DE102016213565A1

DE102016213565A1 - Filter for the separation of unwanted components from a fluid stream

Info

Publication number: DE102016213565A1
Application number: DE102016213565.1A
Authority: DE
Inventors: Tilo Köckritz; Andreas Popp; Gunter Böttcher
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Technische Universitaet Dresden; KET Kunststoff- und Elasttechnik GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter für die Separation von unerwünschten Bestandteilen aus einem Fluidstrom, bei dem ein elastisch verformbares Basisfiltermaterial in Form eines Filtermaterialgerüsts oder einer Gitterstruktur, das mit polymeren Fasern, Drähten oder einer Struktur gebildet ist, an einem äußeren Rahmen befestigt ist. Dabei sind zusätzlich Verstärkungs- oder Funktionselemente, insbesondere mit einem anderen Material gebildeten Fasern oder Drähten, die infolge eines Energieeintrages ihre geometrische Form und/oder ihre Länge verändern stoff- oder formschlüssig mit dem Filtermaterialgerüst oder der Gitterstruktur verbunden, so dass eine Veränderung der geometrischen Gestalt und/oder der Größe von Poren bei einem Energieeintrag und der Beendigung des Energieeintrags erreichbar ist.The invention relates to a filter for the separation of undesirable components from a fluid stream, in which an elastically deformable base filter material in the form of a filter material skeleton or a grid structure formed with polymeric fibers, wires or a structure, is attached to an outer frame. In addition, reinforcing or functional elements, in particular fibers or wires formed with another material, which as a result of an energy input change their geometric shape and / or their length are material- or positively connected to the filter material framework or the lattice structure, so that a change in the geometric shape and / or the size of pores in an energy input and the termination of the energy input is achievable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter für die Separation von unerwünschten Bestandteilen, insbesondere Partikeln aus einem Fluidstrom. Dabei kann es sich um einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom handeln. The invention relates to a filter for the separation of undesirable components, in particular particles from a fluid stream. This may be a gas or liquid stream.

Anhand der Filtration von Kühlschmierstoff soll der Stand der Technik beispielhaft dargelegt werden. Based on the filtration of cooling lubricant, the prior art should be exemplified.

Die Filtration eines Kühlschmierstoffes ist die zentrale Aufgabe von Reinigungs- und Versorgungsanlagen. Dabei wird am Filtervlies ein sogenannter Filterkuchen aufgebaut, der entweder durch mechanisches Abstreifen bzw. über klassische Rückspülung üblicherweise teilweise entfernt wird. Ein wesentlicher Nachteil des mechanischen Abstreifens ist die Tatsache, dass Bestandteile des Feinschmutzes dadurch eher stärker in das Vlies hinein gedrückt werden und zu einer weiteren Erhöhung des Filterwiderstandes und der damit verbundenen Druckerhöhung bzw. Durchflussreduzierung führen. Bei der Rückspülung wird der Vorteil einer entsprechenden Filterfeinheit zum Nachteil, da hierdurch das Reinigen der Poren eher erschwert wird. The filtration of a cooling lubricant is the central task of cleaning and supply systems. In this case, a so-called filter cake is built up on the filter fabric, which is usually partially removed either by mechanical stripping or by conventional backwashing. A major disadvantage of mechanical stripping is the fact that components of the fine dirt are thereby pressed into the fleece rather more and lead to a further increase in the filter resistance and the associated pressure increase or flow reduction. In the backwashing, the advantage of a corresponding filter fineness to the detriment, since this cleaning the pores is more difficult.

Nachteilig ist es bei derzeitigen Filtern, dass eine aufwändige Reinigung erforderlich ist, falls dies überhaupt möglich ist. Staubfilter können beispielsweise durch mechanisches Rütteln gereinigt werden oder teilweise per Wasserspülung, wenn dies das Filtermaterial erlaubt. Auf diese Weise werden die Filter allerdings nicht wieder vollständig sauber oder sie verstopfen teilweise eher bzw. werden nicht homogen über die gesamte Filterfläche gereinigt. A disadvantage of current filters that a complex cleaning is required, if this is even possible. Dust filters can be cleaned, for example, by mechanical shaking or, in part, by water rinsing, if permitted by the filter material. In this way, however, the filters do not become completely clean again or they partially clog or are not cleaned homogeneously over the entire filter surface.

Mit der Erfindung soll ermöglicht werden, dass beim Einsatz jeglicher Industrie- sowie Verbraucherfilter die geforderte Filterwirkung, -feinheit sowie dessen Wirkungsgrad erhalten bleibt bzw. durch Reinigungsprozesse, wie z.B. Abstreifen, Abspülen oder Rückspülen einfach regeneriert werden kann. Zusätzlich soll die Funktionalität des Filtermaterials beispielsweise durch sensorische oder aktorische Funktionen ergänzt werden können, die den technischen Wirkungsgrad und die wirtschaftliche Effizienz deutlich steigern. The invention is intended to make it possible, when using any industrial and consumer filters, to maintain the required filtering effect, fineness and its efficiency, or to obtain them by cleaning processes, such as e.g. Stripping, rinsing or backwashing can be easily regenerated. In addition, the functionality of the filter material should be able to be supplemented, for example, by sensory or actuatoric functions, which significantly increase the technical efficiency and economic efficiency.

Kommerzielle Filter, wie sie beispielsweise im Bereich des Filterns von Kühlschmierstoff, Luft, Wasser und anderen Anwendungen eingesetzt werden, weisen eine begrenzte Lebensdauer auf, da sich die Poren oder Zwischenräume zwischen den Filtermaterialien durch die Verschmutzungen zusetzen und deren Wirkungsgrad und somit deren Lebensdauer verringern. Mehrfachfilter können z.B. durch Rückspülprozesse oder Abstreifen gereinigt und wieder eingesetzt werden, was aber zu Rüstzeiten führt oder im Bereich von Verbraucherprodukten im nicht kommerziellen Gebrauch nur schwer umsetzbar ist. Zusätzlich kann der Filterkuchen den Filter weiterhin verstopfen, da z.B. Staubpartikel zu festen Schichten agglomerieren. Commercial filters, such as those used in the filtration of cooling lubricant, air, water and other applications, have a limited life as the pores or spaces between the filter materials become clogged with the contaminants and reduce their efficiency and, therefore, their life. Multiple filters can e.g. be cleaned by backwashing or stripping and used again, but this leads to set-up times or in the field of consumer products in non-commercial use is difficult to implement. In addition, the filter cake may still clog the filter, as e.g. Agglomerate dust particles into solid layers.

Darüber hinaus weisen kommerzielle Filter eine geringe Variabilität auf, um beispielsweise die Filterleistung an die jeweiligen Erfordernisse anpassen zu können. Werden z.B. unterschiedliche Prozesse und Anlagen mit ein und derselben Filtereinheit verknüpft eingesetzt, müssen immer die Filter mit den höchsten Anforderungen eingesetzt werden, wie dies bei Staubluftfiltern mit unterschiedlichen Partikelklassen der Fall ist. Dies führt zu Produktivitätsverlusten. In addition, commercial filters have a low variability, for example, to be able to adapt the filter performance to the respective requirements. If e.g. If different processes and systems are combined with one and the same filter unit, then the filters with the highest requirements must always be used, as is the case with dust filters with different particle classes. This leads to productivity losses.

Zusammenfassend werden die folgenden zu lösenden technischen Probleme adressiert:

– Justierbarkeit der Filterfeinheit in Abhängigkeit der Kontamination des Fluids bzw. in Abhängigkeit des Durchflusses des Spülmediums
– Anpassung des Filters an unterschiedliche Durchflussmengen sowie jeweilige zu separierende Partikelgrößen
– Hoher zeitlicher, technischer und finanzieller Aufwand für Reinigungs- und Rückspülprozesse bei Industriefiltern

In summary, the following technical problems to be solved are addressed:

- Adjustability of the filter fineness as a function of the contamination of the fluid or in dependence of the flow of the flushing medium
- Adaptation of the filter to different flow rates and respective particle sizes to be separated
- High time, technical and financial effort for cleaning and backwashing processes in industrial filters

Die Lösung dieser technischen Probleme bzw. eines Teiles dieser Probleme offenbart ein hohes Potential hinsichtlich des wirtschaftlichen Filtereinsatzes durch erhöhte Lebensdauern und hohe Funktionsstabilität sowie der Sicherung der Produktions-, Prozess- sowie Produktstabilität und Qualität The solution of these technical problems or a part of these problems reveals a high potential in terms of economic filter use through increased lifetimes and high functional stability as well as the assurance of production, process and product stability and quality

Zusätzlich können weitere Funktionalitäten integriert werden:

– Funktionsintegration in Filter, wie beispielsweise Sensoren und Aktoren zur Detektion des Verschmutzungsgrades des Filter oder des Mediums sowie zur aktiven Reinigung des Filters im eingebauten Zustand
– Funktionsintegration von Sensoren zur Detektion von Eigenschaften des Mediums, wie z.B. elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert u.a.
– Anpassung des Filters hinsichtlich gegebener Anforderungen, wie z.B. antibakterielle oder antimikrobioelle Wirkung oder Medienstabilität

In addition, additional functionalities can be integrated:

- Function integration in filters, such as sensors and actuators to detect the degree of contamination of the filter or the medium and for active cleaning of the filter when installed
- Function integration of sensors for the detection of properties of the medium, such as electrical conductivity, pH, etc.
- Adjustment of the filter with regard to given requirements, such as antibacterial or antimicrobial effect or media stability

Bisherige Filtermaterialien für die Industrie- und Verbraucherfilter basieren auf Filtern die aus Papier, Vliesen usw. bestehen und besitzen keine Funktionsintegration, wie eine Sensorik oder die Verstellbarkeit der Filterfeinheit für die Durchflusssteuerung oder Filterreinigung. Previous filter materials for the industrial and consumer filters are based on filters made of paper, fleeces, etc. and have no functional integration, such as a sensor or the adjustability of the filter fineness for the flow control or filter cleaning.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Reinigung sowie eine verbesserte Anpassung an unterschiedliche Separationsbedingungen, bei denen Partikel aus einem Fluid separiert werden, zu ermöglichen und ggf. die Funktionalität eines Filters bzgl. einer Überwachung und/oder einer antimikrobiellen Wirkung zu erhöhen bzw. zu verbessern. It is therefore an object of the invention to provide improved cleaning and improved adaptation to different separation conditions in which particles are separated from a fluid, and possibly the functionality of a To increase or improve filters with respect to a monitoring and / or an antimicrobial effect.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Filter, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden. According to the invention this object is achieved with a filter having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be realized with features described in the subordinate claims.

Im Vordergrund steht dabei eine einfache und reproduzierbare Reinigung der Industrie- und Verbraucherfilter, wodurch die Nutzungsdauer deutlich verlängert, die Anlagenverfügbarkeit erhöht und die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden kann. Zur weiteren Verbesserung der Filterreinigung kann die Filterfeinheit/Porengröße durch Energiezufuhr verändert werden. Die Verstellbarkeit der Filterfeinheit ist ebenso zur Justage des Filters insbesondere im Hinblick auf die zu filternden Partikelgrößen vorteilhaft. The focus is on a simple and reproducible cleaning of the industrial and consumer filters, which significantly prolongs the service life, increases the plant's availability and increases profitability. To further improve the filter cleaning, the filter fineness / pore size can be changed by supplying energy. The adjustability of the filter fineness is also advantageous for adjusting the filter, in particular with regard to the particle sizes to be filtered.

Zusätzliche und integrierbare Funktionalitäten sind beispielsweise die sensorische Überwachung der Filtermaterialien bzw. des Füllgrades des Filters an sich. Darüber hinaus kann das eigentliche Filtermaterial an spezielle Anforderungen angepasst werden, wie dies beispielsweise bei der Forderung nach antibakterieller oder antimikrobieller Wirkung der Fall ist. Additional and integrable functionalities are, for example, the sensory monitoring of the filter materials or the degree of filling of the filter itself. In addition, the actual filter material can be adapted to specific requirements, as is the case for example in the demand for antibacterial or antimicrobial effect.

Das/die aufgezeigte(n) Probleme kann/können durch die Entwicklung von textilen Gebilden, wie insbesondere Geweben oder Vliesen für Filter mit einer speziellen Textur und Faser- oder Drahtanordnung, die durch Erreichung die beschriebenen Funktionalitäten ermöglichen. The problem (s) indicated may be due to the development of textile structures such as, in particular, woven or nonwoven fabrics for filters having a specific texture and fiber or wire arrangement, which by achieving the described functionalities.

Neben elektrischer Energie kann man auch mechanische Energie auf das Filtermaterial einwirken lassen, was zu einer Verschiebung und/oder Verformung von Poren führen kann. In addition to electrical energy, one can also apply mechanical energy to the filter material, which can lead to a displacement and / or deformation of pores.

Das erfindungsgemäße Filter Material besteht im Wesentlichen aus einem polymeren bevorzugt dreidimensionalen Filtermaterialgerüst bzw. einer Gitterstruktur, das/die an einem Rahmen befestigt ist. Filtermaterialgerüst oder Gitterstruktur können bevorzugt mit Fasern, Drähten oder einer bevorzugt dreidimensionalen Struktur gebildet sein. The filter material according to the invention consists essentially of a polymeric preferably three-dimensional filter material framework or a grid structure which is attached to a frame. Filter material framework or lattice structure may preferably be formed with fibers, wires or a preferably three-dimensional structure.

Das elastisch verformbare polymere Basisfiltermaterial kann entsprechend der genauen Anforderungen ausgewählt werden, wobei sich Silikon- oder Silikon enthaltende Werkstoffe im besonderen Maße für die Anwendung für ein Basisfiltermaterial eignen. Silikone verfügen über hervorragende Eigenschaften sowie Beständigkeit gegenüber vielen äußeren Einflüssen sowie Medien und lassen sich hinsichtlich spezieller Anforderungen (elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Dehnbarkeit, antimikrobakterielle Eigenschaften) modifizieren. Im Hinblick auf die Funktionsintegration in das Filtermaterial können entsprechend der mechanischen Belastungen bzw. in Abhängigkeit der sensorischen Anforderungen entsprechende Verstärkungs- und/oder Funktionselemente eingebracht sein. Verstärkungs- und/oder Funktionselemente sollten aus einem anderen Material in Form von Fasern oder Drähten gebildet sein und dabei infolge eines Energieeintrages ihre geometrische Form und/oder ihre Länge und/oder die geometrische Form der unverstärkten Filtergrundstruktur verändern und stoff- oder formschlüssig mit dem Filtermaterialgerüst oder der Gitterstruktur verbunden sein, so dass eine Veränderung der geometrischen Gestalt und/oder der Größe von Poren bei einem Energieeintrag und der Beendigung des Energieeintrags erreichbar ist. The elastically deformable polymeric base filter material may be selected according to the exact requirements, with silicone or silicone containing materials being particularly suitable for use with a base filter material. Silicones have excellent properties as well as resistance to many external influences as well as media and can be modified with regard to special requirements (electrical conductivity, mechanical properties such as modulus of elasticity and ductility, antimicrobial properties). With regard to the functional integration into the filter material, corresponding reinforcing and / or functional elements may be introduced in accordance with the mechanical loads or depending on the sensory requirements. Reinforcement and / or functional elements should be formed of another material in the form of fibers or wires and thereby change due to an energy input their geometric shape and / or their length and / or the geometric shape of the unreinforced filter base structure and material or form-fitting with the filter material framework or the grid structure can be connected, so that a change in the geometric shape and / or the size of pores in an energy input and the termination of the energy input can be achieved.

Es kann elektrische Energie zu- und mit Verstärkungs- oder Funktionselementen in mechanische Energie gewandelt werden, wodurch eine Verformung des Basismaterialgerüsts oder der Gitterstruktur und dadurch wiederum eine Veränderung der geometrischen Gestalt und der freien Querschnittsfläche von Poren erreicht wird. Electrical energy can be added and converted into mechanical energy with reinforcing or functional elements, whereby deformation of the base material framework or lattice structure and, in turn, a change in the geometric shape and the free cross-sectional area of pores is achieved.

Eine verstärkende Wirkung und Nutzbarkeit als Sensor können beispielsweise Kohlenstoff- oder Metallfasern, die als unidirektionale Verstärkung in das Filtermaterialgerüst bzw. die Gitterstruktur eingebracht werden können, bieten. Diese Fasern oder Drähte verstärken das Filtermaterial entlang einer Längsrichtung und können zusätzlich auch als Sensorarray genutzt werden, indem die Veränderung des elektrischen Widerstands zwischen zwei parallel zueinander angeordneten und ausgerichteten Kohlenstoff- oder Metallfasern oder anderen aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Fasern, Drähten oder polymeren Strukturen überwacht werden können. Kohlenstoff- oder Metallfasern können also Verstärkungs- und Funktionselemente sein. A reinforcing effect and usability as a sensor, for example, carbon or metal fibers that can be introduced as a unidirectional reinforcement in the filter material framework or the lattice structure, provide. These fibers or wires reinforce the filter material along a longitudinal direction and may additionally be used as a sensor array by varying the electrical resistance between two parallel and aligned carbon or metal fibers or other fibers, wires or polymeric structures formed from an electrically conductive material can be monitored. Carbon or metal fibers can therefore be reinforcing and functional elements.

Benötigt man für die Anwendung keine zusätzliche verstärkende Wirkung der das Basismaterialgerüst oder die Gitterstruktur bildenden Fasern, Drähte oder Strukturen, könnten beispielsweise zwei unterschiedliche modifizierte polymere Strukturen erzeugt werden, wobei eine Richtung der Strukturen aus elektrisch modifziertem Basispolymer und die andere Richtung aus unmodifiziertem Basispolymer besteht. For example, if one does not require additional reinforcing effect of the base material framework or lattice structure forming fibers, wires or structures, two different modified polymeric structures could be produced, one direction of the structures of electrically modified base polymer and the other direction of unmodified base polymer.

Andere elektrisch leitende Fasern oder Drähte sollten an eine elektrische Spannungsquelle und ein Amperemeter, Voltmeter und/oder ein Gerät zur Messung des elektrischen Widerstandes angeschlossen sein, so dass Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit erfasst und ggf. für eine Veränderung der Poren innerhalb des Filtermaterialgerüsts oder der Gitterstruktur eingeleitet werden kann, wenn so beispielsweise eine zu große Verschmutzung des Filters erkannt worden ist und eine Reinigung durch einen Energieeintrag, der zur Veränderung der Poren führt, eingeleitet werden soll. Other electrically conductive fibers or wires should be connected to an electrical voltage source and an ammeter, voltmeter, and / or an electrical resistance measuring device to detect changes in electrical conductivity and, if necessary, a change in pores within the filter material framework or grid structure can be initiated if For example, an excessive contamination of the filter has been detected and a cleaning by an energy input, which leads to the change of the pores, should be initiated.

Andere Werkstoffe, die für Verstärkungs- und/ oder Funktionselemente geeignet sind, sind beispielsweise elektrisch leitende Polymere, die elektrisch leitend beschichtet oder elektrisch leitende Partikel enthalten. Setzt sich der Filter zu bzw. erhöht sich die Verschmutzung des Filtermaterials, so ändert sich der elektrische Widerstand und der bestimmte elektrische Widerstand gibt eine Aussage darüber, wann der Filter gereinigt werden muss. So reduziert sich der elektrische Widerstand bei elektrisch leitenden Partikeln, bei elektrisch nicht leitenden Partikeln erhöht er sich dagegen. Other materials which are suitable for reinforcing and / or functional elements are, for example, electrically conductive polymers which have an electrically conductive coating or contain electrically conductive particles. If the filter sets or the contamination of the filter material increases, the electrical resistance changes and the specific electrical resistance gives an indication as to when the filter needs to be cleaned. This reduces the electrical resistance of electrically conductive particles, but increases with electrically non-conductive particles.

Es kann auch eine elektrische Spannung an die Funktionselemente zur Ausbildung eines elektrischen Feldes angelegt werden, um eine antistatische Wirkung zu erreichen, mit der eine Freisetzung von unerwünschten Bestandteilen, insbesondere von Partikeln von der Oberfläche des Basismaterialgerüsts oder der Gitterstruktur und ggf. auch aus Poren erreichbar wird. Bevorzugt ist dabei eine elektrische Gleichspannung. It is also possible to apply an electrical voltage to the functional elements to form an electric field in order to achieve an antistatic effect with which a release of undesired constituents, in particular of particles, from the surface of the base material framework or the lattice structure and possibly also from pores can be achieved becomes. Preference is given to a DC electrical voltage.

Zur Beeinflussung der geometrischen Gestalt und/oder Größe von Poren des Filtermaterialgerüsts oder der Gitterstruktur kann/können die Höhe, die Zeitdauer eines Energieeintrags und/oder der zeitliche Abstand zwischen Energieeinträgen gesteuert oder geregelt werden. Dies ist besonders bei einer dadurch erreichbaren Reinigung eines Filters vorteilhaft, da so die Größe der Porenveränderung und auch eine Frequenz, mit der eine Veränderung von Poren erreicht werden kann, gezielt beeinflusst werden können. In order to influence the geometric shape and / or size of pores of the filter material framework or the lattice structure, the height, the duration of an energy input and / or the time interval between energy inputs can be controlled or regulated. This is particularly advantageous in the case of cleaning of a filter that can be achieved in this way, since in this way the size of the pore change and also a frequency with which a change of pores can be achieved can be influenced in a targeted manner.

Da die Kohlenstoff- oder Metallfasern als Verstärkungs- und/oder Funktionselemente durch das aufgebrachte polymere bevorzugt dreidimensionale Filtermaterialgerüst quasi isoliert werden, sollte punktuell zusätzlich ein elektrisch leitfähiges Polymer eingesetzt werden, das vorteilhaft aus dem identischen Polymer des Filtermaterialgerüsts oder der Gitterstruktur besteht, um die Nutzung als Sensor zu ermöglichen und den elektrischen Kontakt der Verstärkungs- und Funktionselemente zum Fluid herzustellen. Hierbei kann beispielsweise ein Polymer, in dem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) mit einem Anteil oberhalb der Perkolationsschwelle enthalten sind, eingesetzt werden. Alternativ können dementsprechend in das Basisfiltermaterial eingebrachte Kohlenstofffasern mittels einer Nachbehandlung von polymerem elektrisch isolierendem Polymer so befreit werden, dass ein elektrisch leitender Kontakt lokal definiert erreicht werden kann. Dabei kann polymerer Werkstoff an einer Oberfläche mechanisch, bevorzugt aber mit einem Energiestrahl, insbesondere einem Laserstrahl entfernt und in der Polymermatrix enthaltende elektrisch leitende Partikel oder CNTs soweit frei gelegt werden, dass eine elektrisch leitende Verbindung erreicht werden kann. Ebenso ist eine gewollte Drappierung der Kohlenstofffasern einsetzbar, um die Faser partiell außerhalb des Filtermaterialgerüsts (scaffold) bzw. der Gitterstruktur verlaufen zu lassen und somit die elektrisch isolierende Wirkung des Polymers zu umgehen. Since the carbon or metal fibers are virtually isolated as reinforcing and / or functional elements by the applied polymeric preferably three-dimensional filter material scaffold, an electrically conductive polymer which advantageously consists of the identical polymer of the filter material scaffold or the lattice structure should be selectively used for its use to enable as a sensor and to make the electrical contact of the gain and functional elements to the fluid. In this case, for example, a polymer in which electrically conductive particles, in particular carbon nanotubes (CNTs) are contained with a proportion above the percolation threshold, are used. Alternatively, carbon fibers introduced into the base filter material can accordingly be freed by means of a post-treatment of polymeric electrically insulating polymer so that an electrically conductive contact can be achieved locally defined. In this case, polymeric material on a surface mechanically, but preferably removed with an energy beam, in particular a laser beam and in the polymer matrix-containing electrically conductive particles or CNTs are exposed so far that an electrically conductive connection can be achieved. Likewise, intentional draping of the carbon fibers can be used to allow the fiber to extend partially outside the scaffold or lattice structure, thus avoiding the electrically insulating effect of the polymer.

Es können auch sensorisch wirkende Elemente zur Bestimmung des pH-Wertes, der Anwesenheit verschiedener Verunreinigungen bzw. Reaktionsprodukte (z.B. Nitrat im Kühlschmierstoff), der Konzentration des Fluides selbst und/oder der Konzentration von Additiven mit Fasern oder Drähten des Basisfiltermaterials stoff- und/oder formschlüssig verbunden sein. It is also sensory elements for determining the pH, the presence of various impurities or reaction products (eg nitrate in the cooling lubricant), the concentration of the fluid itself and / or the concentration of additives with fibers or wires of the base filter material material and / or be positively connected.

Die Justierbarkeit der Filterfeinheit erlaubt es, den Filter an die Anforderungen anzupassen. Das unidirektional beispielsweise mit Kohlenstofffasern verstärkte Basisfiltermaterial kann entlang der Faserausrichtung eine gesteigerte Festigkeit aufweisen. In orthogonaler Richtung dazu können die Eigenschaften des eigentlichen Basisfiltermaterials, bevorzugt des gewählten Polymers genutzt werden. Bringt man quer zur Faserausrichtung eine Schubkraft auf, verschieben sich die Ebenen der Verstärkungs- und Funktionselemente wie Fasern oder Drähte zueinander und die Feinheit verändert sich deutlich. Erfolgt kein Energieeintrag von außen mehr, geht der Filter in seinen Ausgangszustand zurück. The adjustability of the filter fineness makes it possible to adapt the filter to the requirements. The unidirectionally carbon fiber reinforced base filter material, for example, may have increased strength along the fiber orientation. In orthogonal direction to the properties of the actual base filter material, preferably the selected polymer can be used. If a shear force is applied transversely to the fiber orientation, the planes of the reinforcement and functional elements, such as fibers or wires, shift relative to one another and the fineness changes markedly. If no external energy input occurs, the filter returns to its initial state.

Dazu kann die Geometrie und Länge des polymeren Filtermaterialgerüsts bzw. der Gitterstruktur, das aus dem Basisfiltermaterial gebildet und die mit anderen Verstärkungs- und Funktionselementen wie Fasern, Drähten oder Aktoren verbunden sind, durch Beeinflussung der geometrischen Ausrichtung und/oder Verschiebung des polymeren Filtermaterialgerüsts bzw. der Gitterstruktur verändert werden, indem Zug- und/oder Schubspannungen auf die Funktions- oder Verstärkungselemente wirken, verändert werden. Dadurch kann eine Verschiebung der der polymeren Filtergrundstruktur, die aus dem Basisfiltermaterial gebildet sind, bereichsweise in einer und/oder mehreren Achsrichtungen erfolgen, was zu einer Veränderung der Poren führt. Dies können Veränderungen der geometrischen Form und der freien Querschnitte sein. Dies erfolgt ganz besonders bei dreidimensionalen Filtermaterialgerüsten bzw. Gitterstrukturen. Mit einer anderen Faser oder einem anderen Draht können mehrere Reihen und Spalten von Poren, die nebeneinander angeordnet sind erreicht werden. Es ist daher nur eine begrenzte Anzahl von anderen Fasern oder Drähten als Verstärkungs- oder Funktionselemente erforderlich. For this purpose, the geometry and length of the polymeric filter material framework or the lattice structure, which are formed from the base filter material and which are connected to other reinforcing and functional elements such as fibers, wires or actuators, by influencing the geometric orientation and / or displacement of the polymeric filter material framework or the lattice structure can be changed by acting tensile and / or shear stresses on the functional or reinforcing elements are changed. As a result, a displacement of the polymeric filter base structure, which are formed from the base filter material, can be effected in regions in one and / or several axial directions, which leads to a change in the pores. These can be changes in the geometric shape and the free cross sections. This happens especially in the case of three-dimensional filter material frameworks or lattice structures. With another fiber or other wire, multiple rows and columns of pores arranged side by side can be achieved. Therefore, only a limited number of other fibers or wires are required as reinforcing or functional elements.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, an der mit polymeren Fasern, Drähten oder Strukturen gebildeten Filtergrundstruktur bzw. den Verstärkungs- und Funktionselementen Aktoren zu befestigen, mit denen mechanische Spannungen bei einem Energieeintrag in die Aktoren erreicht werden können, die an den Fasern oder Drähten aus dem Basisfiltermaterial wirken und die Porengrößen und -geometrien verändern. Solche Aktoren können an äußeren Rändern eines Filters aber auch innerhalb des Filtermaterialgerüsts bzw. der Gitterstruktur angeordnet werden. Aktoren können auch in einzelnen Poren eines Filters angeordnet und mit der Filtergrundstruktur bzw. den Verstärkungs- und Funktionselementen verbunden sein. Als Aktoren können auch Elastomeraktoren, wie sie beispielsweise in DE 10 2008 039 757 A1 bzw. in DE 10 2012 016 375 A1 beschreiben sind, eingesetzt werden. Elastomeraktoren können dabei unidirektional in einer Achsrichtung bevorzugt parallel zu Fasern oder Drähte, die mit dem Basisfiltermaterial gebildet sind, ausgerichtet sein und durch Veränderung ihrer Länge und/oder Breite Einfluss auf die Porengröße und -geometrie nehmen, wenn eine elektrische Spannung an ihre Elektroden angelegt worden ist oder diese wieder abgeschaltet wurde. Durch die Höhe der jeweiligen elektrischen Spannung kann Einfluss auf den Grad der Größen- und Geometrieveränderung von Poren eines Filters genommen werden. But it is also possible to attach to the formed with polymeric fibers, wires or structures filter base structure or the gain and functional elements actuators with which mechanical stresses can be achieved at an energy input into the actuators, which on the fibers or wires act on the base filter material and change the pore sizes and geometries. Such actuators can be arranged on outer edges of a filter but also within the filter material framework or the lattice structure. Actuators can also be arranged in individual pores of a filter and connected to the filter base structure or the reinforcement and functional elements. As actuators and elastomer actuators, as for example in DE 10 2008 039 757 A1 or in DE 10 2012 016 375 A1 be used. Elastomer actuators may be unidirectionally oriented in an axial direction, preferably parallel to fibers or wires formed with the base filter material, and by changing their length and / or width, affect the pore size and geometry when an electrical voltage has been applied to their electrodes is or has been turned off again. The level of the respective electrical voltage can influence the degree of size and geometry change of pores of a filter.

Die Optimierung der Filterreinigung basiert ebenfalls auf dem Prinzip der Justierbarkeit eines Filters. Besteht beispielsweise das Basisfiltermaterial aus Silikon oder es ist mit Silikon gebildet, was eine sehr hohe elastische Dehnfähigkeit aufweist, wird der Filter durch äußere Energie deformiert und die Verschmutzungen fallen ab. Dies wird begünstigt von der antiadhäsiven Oberfläche von Silikon, wodurch sich die Verschmutzungen sehr einfach und schnell lösen. Außerdem können die Deformationen zyklisch wiederholt werden, bis der gewünschte Abreinigungseffekt erreicht worden ist. Filter müssen für den Reinigungsprozess nicht mehr ausgebaut werden und ein zyklischer Reinigungsschritt könnte in die Anlagen- oder Produktsteuerung nach Ablauf bestimmter Zeitabstände oder nach Detektion eines erhöhten Verschmutzungsgrades integriert werden. Bei Luftfiltern von Staubsaugern könnte dies beispielsweise nach jedem Saugprozess durchgeführt werden, wodurch die Verunreinigungen abplatzen und direkt in ein Reservoir fallen. Auf diese Wiese kann der Saugkraftverlust reduziert bzw. vermieden werden. The optimization of the filter cleaning is also based on the principle of adjustability of a filter. For example, if the base filter material is made of silicone or it is formed with silicone, which has a very high elastic stretchability, the filter is deformed by external energy and the contaminants fall off. This is favored by the anti-adhesive surface of silicone, which makes it easy and quick to remove the dirt. In addition, the deformations can be repeated cyclically until the desired cleaning effect has been achieved. Filters need not be removed for the cleaning process and a cyclic cleaning step could be integrated into the plant or product control after expiration of certain time intervals or after detection of an increased level of contamination. For instance, with air filters of vacuum cleaners, this could be done after each suction process, causing the contaminants to peel off and fall directly into a reservoir. In this way, the suction power loss can be reduced or avoided.

Im Bereich der Luft- oder Wasseraufbereitung spielt die Verschmutzung durch Bakterien eine wichtige Rolle. Filter die lange im Einsatz bleiben bilden häufig auch Anfälligkeiten für bakterielle Verschmutzungen. Die eingesetzten Polymere lassen sich im Herstellungsprozess antibakteriell modifizieren, wodurch die neuen Filterwerkstoffe diese Problematik lösen. Da beispielsweise Silikon eine gute Beständigkeit gegen viele Medien aufweist, könnten auch antibakterielle Substanzen, beispielsweise Silberpartikel beigefügt werden. In the field of air or water treatment, bacterial contamination plays an important role. Filters that remain in use for a long time are often susceptible to bacterial contamination. The polymers used can be modified in the manufacturing process antibacterial, whereby the new filter materials solve this problem. For example, because silicone has good resistance to many media, antibacterial substances such as silver particles could also be added.

Zusammenfassung der Lösungsansätze für die beschriebenen Probleme:

– Filter basiert auf elastischen Polymeren, woraus die dreidimensionalen Filtermaterialgerüste bzw. Gitterstrukturen der Filter gefertigt werden
– Die geometrischen Strukturen, die mit Fasern oder Drähten gebildet sind, können entsprechend der Anforderungen angepasst werden (Kreis, Rechteck, Dreieck, ...)
– Mögliche Integration von zusätzlicher Adaptronik oder Aktorik

Summary of solutions to the problems described:

- Filter is based on elastic polymers, from which the three-dimensional filter material frameworks or lattice structures of the filters are manufactured
- The geometric structures formed with fibers or wires can be adapted according to the requirements (circle, rectangle, triangle, ...)
- Possible integration of additional adaptronics or actuators

Möglichkeit der Nachrüstung in Bestandsanlagen gegeben

– Integration einer unidirektionalen Kohlenstofffaserverstärkung zur Anpassung an die mechanischen Anforderungen bzw. zur Steuerung der Wirkrichtung der Filterfeinheitsjustage
– Nutzung der integrierten Verstärkungs- und Funktionselemente wie Fasern oder Drähte als Sensoren zur Ermittlung des Grades der Filter- bzw. der Filtermedienverschmutzung
– Justierbarkeit der Filterfeinheit zur Steuerung der Durchflussmenge und Separationswirkung für unterschiedliche Partikelgrößen
– Verbesserung der Reinigung durch deformierbare Filter in Kombination mit antiadhäsiver Wirkung des Polymers
– Antibakterielle bzw. -mikrobielle Ausrüstung der Filter durch Polymermodifizierung

Possibility of retrofitting in existing plants given

- Integration of a unidirectional carbon fiber reinforcement to adapt to the mechanical requirements or to control the effective direction of the filter fineness adjustment
Use of the integrated reinforcement and functional elements such as fibers or wires as sensors for determining the degree of filter or filter media contamination
- Adjustability of the filter fineness for controlling the flow rate and separation effect for different particle sizes
- Improvement of cleaning by deformable filters in combination with antiadhesive effect of the polymer
Antibacterial or microbial equipment of the filters by polymer modification

Mit der Erfindung sind adaptive Eigenschaftsänderungen von Filtern, Filtergeweben bzw. Filtervliesen zur Senkung der Rückspülzeiten für Permanentfilter, eine Erhöhung der Reproduzierbarkeit von Filterprozessen und Erhöhung der Prozesssicherheit beim Fertigungseinsatz des Filtrates, eine Erhöhung der Lebensdauer von Permanentfilter und damit eine Reduzierung der Materialkosten und der erforderlichen Energie, eine Senkung des Energiebedarfes durch Senkung des Druckabfalls und der benötigten Energie für den Betrieb von Pumpen oder Verdichtern, eine Einsparung von Fertigungszeit über die Reduzierung von Rückspülzeiten (bei gekoppelt abhängigen Prozessen z.B. Chemieindustrie), eine Abfallsenkung durch Lebensdauererhöhung von Filtern, eine Integration von Medien- und Prozessüberwachungssensorik in Filter, Filtergewebe bzw. Filtervliese sowie eine gezielte Anpassung der Filter an die jeweilige Anwendungen möglich. With the invention, adaptive property changes of filters, filter cloths or filter webs for reducing the backwash times for permanent filters, an increase in the reproducibility of filter processes and increased process reliability in the production use of the filtrate, an increase in the life of the permanent filter and thus a reduction in material costs and the required Energy, a reduction in energy requirements by reducing the pressure drop and the energy required for the operation of pumps or compressors, a saving of manufacturing time on the reduction of backwash times (in coupled dependent processes such as chemical industry), a reduction in waste through lifetime increase of filters, an integration of Media and process monitoring sensors in filters, filter cloths or filter fleeces as well as a targeted adaptation of the filters to the respective applications possible.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail by way of example in the following.

Dabei zeigen: Showing:

1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Filters in einer Draufsicht; 1 an example of a filter according to the invention in a plan view;

2 drei unterschiedlich verformte Poren, wie sie bei einem erfindungsgemäßen Filter erreichbar sind; 2 three differently deformed pores, as can be achieved in a filter according to the invention;

3 drei Beispiele für Filtermaterialgerüste bzw. Gitterstrukturen, die bei einem erfindungsgemäßen Filter einsetzbar sind und 3 three examples of filter material frameworks or lattice structures which can be used in a filter according to the invention and

4 drei weitere Beispiele für Filtermaterialgerüste bzw. Gitterstrukturen, die bei einem erfindungsgemäßen Filter einsetzbar sind. 4 three further examples of filter material scaffolds or lattice structures which can be used in a filter according to the invention.

In 1 ist eine Beispiel eines erfindungsgemäßen Filters gezeigt, bei dem ein Filtermaterialgerüst mit parallel zueinander ausgerichteten und in Abständen zueinander angeordneten Kohlenstofffasern 1, 2, als ein Beispiel für andere Fasern oder Drähte die stoff- und/oder formschlüssig mit dem das Filtermaterialgerüst bildenden Fasern oder Drähten aus dem Basisfiltermaterial, in diesem Fall Silikon, sowie dem Rahmen der Gitterstruktur 3 verbunden sind. Die unidirektionalen Kohlenstofffasern 1 im Randbereich besitzen eine höhere Filamentanzahl, da in diesem Bereich beispielsweise höhere mechanische Belastungen zu erwarten sind bzw. sich die Einleitungsstelle der mechanischen Energie insbesondere von Zug- oder Druckkräften die zur Deformation des Filtermaterialgerüsts bzw. der Gitterstruktur 3 führen, angeordnet ist. Die Kohlenstofffasern 1, 2 sind unidirektional ausgerichtet und können einmal eine Verstärkung eines Filtermaterialgerüsts 3 Aktoren und ggf. auch Sensoren als Verstärkungs- und/oder Funktionselemente bilden. Bei Nutzung als Aktoren können Zug- und/oder Schubspannungen an den Verstärkungs- und Funktionselementen wie Fasern oder Drähten des Filtermaterialgerüsts 2 wirken, die zu einer Verformung von Poren des Filtermaterialgerüsts 3 führen können, wie dies in den beiden unteren Darstellungen von 2 erkennbar ist. Mit den wirkenden Zug- und oder Schubspannungen kann eine Bewegung der das Filtermaterialgerüst 3 bildenden Filtergrundstruktur erreicht werden und bei dem in 2 gezeigten Filtermaterialgerüst 3 oder einer entsprechenden Gitterstruktur erfolgt eine Verformung der Poren von einem rechteckigen Querschnitt zu rhombenförmigen freien Querschnitten, wodurch die Geometrie und Größe der Poren beeinflusst werden kann. In 1 an example of a filter according to the invention is shown, in which a filter material skeleton with parallel aligned and spaced apart carbon fibers 1 . 2 as an example of other fibers or wires, the fabric and / or form-fitting with the filter material skeleton forming fibers or wires of the base filter material, in this case silicone, as well as the frame of the grid structure 3 are connected. The unidirectional carbon fibers 1 in the edge region have a higher number of filaments, since in this area, for example, higher mechanical loads are to be expected or the point of introduction of the mechanical energy in particular of tensile or compressive forces for the deformation of the filter material framework or the lattice structure 3 lead, is arranged. The carbon fibers 1 . 2 are unidirectionally aligned and can once reinforce a filter material framework 3 Actuators and possibly also form sensors as gain and / or functional elements. When used as actuators tensile and / or shear stresses on the reinforcing and functional elements such as fibers or wires of the filter material framework 2 act, which leads to a deformation of pores of the filter material skeleton 3 can lead, as in the two lower representations of 2 is recognizable. With the acting tensile and / or shear stresses can be a movement of the filter material skeleton 3 forming filter base structure can be achieved and in the in 2 shown filter material skeleton 3 or a corresponding lattice structure, a deformation of the pores from a rectangular cross-section to diamond-shaped free cross-sections, whereby the geometry and size of the pores can be influenced.

Aus 1 kann man auch entnehmen, dass der elektrische Widerstand und/oder die elektrische Kapazität zwischen Kohlenstofffasern oder aus elektrisch leitfähigem Material gebildeten anderen Fasern 1, 2 bestimmt werden kann, was als Maß für eine Verschmutzung des Filters genutzt werden kann. Out 1 It can also be seen that the electrical resistance and / or the electrical capacitance between carbon fibers or other fibers formed from electrically conductive material 1 . 2 It can be determined what can be used as a measure of contamination of the filter.

Neben Kohlenstofffasern können als andere Fasern oder Drähte aber auch Platinfasern oder Platindrähte eingesetzt werden, damit kann man beispielsweise das Redoxverhalten des Filters bzw. der Fasern bestimmen, und eine Aussage über eine mögliche mikrobielle Kontamination eines Fluids erhalten, wie dies beispielsweise bei einem Kühlschmierstoff der Fall sein kann. In addition to carbon fibers as well as other fibers or wires but also platinum fibers or platinum wires can be used, so you can for example determine the redox behavior of the filter or fibers, and get a statement about a possible microbial contamination of a fluid, as is the case for example with a cooling lubricant can be.

In den Figuren nicht dargestellter Form können weitere Aktoren und/oder sensorisch wirkende Elemente an einem Filtermaterialgerüst 3 vorhanden oder daran fixiert sein, mit denen eine Beeinflussung der Poren des Filtermaterialgerüsts 3 bzw. einer Gitterstruktur oder eine Detektion verschiedener Parameter des jeweiligen Fluids und/oder des momentanen Filterzustands erreichbar ist. In the figures, not shown form further actuators and / or sensory elements on a filter material framework 3 be present or fixed, with which an influence on the pores of the filter material skeleton 3 or a grid structure or a detection of various parameters of the respective fluid and / or the current filter state can be achieved.

Denkbar wäre dabei die Integration von piezoelektrischen, elektrostriktiven, magnetostriktiven Werkstoffen oder Formgedächtnislegierungen, die die zur Justage der Filterfeinheit und Reinigung notwendige Energie direkt im Filter nutzen können, wodurch zur Verformung des Filtermaterialgerüsts 3 bzw. einer Gitterstruktur notwendige Energie direkt im jeweiligen Wirkbereich wirken kann. Auf diese Weise könnte die Filterfeinheit lokal begrenzt verändert werden, wenn z.B. die Verschmutzung des Filters inhomogen geworden ist. Conceivable would be the integration of piezoelectric, electrostrictive, magnetostrictive materials or shape memory alloys, which can use the energy necessary for adjusting the filter fineness and cleaning directly in the filter, thereby forming the filter material framework 3 or a lattice structure necessary energy can act directly in the respective effective range. In this way, the filter fineness could be changed locally limited if, for example, the contamination of the filter has become inhomogeneous.

Die mit diesen Werkstoffen, insbesondere mit piezoelektrischen Werkstoffen gebildeten Elemente können aber auch mit Verstärkungs- und/oder Funktionselementen 1 verbunden sein und dabei eine Energiequelle bilden, mit denen mechanische in elektrische Energie gewandelt und die elektrische Energie dann an Verstärkungs- und/oder Funktionselementen 1, Aktoren oder Sensoren genutzt werden kann. However, the elements formed with these materials, in particular with piezoelectric materials can also be used with reinforcing and / or functional elements 1 be connected while forming an energy source with which mechanical converted into electrical energy and the electrical energy then to gain and / or functional elements 1 , Actuators or sensors can be used.

Kombiniert man die Messwerte der Sensoren mit den Stellgrößen der Filtersteuerung innerhalb einer zugehörigen Steuerung inklusive Regelungslogik erhält man intelligente Filtermaterialien, die sich entsprechend der Anforderungen hinsichtlich der Feinheit und der Durchflussmenge regeln lassen, ihren Verschmutzungsgrad bestimmen und selbsttätig reinigen. Dies erlaubt eine deutliche Verlängerung der Filterlebensdauer, eine Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit sowie stabilere Nutzungsbedingungen. Combining the measured values of the sensors with the manipulated variables of the filter control within an associated control system including control logic, intelligent filter materials are obtained which can be regulated according to fineness and flow rate requirements, determine their degree of soiling and are self-cleaning. This allows a significant extension of filter life, an increase in plant availability and more stable conditions of use.

Darüber hinaus kann das Basispolymer des Filtermaterialgerüsts 3 oder der Gitterstruktur elektrisch modifiziert werden, um z.B. antistatisch anhaftende Partikel mittels eines elektrischen Feldes abzustoßen. Hierfür wäre die Integration von elektrisch leitfähigen Partikeln in das Basispolymer denkbar. In addition, the base polymer of the filter material skeleton 3 or the grid structure are electrically modified, for example, to repel antistatic adhering particles by means of an electric field. For this purpose, the integration of electrically conductive particles in the base polymer would be conceivable.

In den 3 und 4 sind jeweils drei Beispiele für mögliche Ausbildungen eines Filtermaterialgerüsts 3 gezeigt. In the 3 and 4 are three examples of possible configurations of a filter material framework 3 shown.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008039757 A1 [0031] DE 102008039757 A1 [0031]
DE 102012016375 A1 [0031] DE 102012016375 A1 [0031]

Claims

Filter für die Separation von unerwünschten Bestandteilen aus einem Fluidstrom, bei dem ein elastisch verformbares Basisfiltermaterial in Form eines Filtermaterialgerüsts (3) oder einer Gitterstruktur, das mit polymeren Fasern, Drähten oder einer Struktur gebildet ist, an einem äußeren Rahmen befestigt ist, zusätzlich Verstärkungs- oder Funktionselemente (1, 2), insbesondere mit einem anderen Material gebildeten Fasern oder Drähten, die infolge eines Energieeintrages ihre geometrische Form und/oder ihre Länge verändern stoff- oder formschlüssig mit dem Filtermaterialgerüst (3) oder der Gitterstruktur verbunden sind, so dass eine Veränderung der geometrischen Gestalt und/oder der Größe von Poren bei einem Energieeintrag und der Beendigung des Energieeintrags erreichbar ist. Filter for the separation of unwanted constituents from a fluid stream, in which an elastically deformable base filter material in the form of a filter material skeleton ( 3 ) or a grid structure which is formed with polymeric fibers, wires or a structure is attached to an outer frame, additionally reinforcing or functional elements ( 1 . 2 ), in particular fibers or wires formed with another material, which as a result of an energy input change their geometric shape and / or their length in a material- or form-fitting manner with the filter material framework (US Pat. 3 ) or the lattice structure are connected, so that a change in the geometric shape and / or the size of pores in an energy input and the termination of the energy input can be achieved.

Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs- oder Funktionselemente (1, 2) mit einem piezoelektrischen, elektrostriktiven, magnetostriktiven Werkstoff, einem Formgedächtnismetall, Metallfasern, -drähten und/oder Kohlenstofffasern gebildet sind und/oder damit als Energiequelle verbunden sind. Filter according to claim 1, characterized in that the reinforcing or functional elements ( 1 . 2 ) are formed with a piezoelectric, electrostrictive, magnetostrictive material, a shape memory metal, metal fibers, wires and / or carbon fibers and / or are connected thereto as an energy source.

Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisfiltermaterialgerüst oder die Gitterstruktur aus oder mit Silikon gebildet ist, wobei das Silikon bevorzugt an der Oberfläche modifiziert ist und/oder zusätzlich eine antimikrobiell wirkende Substanz enthalten ist und/oder Verstärkungs- und/oder Funktionselemente (1, 2) mit Kohlenstofffasern oder Metallfasern, -drähten gebildet sind. Filter according to claim 1 or 2, characterized in that the base filter material skeleton or the lattice structure is formed from or with silicone, wherein the silicone is preferably modified on the surface and / or additionally an antimicrobial substance is contained and / or reinforcing and / or Functional elements ( 1 . 2 ) are formed with carbon fibers or metal fibers, wires.

Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungs- oder Funktionselemente (1, 2) Kohlenstofffasern, Metallfasern oder Drähte, insbesondere, Edelstahlfasern, -drähte, Platinfasern oder -drähte in einem Abstand parallel zueinander angeordnet, mit den aus dem Basisfiltermaterial gebildeten Strukturen stoff- und/oder formschlüssig verbunden und an eine elektrische Spannungsquelle und ein Amperemeter, Voltmeter und/oder ein Gerät zur Messung des elektrischen Widerstandes oder zur Messung der elektrischen Kapazität angeschlossen sind. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that reinforcing or functional elements ( 1 . 2 ) Carbon fibers, metal fibers or wires, in particular, stainless steel fibers, wires, platinum fibers or wires arranged at a distance parallel to each other, materially and / or positively connected to the structures formed from the base filter material and to an electrical voltage source and an ammeter, voltmeter and / or a device for measuring the electrical resistance or for measuring the electrical capacity are connected.

Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sensorisch wirkende Elemente zur Bestimmung des pH-Wertes, der Anwesenheit verschiedener Verunreinigungen oder Reaktionsprodukte, insbesondere Nitrat in einem Kühlschmierstoff, der Konzentration des Fluides selbst und/oder der Konzentration von Additiven mit dem Basisfiltermaterialgerüst oder der Gitterstruktur stoff- und/oder formschlüssig verbunden sind. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that sensory elements for determining the pH, the presence of various impurities or reaction products, in particular nitrate in a cooling lubricant, the concentration of the fluid itself and / or the concentration of additives with the base filter material skeleton or the lattice structure are material and / or positively connected.

Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der geometrischen Gestalt und/oder Größe von Poren des Filtermaterialgerüsts oder der Gitterstruktur die Höhe, die Zeitdauer eines Energieeintrags und/oder der zeitliche Abstand zwischen Energieeinträgen steuer- oder regelbar und somit eine flexible Anpassung an die geforderte Filterfeinheit in eine Filteranlage ohne Filterwechsel erreichbar ist. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that for influencing the geometric shape and / or size of pores of the filter material framework or the lattice structure, the height, the duration of an energy input and / or the time interval between energy entries controlled or regulated and thus a flexible Adaptation to the required filter fineness in a filter system without filter change is achievable.

Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Funktionselemente eine elektrische Spannung zur Ausbildung eines elektrischen Feldes angeschlossen ist. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical voltage for the formation of an electric field is connected to functional elements.