter medium 10 to the actual filter housing (not shown).
  • defined derivative is intended to mean that an average conductivity of the materials in the filter is chosen, which ensures that the charge with a mean speed "escape" from the filter.
  • filters or filter elements there are two types of filters or filter elements on the market so far. These are conductive and non-conductive filters.
  • the charge generated between the filter medium and the oil in the filter is conducted towards the housing via metallic filter element components, such as wire mesh, support tube or end caps, which are in electrical contact with one another.
  • metallic filter element components such as wire mesh, support tube or end caps, which are in electrical contact with one another.
  • the disadvantage of the pertinent solution is that the highest charge is created for the oil, since the charge withdrawn from the oil can be continuously removed via the filter medium to the housing, so that no equilibrium or saturation can be established in the filter.
  • the oil constantly supplies new charge to the filter medium and the oil thus leaves the filter highly charged, which can lead to rapid oil aging.
  • no charge can build up in the filter, since it has the conductive components led away with the result that discharges in the filter, which could destroy the filter materials, are largely excluded.
  • the filter is non-conductive, i. the charge generated between the respective filter material and oil is not dissipated to the filter housing in the filter. It comes with a correspondingly high charge quantities then to a potential buildup in the filter and ultimately to discharges between the filter and a ground point, such as the associated filter housing. Furthermore, discharges within the filter may occur between sites of different potential, damaging the filter media and preventing effective filtration. In particular, there is a risk that the filter will charge and reach a critical field strength, which is the case regularly when the saturation point is above the critical field strength. It then comes to flashovers in the filter or filter to a ground point, such as the filter housing.
  • the charge remains in the filter and can not be conducted away, so that an equilibrium state occurs in which the filter is charged to a certain value. If this value is below the stated critical field strength at which discharges occur, the oil is no longer charged.
  • the charge in the oil leaving the non-conductive filter is thus less than the charge in the oil leaving a conductive filter element.
  • a compromise between a conductive and a non-conductive filter element is accordingly sought and it is intended to carry away the charge more slowly than a conductive filter so as not to charge the oil so high.
  • the danger of a discharge as in the non-conductive filter element is minimized, since the slow discharge does not result in a high field strength in the filter element. can build up. Filter materials that meet this requirement are called conductive.
  • FIGS. 1 and 2 A practical realization of this idea is based on an element construction of FIGS. 1 and 2.
  • the filter shown In order to ensure the desired dissipation capability, at least a portion of the filter shown must be designed to be dissipative, e.g. the end cap 14,16 regularly provided with an O-ring (not shown), another dissipative sealing ring (not shown), the support tube 20 itself or a part thereof, and the mesh pack arrangement in the form of the pleated filter medium 10 or one or more layers 28.30 of the mesh pack. It is therefore given a defined way that the electrical charge can travel through dissipative parts. This path should extend from the filter medium 10 all the way to the housing in which the filter is inserted.
  • This path of dissipative material may also be interspersed with conductive components since the rate-determining material is the least conductive.
  • the way should therefore not be interrupted by non-conductive materials.
  • Preferred transport routes would be formed, for example, starting from the filter medium 10 via the support tube 20 and an end cap 12, 14, 16 towards the filter housing (not shown).
  • Another solution variant uses a so-called charge compensation layer behind the oil-charging filter layer 28 and / or 30.
  • the charge compensation layer (not shown in detail in FIGS. 1 and 2) returns the charge from the oil to the respectively upstream filter layer 28, 30.
  • the charge reduces the charge of the oil and the filter and prevents discharges in the element structure.
  • oil which flows through a filter layer is charged electrically.
  • the oil is then either positively or negatively charged and the respective filter layer or the whole filter is opposite to the oil loaded.
  • the oil charge is completely or partially transferred to the leveling position when leaving the respective filter layer 28, 30.
  • the compensating layer can in turn return the layer to the oppositely charged filter layer 30 or 28. This reduces or eliminates the oil charge and element charge. Electrostatic discharges can thus be avoided with certainty.
  • both the pre-filter 28 and the main filter layer 30 are constructed of glass fiber materials in the pertinent solution variant.
  • the conductive or dissipative leveling layer may then be either behind the main filter 30 or behind any other layer (since each layer can electrically charge the oil).
  • the material may be a conductive or dissipative nonwoven, woven fabric, mesh or other knit, which could be made of, for example, plastic such as polyester, glass or cellulose as the main component, which is then coated or conductive, or intrinsically conductive or conductive has. It would also be conceivable to vaporize this leveling layer to another position or to apply it differently (doctoring). A deposited layer could for example consist of aluminum material.
  • the compensation layer need not have any electrical contact with the end cap 14, 16 or the support tube 20; However, it also works with a pending electrical contact.
  • the solution variant which employs a conductive or preferably dissipative leveling layer can be further improved by building up a matrix of conductive filter material.
  • the basic idea is to displace the filter material used with conductive fibers or other conductive components, so that the filter material is conductive and can deliver the charge quickly to the filter housing and thus to earth (earth).
  • the solution in question can also be used if the filter is isolated.
  • the conductive matrix filter material may be a mixture of conventional filter material, such as plastic (polyester), glass fiber, cellulose, and conductive additives, such as carbon or stainless steel.
  • the prefilter layer 28 is constructed of glass fiber materials and the main filter layer 30 of carbon in conjunction with a glass fiber matrix.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filter mit einem Filtermedium (10), das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit, wobei das Filtermedium (10) derart aus einem Material besteht, dass dessen Potentialunterschied zu dem zu reinigenden Fluid gering ist. Die Erfindung betrifft ferner Filterlösungen, bei denen Teile des Filtermediums (10) zueinander und/oder zu dem zu reinigenden Fluid derart unterschiedliche Potentiale aufweisen, dass diese sich gegenseitig zumindest teilweise aufheben, oder bei denen eine gezielte Ableitung angestrebt wird, oder bei denen eine Rückgabe elektrischer Ladung unter Einsatz einer Ladungsausgleichslage an das zugeordnete Filtermedium (10) vorgesehen ist.

Description

Hydac Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar
F i l t e r
Die Erfindung betrifft ein Filter mit einem Filtermedium, das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit.
Filter der vorstehend genannten Art sind handelsüblich und finden bei- spielsweise bei Hydraulikanlagen in von Hydraulikölen als Fluid durchströmten Systemzweigen verbreitete Anwendung. Zur druckstabilen Ausbildung des Filters ist regelmäßig vorgesehen, dass im Inneren desselben ein Stützrohr, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, angeordnet ist, das mit Perforationen versehen die Abstützung des eingesetzten Filtermediums entge- gen der vorgesehenen Durchströmungsrichtung des Fluids vornimmt. Ferner sind regelmäßig zwei Endkappen vorgesehen, zwischen denen sich das Filtermedium sowie bei Bedarf das Kunststoffstützrohr erstreckt. Die Endkappen sind ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoffmaterialien gebildet, insbesondere ist das Kunststoffstützrohr in der Art eines Spritzgußteils ausge- bildet. Daneben gibt es auch Filterlösungen, bei denen das Stützrohr aus einem perforierten Metallmantel gebildet ist oder das Stützrohr kann auch vollständig als Stützelement für das Filtermedium entfallen.
Da das Filtermedium zur Fixierung mit den Endkappen regelmäßig mit die- sen im Bereich seiner freien Enden verklebt wird, stellt der eingesetzte Klebstoff, häufig in Form eines Epoxydharz- oder PU-Klebstoffes, eine Art Isolationsschicht zwischen eingesetztem Filtermedium, den beiden Endkappen und/oder dem Stützrohr her, wobei der Isolationseffekt noch da- durch weiter verstärkt ist, dass das Stützrohr vorzugsweise immer länger ausgeführt ist als das eigentliche Filtermedium (Meshpack), damit auf dieses keine Kräfte in Längsrichtung einwirken können. Wird eine dahingehende Krafteinleitung nicht vermieden, ist nicht auszuschließen, dass aufgrund der auftretenden Druckbeanspruchungen beim Durchströmen des Filtermediums mit dem Fluid dieses geschädigt wird und dergestalt ist dann eine ausreichende Filtrationsleistung nicht mehr gewährleistet.
Durch den angesprochenen Isolationsaufbau, bedingt durch Isolations- schichten zwischen Filtermedium, Endkappen sowie dem Stützrohr, kommt es beim Fluiddurchtritt mit eventuell vorliegender partikulärer Verschmutzung am Filtermedium zu elektrostatischen Aufladungen, insbesondere des Filtermediums. Aufgrund der derart erzeugten Potentialunterschiede innerhalb des Filterelementes kann es dann plötzlich zu Entladungen kommen zwischen statisch aufgeladenen Filterelementteilen, insbesondere in Form des Filtermediums, und elektrisch leitenden Komponenten, insbesondere in Form des regelmäßig metallischen Filtergehäuses, in dem das Filterelement aufgenommen ist mit der Folge, dass es zu Funkenentladungen kommt, was im Hinblick auf die Brennbarkeit der zu filtrierenden Fluidmedien, wie Hy- drauliköl, Schweröl kraftstoffe, wie Dieselkraftstoffe, od. dgl., nicht gerade als unkritisch zu bewerten ist und die angesprochenen Funkenentladungen können auch zu einer Schädigung des Öls sowie des empfindlichen Filtermediummaterials führen. Ferner hat es sich gezeigt, dass durch elektrostatische Aufladungen von Ölmedien diese schneller altem und insoweit früher im Rahmen der Wartung zu tauschen sind.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist bei einem gattungsgemäßen Filter nach der DE 10 2004 005 202 AI vorgeschlagen worden, dass mindestens eine der Endkappen des Filters und/oder zumindest ein Endbereich des FiI- termediums eine Kontaktierungseinrichtung aufweist und/oder die jeweilige Endkappe selbst oder Teile von ihr elektrisch leitend ausgebildet sind zwecks Abtransport der insbesondere im Betrieb des Filters auftretenden elektrostatischen Aufladungen; allein hat es sich in der Praxis gezeigt, dass die bekannte Lösung, bei der die auftretenden Potentialunterschiede und Ladungen ausschließlich über die Endkappen, insbesondere die untere Endkappe, in den durch das Gehäuse bildenden Massepunkt ableitbar sind, noch verbessert werden sollte.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Filterelemente unter Beibehalten ihrer Vorteile, nämlich eine hohe Betriebssicherheit und hohe Druckwertstabilität, selbst bei hohen Durchflußleistungen an abzureinigendem Fluid, zu gewährleisten, dahingehend weiter zu verbessern, dass es insbesondere im Betrieb des Filterelementes nicht zu schädigenden Potentialunterschieden kommen kann. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Filter mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, 2, 3 und 6.
Bei einer ersten Lösungsalternative nach dem Patentanspruch 1 ist gemäß dessen kennzeichnendem Teil vorgesehen, dass das Filtermedium derart aus einem Material besteht, dass dessen Potential unterschied zu dem zu reinigenden Fluid, insbesondere in Form von Hydrauliköl, gering ist. Durch den Einsatz eines Filtermediums, das ein geringes Potential zum Öl hat, ist sichergestellt, dass keine große Ladung generiert werden kann. Die Größe der entstehenden Ladungsmenge und dem zugeordneten Potentialaufbau zwischen dem Hydrauliköl durchströmten Filtermedium und dem Öl selbst kann man durch geeignete Materialwahl gezielt beeinflussen. Gemäß der bekannten elektrischen Spannungsreihe für verschiedene für das Filtermedium vorgesehene Filtermaterialien kann man das Potential, das sich zwischen zwei Wechsel wirkenden Komponenten, in unserem Fall zwischen Öl und Filtermedium, ausbildet, abschätzen. Bei der dahingehenden Vorge- hensweise wird grundsätzlich sehr wenig Ladung generiert, so dass erst gar nicht das Problem auftritt, diese an einen Massepunkt, wie im Stand der Technik aufgezeigt, ableiten zu müssen.
Bei einer zweiten Lösungsalternative gemäß den Merkmalen des Patentan- Spruches 2 greift man zur Realisierung auf vergleichbare Überlegungen zurück. Bei dieser Alternative ist vorgesehen, dass Teile des Filtermediums zueinander und/oder zu dem zu reinigenden Fluid derart unterschiedliche Potentiale aufweisen, dass diese sich gegenseitig zumindest teilweise aufheben. Bei der dahingehenden Lösung geht man von der grundsätzlichen Überlegung aus, dass, je größer die Potentialdifferenz zwischen zwei
Wirkmedien ist, hier in Form von Einzellagen, aus denen das Filtermedium aufgebaut ist, es zu einer größeren Ladungsgenerierung zwischen ihnen kommt. Besonders vorteilhaft ist es, also nicht nur wie bei der ersten Variante, Filterlagen für das Filtermedium einzusetzen, die ohnehin ein geringe- res Potential zum abzureinigenden Fluid haben, sondern vorzusehen, dass eine erste Lage des Filtermediums ein gegenüber dem zu filtrierenden Fluid (Öl) positives Potential hat und eine zweite nachfolgende Einzellage des Filtermediums, die anschließend von dem Fluid durchströmt wird, aus der Reihe der Materialien mit negativem Potential ausgewählt ist, mit der Folge, dass die erste Lage zunächst das Fluid positiv auflädt, die zweite Lage aber wieder negativ, und die hierdurch entstehenden Ladungen werden auf diese Weise teilweise oder komplett neutralisiert. Der dahingehende Kompensationseffekt tritt auch auf, wenn in umgekehrter Abfolge das abzureinigen- de Fluid zunächst die zweite Lage mit dem negativen Potential und dann die erste Lage mit dem positiven Potential durchströmen sollte.
Bei einer weiteren Lösungsvariante nach Anspruch 3 ist ein Filter vorgesehen mit einem Filtermedium als eines seiner Komponenten, das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form der bereits genann- ten Hydraulikflüssigkeit (Öl). Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Filter mit seinen jeweiligen Komponenten für die gezielte Ableitung elektrischer Ladung entlang eines vorgebbaren Weges zumindest teilweise ableitfähige Materialien einsetzt. Dergestalt wird eine Art Kompromiß zwischen leitfähigen und nicht leitfähigen Filtern hergestellt, wie sie jeweils im Stand der Technik aufgezeigt sind. Die erfindungsgemäße Filter- lösung führt demgemäß die Ladung zeitlich langsamer weg als ein leitfähiges Filter und würde insoweit im Betrieb das Fluid (Öl) nicht zu hoch aufladen. Gleichzeitig ist die Gefahr einer Entladung, wie im nicht leitfähigen Filterelement, minimiert, da sich durch die gezielt herbeigeführte langsame Ableitung keine hohe Feldstärke im Filterelement aufbauen kann. Vorzugs- weise werden als ableitfähiger Bereich für den gewünschten langsamen Elektronentransport Materialien mit einer Leitfähigkeit zwischen 103 bis 109Ωm eingesetzt.
Bei einer vierten Lösungsvariante gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 ist vorgesehen, dass in Durchströmungsrichtung des Fluids durch das Filtermedium diesem nachgeschaltet eine Ladungsausgleichslage zugeordnet ist, die die entstehende elektrische Ladung des Fluids zumindest teilweise an das zugeordnete Filtermedium zurückgibt. Diese Ladungsausgleichslage, die auch durch eine Beschichtung auf dem Filterrnedium gebildet sein kann, reduziert so die Aufladung des Fluids und des Filterrnediums und verhindert so Entladungen im Filter.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der genannten vier Lösungsvarianten ist vorgesehen, das Filtermedium mit leitfähigen Fasern oder anders ge- arteten leitfähigen Bestandteilen zu versetzen, so dass das Filtermedium leitfähig ist und die Ladung schnell an das Filtergehäuse und somit gegen „Masse" abgegeben werden kann. Um das Filterrnedium zu stabilisieren, sind vorzugsweise die genannten Bestandteile oder Fasern in Form einer Matrixstruktur ausgebildet. Um eine hohe wirksame Filterfläche zu erreichen, ist das Filtermedium vorzugsweise plissiert ausgebildet und stützt sich zwischen zwei Endkappen des Filters zumindest im Innenbereich an einem fluiddurchlässigen Stützrohr ab.
Im folgenden werden die erfindungsgemäßen Lösungsvarianten anhand von Ausführungsbeispielen nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
Fig. 1 in teilweise aufgeschnittenem Zustand eine Längsansicht auf ein Filter;
Fig.2 in perspektivischer Draufsicht und teilweise in aufgeschnittener Form den oberen Teil des Filters nach der Fig. 1 mit der besseren Darstellung wegen aufgefalteter Einzellagen des eingesetzten Filtermediums;
Fig.3 bis 5 verschiedene Graphiken zur Verdeutlichung der Fluidauf- und
-entladungseffekte.
Zunächst wird anhand der Fig.1 und 2 der grundsätzliche Aufbau eines Filters näher beschrieben, wie er für die vorliegenden erfindungsgemäßen Lo- sungsvarianten einsetzbar ist. Unabhängig hiervon kann das Filter auch einen anderen Aufbau haben, insbesondere in der Art einer ebenen Filtermatte oder Filterplatte ausgebildet sein, wie sie beispielhaft für sog. Stapelfilter zum Einsatz kommen. Das hier vorgestellte Filter ist in der Art eines sog. Filterelementes aufgebaut und weist ein Filtermedium 10 auf, das sich zwi- sehen zwei Endkappen 12,14 erstreckt, die jeweils mit einem zuordenbaren Endbereich 16,18 des Filtermediums 10 verbunden sind, das sich im übri- gen innenumfangsseitig an einem fluiddurchlässigen Stützrohr 20 abstützt. Insbesondere kann das Filtermedium 10 an den genannten Endbereichen 16,18 über eine Klebstoffschicht mit den Endkappen 12,14 verbunden werden. Das jeweilige Klebstoffbett ist mit dem Bezugszeichen 22 gekenn- zeichnet.
Zum Abreinigen durchtritt das Fluid von außen nach innen das Filter und mithin das Filtermedium 10. Der einfacheren Darstellung wegen ist das Filtermedium 10 in der Fig.1 als zylindrisches Filtermattenteil dargestellt; eine Ausführung, die so durchaus realisierbar ist. Bevorzugt ist jedoch das Filtermedium 10 plissiert ausgebildet gemäß der Teildarstellung nach der Fig.2; erstreckt sich also in Form von Filterfalten um das Stützrohr 20 herum. Wie sich weiter aus der Fig.2 ergibt, ist das Filtermedium 10 mehrlagig aufgebaut. Insbesondere weist der Mehrlagenaufbau eine äußere Abstützla- ge 24 auf, die insbesondere in Form eines Netzes oder eines Gewebes zur Stabilisierung des sonstigen Lagenaufbaues dient. Vergleichbar hierzu kann eine innere Abstützlage 26 vorhanden sein. Des weiteren ist eine Vorfilterlage 28 und eine Hauptfilterlage 30 vorhanden. Zwischen äußerer Abstützlage 24 und Vorfilterlage 28 sowie zwischen Hauptfilterlage 30 und innerer Abstützlage 26 kann noch ein nicht näher dargestelltes anstromseitiges Vlies zum mechanischen Schutz der Filterlagen eingesetzt sein bzw. ein entsprechend ausgebildetes abstromseitiges Vlies (gleichfalls nicht dargestellt). Ein dahingehend sechslagiger oder sonstiger mehrlagiger Aufbau des Filtermediums ist im Stand der Technik üblich, so dass an dieser Stelle hier- auf nicht mehr näher eingegangen wird. Da aus Gewichtsgründen heraus sowie aus Gründen des Recyclings moderne Filter zusehends aus Kunststoffmaterialien aufgebaut sind, geht dies grundsätzlich mit dem Problem der verstärkt statischen Aufladung einher und die bereits beschriebenen nachteiligen, sogenannten triboelektrischen Effekte können sich einstellen. In weiterer Erläuterung des Filters nach der Fig.1 ist die jeweilige Endkappe 12,14 nach innen und außen hin jeweils mit einer vorstehenden Ringfläche 32 versehen, die zwischen sich das zuordenbare Klebstoffbett 22 integriert. Sowohl die Endkappen 14,16 als auch das Stützrohr 20 sind vorzugsweise in der Art von Kunststoffspritzgießteilen ausgebildet.
Innerhalb des Stützrohres 20 ist längs dessen Kreissegmenten, die die Fluid-Durchtrittsstellen begrenzen, ein Trennsegrnent 34 eingehängt oder an einer Verbindungsstelle 36 entsprechend eingeklippt, wobei die einzel- nen Trennwände 38 des dahingehenden Segmentes 34 von oben her gesehen in der Art eines dreizackigen Sternes ausgebildet sind und im übrigen die Strömungsführung im Inneren des Filters optimieren, und zwar in Richtung einer Durchtrittsstelle 40 im Bereich der unteren Endkappe 14, über die das abgereinigte Fluid das Filter verläßt. In Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen und in Verlängerung nach oben hin weist das Trennsegment 34 einen mittels einer Druckfeder 42 beaufschlagten, plattenartigen Schließkörper 44 (Fig.2) auf, der dergestalt eine Bypaßfunktion wahrnimmt, dass bei zugesetztem Filtermedium 10 das nicht abgereinigte Fluid über die diametral einander gegenüberliegenden Eintrittsstellen 46 im oberen End- kappenbereich 12 in das Innere des Filters eintreten kann zur Durchströmung desselben und Austritt in Richtung der unteren Durchtrittsstelle 40, wobei die Bypaßfunktion sich von ihrem Auslöseverhalten her über die vorgebbare Federkraft der Druckfeder 42 einstellen läßt.
Mit den erfindungsgemäßen Lösungen ist es jedenfalls möglich, auch bei reinen Kunststoffelementen oder bei solchen Filtern, die überwiegend aus Kunststoffmaterialien aufgebaut sind, das Problem der statischen Aufladung sicher in den Griff zu bekommen, wobei die Abänderung nicht dergestalt ist, als dass Druckstabilitätswerte, BETA-Werte, Filtrationsleistungen etc. eine Einschränkung erfahren würden, was die nachfolgenden Ausführungen noch entsprechend verdeutlichen werden. Im folgenden werden die verschiedenen Lösungsvarianten anhand eines Fluids in Form von Hydrauliköl näher erläutert. Insofern stellt das vorgestellte Filter nach den Fig. 1 und 2 ein Hydraulikfilter dar, wobei solche Filter selbstredend auch andere Fluide einschließlich Gase von Partikelver- schmutzungen abreinigen können. Grundvoraussetzung für die beschriebenen Funktionen ist, dass das Fluid an sich nicht leitfähig ist, das aber beim Durchtritt durch das Filter elektrostatische Aufladungen erfahren kann, die zu den bereits beschriebenen nachteiligen Effekten im anschließenden Fluidkreis führen können, beispielsweise Entladungen mit sich bringen, die das Öl schneller altern lassen oder das Filter gar zerstören können. Die zu erläuternden Lösungsvarianten führen entweder, jede für sich gesehen, zu einer elektrostatischen Verbesserung oder in Kombination mit einer oder mehreren anderen Varianten wird zusammen das elektrostatische Verhalten des Fluidsystems verbessert.
Bei den ersten beiden Lösungsvarianten kommen Materialkombinationen mit unterschiedlichem Potential zum Öl zum Einsatz. So können zum einen Filtermaterialien zum Einsatz kommen, die ein geringes Potential zum Öl haben, so dass keine große Ladung generiert werden kann, und zum ande- ren ist der Einsatz von mehreren Filtermaterialien möglich, die unterschiedliche Potentiale zum Öl haben und so die elektrische Ladung des Öls zum Teil oder komplett neutralisieren können. Sofern von Filtermaterialien die Rede ist, können diese das gesamte Filtermedium 10 bilden; es ist aber auch möglich, dass nur einzelne Lagen, wie die Vorfilterlage 28 oder die Hauptfilterlage 30, mit dahingehenden Filtermaterialien ausgestattet oder aus diesen vollständig aufgebaut sind.
Die Größe der entstehenden Ladungsmenge und den Potentialaufbau zwischen dem öldurchströmten Filtermedium 10 und dem Öl kann man durch geeignete Materialwahl gezielt beeinflussen. Gemäß der elektrischen Spannungsreihe gemäß der nachfolgenden Tabelle kann man das Potential, das sich zwischen zwei Materialien ausbildet, in diesem Fall zwischen Öl und Filtermedium, abschätzen. Bringt man zwei unterschiedliche Materialien in Kontakt, bildet sich zwischen den beiden ein Potential aus. Bringt man beispielsweise ein elastomeres Silikonmaterial, das in der triboelektrischen Spannungsreihe in der positiven Polarität ganz oben steht, in Kontakt mit Polytetrafluorethylen, das in der dahingehenden Spannungsreihe als am negativsten beschrieben ist, ist das Potential zwischen diesen beiden maximal und es beginnen Elektronen vom negativen Polytetrafluorethylen zum positiven Elastomersilikonmaterial zu fließen, um den gewünschten Ladungsausgleich vorzunehmen.
Tabelle: Triboelektrische Spannungsreihe der Elemente
Material Polarität
Silicone elstomer with silica filier Positive
5 Borosilicate glass, fire polished
Window glass
Aniline-formal resin (acid catalyzed)
Polyformaldehyde
Poly(methyl methacrylate) 10 Ethyl cellulose
Polyamide Il
Polyamide 6-6
Rock salt, NaCL
Melamine formal 15 Wool, knitted
Silica, fire polished
SiIk, woven
Poly(ethylene glycol succinate)
Cellulose acetate 20 Poly(ethylene glycol adipate)
Polytdiallyl phthalate)
Cellulose (regenerated) sponge
Cotton, woven
Polyurethane elastomer 25 Styrene-acrylonitrile copolymer
Styrene-butadiene copolymer
Polystyrene
Polyisobutylene
Polyurethane flexible sponge 30 Borosilicate glass, ground surface
Poly(ethylene glycol terephthalate)
Polyvinylbutyral
Formaldehyde-phenol-hardened epoxide resin
Polychlorobutadiene 35 Butadiene-acrylonitrile copolymer
Natural rubber
Polyacrylonitrile
Sulfur
Polyethylene 40 Polytdiphenylol propane carbonate)
Chlorinated polyether
Poly(vinyl chloride) with 25% DOP.
Poly(vinyl chloride) without plasticizer
Polytrifluorochloroethylene 45 Polytetrafluorocthylene Zusammenfassend bleibt daher festzustellen, dass je größer die Potentialdif- ferenz zwischen zwei Stoffen ist, also je weiter sie in der vorstehend genannten Tabelle auseinanderliegen, desto größer die Ladungsgenerierung zwischen ihnen ist. Diese Spannungsreihe gilt dem Grunde nach auch für das zu behandelnde Fluid (Öl) und dem Material des Filtermediums 10 selbst. Für das Filterelement 10 bzw. seine Einzelfilterlagen heißt das, dass die einzusetzenden Filtermaterialien so zu wählen sind, dass die Potentialdifferenz zwischen ihnen und dem Öl so gering wie möglich ausfällt, also dass Öl und dass Filtermaterial in der Tabelle möglichst dicht beieinander liegen. Auf diese Art und Weise wird grundsätzlich wesentlich weniger Ladung generiert, die insoweit dann auch nicht an einen Massepunkt abge- führt zu werden braucht. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, um ein elektrostatisch optimiertes Filter zu erhalten, dass man für die jeweilige Filterlage 28,30 Glasfasermaterialien einsetzt, die das Öl nicht so hoch aufladen können.
Die dahingehenden Verhältnisse sind beispielhaft in der Fig.3 wiedergegeben, wobei die dahingehende Abbildung die Spannung im Öl nach Durchströmen unterschiedlicher Glasfasermaterialien in Abhängigkeit von der mittleren Porengröße aufzeigt. Je nach eingesetztem Glasfaser-Filtermaterial geht die Spannung dann gegen Null.
In einem weiteren Schritt ist es nun möglich, Filterlagen miteinander zu kombinieren, die ohnehin ein geringeres Potential zum Öl haben, so dass sich entstehende Ladungen zusätzlich neutralisieren können. So kann beispielsweise die erste Lage (Vorfilterlage 28), die zuerst vom Öl durchströmt wird, ein positives Potential zum Öl haben und steht insoweit in der genannten Tabelle über dem Öl, wohingegen die zweite Schicht als Hauptfilterlage 30, die anschließend vom Öl durchströmt wird, ein negatives Poten- tial hat und mithin in der Tabelle unter dem Öl steht. Die erste Lage 28 lädt dann das Öl positiv auf und die zweite Lage 30 wiederum negativ. Die hierdurch generierten Ladungen sollten sich auf diese Weise teilweise oder komplett neutralisieren können und schädigende Effekte sind vollständig vermieden. In der Fig.4 ist die dahingehende Spannung über der Temperatur im Öl nach Durchströmen einer Glasfilterlage als Vorfilterlage 28 zu sehen und die Spannung ist insoweit positiv. In der nachfolgenden Fig. 5 ist die Spannung über der Temperatur im Öl nach Durchströmen einer Kunststofffilterlage (Polyester) als Hauptfilterlage 30 zu sehen; hierbei ist die Spannung negativ. Die dahingehenden Kompensationseffekte treten natürlich auch dann ein, wenn die Lagen vom Material her gegeneinander getauscht sind oder wenn das Öl eine gegenläufige Durchströmungsrichtung einnimmt. Wie die Fig. 4 und 5 verdeutlichen, lädt sich also das Öl in beiden unterschiedlichen Materialien entgegengesetzt auf. Kombiniert man nun diese beiden Lagen miteinander wie dargestellt, indem man sie hintereinander legt oder sie nacheinander vom Öl durchströmen läßt (Stapelfilteranordnung), werden sich die entstehenden Ladungen zum Teil oder komplett neutralisieren. Auch besteht die Möglichkeit, die Fasern der jeweiligen Einzellage in der Art einer Matrix, z.B. als Mischung von Fasern unter- schiedlicher Art, zusammenzufügen, um zu den gewünschten triboelektri- schen Effekten zu gelangen.
Weitere Materialien, die man aufgrund unterschiedlicher Potentiale zum Öl miteinander kombinieren kann (entweder als unterschiedliche Lagen oder in Form der genannten Matrix), sind beispielsweise Glasfasern, synthetisches Material (z.B. Meltblown, Spunlace, Spunbonds, Nonwovens; Materialart: Polyester, Polypropylen, Polyamid, Polykarbonat), Metallgewebe, gesindertes Metall, Metallvliese, Kohlenstofffasern, Zellulose etc.. Vorteilhafte Kombinationsvarianten wären z.B. : Glas - Synthetik Glas - Zellulose Glas - Metall Synthetik - Zellulose Synthetik - Metall Zellulose - Metall Glas - Synthetik - Zellulose Glas - Synthetik - Metall Glas - Zellulose - Metall Synthetik - Zellulose - Metall
Die Reihenfolge der unterschiedlichen Materialien in Durchströmungsrich- tung spielt, wie bereits dargelegt, dabei keine Rolle.
Eine weitere Lösungsvariante geht von der definierten Ableitfähigkeit des Gesamtsystems aus. Der Gedanke ist also eine definierte Ableitung von Ladung aus dem Filtermedium 10 zum eigentlichen Filtergehäuse (nicht dar- gestellt). Definierte Ableitung soll dabei bedeuten, dass eine mittlere Leitfähigkeit der Materialien im Filter gewählt wird, die dafür sorgt, dass die Ladung mit einer mittleren Geschwindigkeit aus dem Filter „entweichen" kann.
Dem Grunde nach sind bisher zwei Arten von Filter oder Filterelementen auf dem Markt. Es handelt sich dabei um leitfähige und nicht leitfähige Filter. Bei den leitfähigen Filtern wird die zwischen Filtermedium und Öl generierte Ladung im Filter über metallische Filterelementbauteile, wie Drahtgewebe, Stützrohr oder Endkappen, die in einem elektrischen Kontakt zu- einander stehen, zum Gehäuse hin abgeleitet. Eine dahingehende Lösung ist beispielhaft in der DE 10 2004 005 202 A1 aufgezeigt. Der Nachteil der dahingehenden Lösung ist, dass für das Öl die höchste Aufladung entsteht, da die dem Öl entzogene Ladung über das Filtermedium ständig zum Gehäuse abgeführt werden kann, so dass sich kein Gleichgewicht oder eine Sättigung im Filter einstellen kann. Das Öl liefert ständig neue Ladung an das Filtermedium und das Öl verläßt somit hoch aufgeladen das Filter, was zu einer raschen Ölalterung führen kann. Andererseits kann sich aber auch keine Ladung im Filter aufbauen, da sie über die leitfähigen Komponenten des Filters weggeleitet wird mit der Folge, dass Entladungen im Filter, die die Filtermaterialien zerstören könnten, weitgehend ausgeschlossen sind.
Bei der anderen bekannten Lösungsform ist das Filter nicht leitfähig aufge- baut, d.h. die zwischen dem jeweiligen Filtermaterial und Öl generierte Ladung wird im Filter nicht zum Filtergehäuse hin abgeleitet. Es kommt bei entsprechend hohen Ladungsmengen dann zu einem Potentialaufbau im Filter und letztendlich zu Entladungen zwischen Filter und einem Massepunkt, wie beispielsweise dem zugeordneten Filtergehäuse. Ferner kann es zu Entladungen innerhalb des Filters zwischen Stellen mit unterschiedlichem Potential kommen, was das Filtermedium beschädigt und eine effektive Filtration wäre nicht mehr gewährleistet. Es besteht insbesondere die Gefahr, dass sich das Filter auflädt und eine kritische Feldstärke erreicht, was regelmäßig der Fall ist, wenn der Sättigungspunkt oberhalb der kriti- sehen Feldstärke sich befindet. Es kommt dann zu Funkenüberschlägen im Filter oder vom Filter zu einem Massepunkt, wie beispielsweise dem Filtergehäuse.
Vorteilhaft hingegen ist, dass im Sinne der erfindungsgemäßen Lösung die Ladung im Filter bleibt und nicht weggeleitet werden kann, so dass es zu einem Gleichgewichtszustand kommt, bei dem das Filter bis auf einen bestimmten Wert aufgeladen wird. Liegt dieser Wert unter der genannten kritischen Feldstärke, bei der es zu Entladungen kommt, wird das Öl nicht weiter aufgeladen. Die Ladung im Öl, die den nicht leitfähigen Filter verläßt, ist also geringer als die Ladung im Öl, die ein leitfähiges Filterelement verläßt. Bei der erfindungsgemäßen Lösungsvariante wird demgemäß ein Kompromiß zwischen einem leitfähigen und einem nicht leitfähigen Filterelement gesucht und es ist vorgesehen, die Ladung langsamer wegzuführen als ein leitfähiges Filter, um somit das Öl nicht so hoch aufzuladen. Gleichzeitig ist die Gefahr einer Entladung wie im nicht leitfähigen Filterelement minimiert, da sich durch die langsame Ableitung keine hohe Feldstärke im Filterele- ment aufbauen kann. Filtermaterialien, die dieser Forderung entsprechen, nennt man ableitfähig.
Es gelten dabei folgende Zusammenhänge: Nicht leitfähiger Bereich >109 Ωm kein Elektronentransport möglich Ableitfähiger Bereich 103 - 109Ωm langsamer Elektronentransport Leitfähiger Bereich <103Ωm schneller Elektronentransport
Eine praktische Realisierung dieser Idee liegt in einem Elementaufbau ge- maß den Fig.1 und 2 begründet. Um die gewünschte Ableitfähigkeit zu gewährleisten, muß mindestens ein Teil des gezeigten Filters ableitfähig ausgetattet sein, wie z.B. die regelmäßig mit einem O-Ring (nicht dargestellt) versehene Endkappe 14,16, ein sonstiger ableitender Dichtring (nicht dargestellt), das Stützrohr 20 selbst oder ein Teil desselben sowie die Meshpack-Anordnung in Form des plissierten Filtermediums 10 oder eine oder mehrere Lagen 28,30 des Meshpacks. Es wird mithin ein definierter Weg vorgegeben, den die elektrische Ladung durch ableitfähige Teile wandern kann. Dieser Weg sollte vom Filtermedium 10 bis hin zu dem Gehäuse, in dem das Filter eingesetzt ist, reichen. Dieser Weg aus ableitfähigem Material kann auch von leitfähigen Komponenten durchsetzt sein, da das Geschwindigkeit bestimmende Material das am wenigsten leitfähige ist. Der Weg sollte also grundsätzlich nicht von nicht leitfähigen Materialien unterbrochen werden. Bevorzugte Transportwege wären beispielsweise vom Filtermedium 10 ausgehend über das Stützrohr 20 und einer Endkappe 12,14,16 hin zum nicht näher dargestellten Filtergehäuse gebildet.
Eine weitere Lösungsvariante setzt eine sog. Ladungsausgleichslage hinter der ölaufladenden Filterschicht 28 und/oder 30 ein. Die in den Fig.1 und 2 nicht näher dargestellte Ladungsausgleichslage gibt die Ladung aus dem Öl zurück an die jeweils vorgeschaltete Filterlage 28,30. Die Ladungsaus- gleichslage reduziert so die Aufladung des Öls und des Filters und verhindert Entladungen im Elementaufbau.
Wie bereits dargelegt, lädt sich Öl, das durch eine Filterlage fließt, elek- trisch auf. Das Öl ist dann entweder positiv oder negativ geladen und die jeweilige Filterlage oder das ganze Filter ist entgegengesetzt dem Öl geladen. Legt man nun eine leitfähige oder ableitfähige Ausgleichslage hinter die jeweils durchströmte Filterlage, so dass diese elektrischen Kontakt zur Filterlage hat, wird die Ölladung beim Verlassen der jeweiligen Filterlage 28,30 ganz oder teilweise auf die Ausgleichslage übertragen. Die Ausgleichslage kann die Lage wiederum an die entgegengesetzt geladene Filterlage 30 bzw. 28 zurückgeben. Auf diese Weise verringert oder erlischt die Ölaufladung und die Elementaufladung. Elektrostatische Entladungen lassen sich dergestalt mit Sicherheit vermeiden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind bei der dahingehenden Lösungsvariante sowohl der Vorfilter 28 als auch die Hauptfilterlage 30 aus Glasfasermaterialien aufgebaut. Die leitfähige oder ableitfähige Ausgleichslage kann dann entweder hinter dem Hauptfilter 30 liegen oder hinter jeder anderen Lage (da jede Lage das Öl elektrisch aufladen kann). Das Material kann ein leitfähiges oder ableitfähiges Vlies, Gewebe, Netz oder anderes Gewirk sein, das beispielsweise aus Kunststoff, wie Polyester, aus Glas oder aus Zellulose als Hauptbestandteil bestehen könnte, das dann leitfähig oder ableitfähig beschichtet ist oder an sich eine intrinsische Leitfähigkeit oder Ableitfähigkeit besitzt. Es wäre auch denkbar, diese Ausgleichslage auf eine andere Lage aufzudampfen oder anders aufzutragen (Rakeln). Eine aufgedampfte Schicht könnte beispielsweise aus Aluminiumwerkstoff bestehen. Die Ausgleichslage muß keinen elektrischen Kontakt zur Endkappe 14,16 oder zum Stützrohr 20 haben; allerdings funktioniert sie auch mit einem dahingehenden elektrischen Kontakt. Insbesondere die Lösungsvariante, die eine leitfähige oder bevorzugt ableitfähige Ausgleichslage einsetzt, kann noch verbessert werden, indem man eine Matrix aus leitfähigem Filtermaterial aufbaut. Grundgedanke ist, das eingesetzte Filtermaterial mit leitfähigen Fasern oder andersförmigen leitfä- higen Bestandteilen zu versetzen, so dass das Filtermaterial leitfähig ist und die Ladung schnell an das Filtergehäuse und somit gegen Masse (Erde) abgeben kann. Die in Rede stehende Lösung kann aber auch eingesetzt werden, sofern das Filter isoliert ist. Das Filtermaterial mit leitfähiger Matrix kann eine Mischung sein aus herkömmlichem Filtermaterial, wie beispiels- weise Kunststoff (Polyester), Glasfaser, Zellulose und leitfähigen Zusätzen, wie beispielsweise Kohlenstoff oder Edelstahl. Besonders bevorzugt ist die Vorfilterlage 28 aus Glasfasermaterialien aufzubauen und die Hauptfilterlage 30 aus Kohlenstoff in Verbindung mit einer Glasfasermatrix.
Alle genannten Lösungsvarianten führen zu elektrostatisch optimierten Filterelementen, die eine rasche Ölalterung vermeiden und die zur Entlastung von Hydraulik-Kreissystemen dem nachteiligen Effekt elektrostatischer Aufladung begegnen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Filter mit einem Filtermedium (10), das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Filtermedium (10) derart aus einem Material besteht, dass dessen Potential unterschied zu dem zu reinigenden Fluid gering ist.
2. Filter mit einem Filtermedium (10), das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des Filtermediums (10) zueinander und/oder zu dem zu reinigenden Fluid derart unterschiedliche Potentiale aufweisen, dass diese sich gegenseitig zumindest teilweise aufheben.
3. Filter mit einem Filtermedium (10) als eines seiner Komponenten, das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter mit seinen jeweiligen Komponenten (10, 14, 16, 20) für die gezielte Ableitung elektrischer Ladung entlang eines vorgebbaren Weges zumindest teil- weise ableitfähige Materialien einsetzt.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ableitfähigen Materialien eine Leitfähigkeit zwischen 103 bis 109Ωm besitzen.
5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Weg aus einzelnen Wegstrecken mit unterschiedlicher Ableitfähigkeit und/oder unterschiedlicher Leitfähigkeit derart gebildet ist, dass sich eine Geschwindigkeitseinstellung für den Abtransport elektrischer Ladungen ergibt.
6. Filter mit einem Filtermedium (10), das im Betrieb zum Abreinigen von Fluid dient, insbesondere in Form von Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchströmungsrichtung des Fluids durch das Filtermedium (10) diesem nachgeschaltet eine Ladungsausgleichslage vor- handen ist, die die entstehende elektrische Ladung des Fluids zumindest teilweise an das zugeordnete Filtermedium (10) zurückgibt.
7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (10) mit leitfähigen Fasern versetzt ist, die vorzugswei- se eine leitfähige Matrix ausbilden.
8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (10) aus mindestens einer Einzellage besteht oder vorzugsweise aus zwei Einzellagen, die in der Art eines Vorfilters (28) und eines Hauptfilters (30) wirken.
9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (10) neben der jeweils filtrierenden Einzellage noch Schutz- und/oder Stabilisierungslagen (24,26) aufweist.
10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (10) als plissierte Filtermatte um ein fluiddurch lässiges Stützrohr (20) geführt ist und dass das Filter mit Endkappen (12, 14) versehen ist.
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