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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filtersystem und ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, die mit einem glasfaserhaltigen Filtermedium versehen sind. Das Filtersystem und das Filterelement sind vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff oder Öl, oder auch Hydrauliksystemen einsetzbar.
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Stand der Technik
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Glasfaserhaltige Filtermedien zeichnen sich durch ihre gute chemische Beständigkeit aus und bieten darüber hinaus eine gute Filtrationsleistung bezüglich von in dem zu filternden Fluid enthaltenen kleinen und kleinsten partikulären Verunreinigungen. Aus den vorgenannten Gründen haben sich derlei glasfaserhaltige Filtermedien beim Filtern von chemisch aggressiven Fluiden wie beispielsweise Kraftstoffen für Diesel- und Ottomotoren etabliert. In der Praxis gilt es, einen Austrag von Glasfasern oder Glasfaserpartikeln aus dem Filtersystem bzw. dem Filterelement entgegenzuwirken, durch die ein dem Filterelement im Betriebseinsatz fluidisch nachgeschaltetes Aggregat, beispielsweise eine Hochdruckeinspritzpumpe eines Verbrennungsmotors, beschädigt werden kann. In der Praxis weisen die glasfaserhaltigen Filtermedien deshalb mitunter eine in das Filtermedium integrierte Sperrlage für Glasfasern auf. Bei der Fertigung des glasfaserhaltigen Filtermediums kann es jedoch durch die mechanische Beanspruchung des glasfaserhaltigen Filtermediums, insbesondere beim Zuschneiden oder Falten des Filtermediums, zu einer unerwünschten Kontamination der Reinseite der bekannten Sperrlage mit Glasfasern bzw. Glasfaserpartikeln kommen. Dadurch können im Filterbetrieb selbst größere Glasfaserpartikel, die ohne weiteres eine Länge von bis zu 1 mm und einen Durchmesser von bis zu 20 µm aufweisen können, mit dem gefilterten Fluid aus dem Filterelement/Filtersystem ausgetragen werden. Das Risiko einer Beschädigung von dem Filterelement/Filtersystem fluidisch nachgeschalteten Baugruppen wird mithin durch die bekannte Glasfasersperrlage nicht gebannt.
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Aus der
DE 21 26 080 C3 ist ein rohrförmiges Trennelement zum Filtern und Abscheiden von Wasser und Feststoffen aus Kraftstoff bekannt. Anströmseitig innerhalb eines Stützrohrs ist ein glasfaserhaltiges gefaltetes Filtermedium zur Abscheidung von Feststoffen angeordnet. Auf der Außenseite des Stützrohrs ist eine Koaleszierzone gebildet, die aus einer Lage engporigem und aus mehreren Lagen weitporigem gewirkten oder gewebten Fasermaterial besteht.
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In der
US 2015 / 0 052 865 A1 ist ein Filterelement mit einem mehrlagigen Filtermedium beschrieben. Die Filtrationslage zur Abscheidung von Partikeln aus einem Luftstrom befindet sich zwischen einer Vorfiltrationslage und einer Stützlage. Die Vorfiltrationslage dient der Trennung von Öl und/oder Wasser aus einem Luftstrom und kann Glasfasern aufweisen, während die Stützlage faltbar oder prägbar ausgebildet ist.
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Aus der
DE 10 2014 018 013 A1 ist ein mehrlagiges Filtermedium zur Filtration von Flüssigkeiten wie Kraftstoff bekannt, welches zum Zurückhalten von Glasfaserpartikeln aus einer glasfaserhaltigen Filtrationslage eine zusätzliche Sperrschicht aufweist. Die einzelnen Lagen bilden einen Verbund.
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Zum Zurückhalten von Glasfaserpartikeln weist das aus
DE 10 2015 006 766 A1 bekannte Filtersystem einen zum glasfaserhaltigen Filtermedium separat ausgebildeten Sinterkörper auf, der dem glasfaserhaltigen Filtermedium fluidisch nachgeschaltet angeordnet ist. Durch einen solchen Sinterkörper wird der Strömungswiderstand für das gefilterte Fluid deutlich erhöht. Sind die Sinterkörper aus einem Kunststoff gefertigt, so können diese zwar relativ kostengünstig gefertigt werden. Allerdings sind derlei Sinterkörper aufgrund der mit dem Sinterprozess einhergehenden Materialschwindung nur bedingt mit der ausreichenden Maßhaltigkeit herzustellen. Dadurch wird eine fluiddichte Anbindung der Sinterkörper am Filtergehäuse bzw. am Filterelement erschwert. Die Sinterkörper müssen deshalb häufig nachkalibriert werden bzw. es müssen umfangreiche Dichtungsmaßnahmen ergriffen werden, um einen unerwünschten Bypassstrom von mit Glasfaserpartikeln kontaminiertem Fluid um den Sinterkörper herum zuverlässig zu unter-binden. Darüber hinaus benötigen die Sinterkörper in der Regel relativ viel Bauraum und müssen darüber hinaus in zahlreichen Größen und Bauformen vorgehalten werden, um damit unterschiedliche Filterelemente/Filtersysteme ausstatten zu können.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Filtersystem sowie ein Filterelement anzugeben, bei denen einem unerwünschten Austrag von Glasfaserpartikeln zuverlässig entgegengewirkt wird und die dabei einfach und kostengünstig herstellbar sind und wobei der Strömungswiderstand bei der Durchströmung des Filterelements nur in geringem Maße beeinflusst wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die das Filtersystem betreffende Aufgabe wird durch ein Filtersystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Filterelement weist die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale auf. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Filtersystem dient dem Filtern eines Fluids, insbesondere Kraftstoff oder Öl, etwa für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder auch das Öl einer Hydraulikeinheit. Das Filtersystem weist ein Filtergehäuse mit einem Zulauf für das zu filternde Fluid und mit einem Ablauf für das gefilterte Fluid auf. Im Filtergehäuse ist ein Filterelement mit einem glasfaserhaltigen Filtermedium angeordnet. Unter einem glasfaserhaltigen Filtermedium wird ein Filtermedium verstanden, das teilweise oder insgesamt aus Glasfasern besteht. Das Filtersystem umfasst ein zum glasfaserhaltigen Filtermedium separat ausgebildetes Glasfasersperrelement zum Zurückhalten von Glasfaserpartikeln, die in dem durch das glasfaserhaltige Filtermedium geführten Fluid enthalten sein können. Das Glasfasersperrelement ist erfindungsgemäß als ein Wickelkörper ausgeführt, der ein aufgewickeltes Filtermaterial mit einer mittleren Porengröße aufweist, die kleiner als 20 µm ist und wobei der Wickelkörper eine maximale Wickeldicke d (des aufgewickelten Filtermaterials) von 1,5 Millimeter aufweist.
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Dadurch, dass der Wickelkörper als ein zum glasfaserhaltigen Filtermedium separat ausgebildetes Bauteil ausgeführt ist, kann der Wickelkörper ohne jegliche Exposition gegenüber Glasfaserpartikeln erzeugt werden. Eine unerwünschte Kontamination des Glasfasersperrelements kann dadurch zuverlässig vermieden werden. Es versteht sich, dass der Wickelkörper aus einem gegenüber dem zu filternden Fluid beständigen Filtermaterial besteht. Ist das zu filternde Fluid beispielsweise Dieselkraftstoff, so kann das Filtermaterial insbesondere PET (Polyethylenterephthalat) oder PBT (Polybutylenterephthalat) sein. Zu beachten ist, dass PBT auch zum Filtern von Öl geeignet ist. Durch die mittlere Porengröße des Filtermaterials des Wickelkörpers von kleiner 20 µm können größere Glasfasern bzw. Glasfaserpartikel, die für dem Filterelement fluidisch nachgeschaltete Aggregate bzw. Bauteile besonders risikoreich sind, zuverlässig aus dem durch das glasfaserhaltige Filtermedium gefilterten Fluid herausgefiltert werden. Dies gilt insbesondere für Glasfaserpartikel mit einer maximalen Größe (= Feret Durchmesser) von größer 200 µm. Die mittlere Porengröße des Filtermaterials wird in der Praxis in der Regel indirekt mittels der sog. „Bubble Point“ Testmethode ermittelt. Für die „Bubble Point“ Testmethode wird eine Probe des Filtermaterials randseitig in einem sogenannten Rondenhalter um-laufend dicht eingespannt und in eine geeignete Testflüssigkeit wie etwa Waschbenzin oder Alkohol getaucht. Das Filtermaterial wird von unten mit Luftdruck beaufschlagt. Derjenige Luftdruckwert, bei dem ein kontinuierlicher Luftblasenaustritt oberhalb des Filtermaterials (makroskopisch) zu erkennen ist, ist der sog. Bubble Point. Die mittlere Porengröße des Filtermaterials kann anhand des Bubble Points berechnet werden.
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Durch die geringe Wickeldicke des Wickelkörpers kann im Filterbetrieb ein übermäßiger Druckverlust über die Glasfasersperre vermieden werden. Darüber hinaus kann die Glasfasersperre selbst bei einem nur sehr begrenzten Einbauraum des Filtersystems bzw. Filterelements realisiert werden. Dies ist für die Einsatzbreite von Vorteil.
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Dadurch, dass die mittlere Porengröße des Filtermaterials weniger als 20 µm beträgt, können insbesondere auch kleinere Glasfaserpartikel mit einer maximalen Größe (= Feret Durchmesser) zwischen 50 µm und 200 µm effizient von der Glasfasersperre zurückgehalten werden.
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Die Porengröße des Wickelkörpers kann mithin größer als ein Querschnitt der im Fluid zurückzuhaltenden Glasfaserpartikel des Filtermediums sein. Dadurch wird eine unnötige Erhöhung des Strömungswiderstands über den Wickelkörper vermieden und zugleich trotzdem ein effektives Zurückhalten von in dem durch das glasfaserhaltige Filtermedium gefilterten Fluid enthaltenen Glasfaserpartikeln ermöglicht. Dies wird durch die Struktur sowie die ggf. mehrfache Wicklung des Filtermaterials, insbesondere des Faservlieses, erreicht.
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Die Dicke einer einzelnen Lage des erfindungsgemäßen Filtermaterials, insbesondere Faservlieses, beträgt nach der Erfindung zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, bevorzugt 0,1 mm bis 0,24 mm.
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Der Wickelkörper weist nach der Erfindung zumindest eine vollständige Windung des Filtermaterials auf. Erfindungsgemäß kann der Wickelkörper in Abhängigkeit von der Dicke des Filtermaterials, d. h. einer einzelnen Lage des Filtermaterials, auch 2, 3 oder 4 Windungen des Filtermaterials aufweisen. Durch die Anzahl der Windungen sowie auch durch die mittlere Porengröße des Filtermaterials kann das gewünschte Rückhaltevermögen für die aus dem Fluid abzutrennenden Glasfaserpartikel bedarfsgerecht eingestellt werden.
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Das Filtermaterial ist vorzugsweise ein flächiges synthetisches Filtermaterial, insbesondere ein Faservlies (= „non-woven“). Nach alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann das Filtermaterial auch ein Gewebe und/oder ein Gewirk sein. Durch derlei flächige Textilien kann auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt werden, dass das durch das Filtersystem strömende Fluid den Wickelkörper vollumfänglich durchströmt, bevor dieses über die Auslassöffnung des Filtergehäuses aus dem Filtergehäuse strömt.
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Derlei textile Materialien sind für Filtrationszwecke darüber hinaus gut geeignet und am Markt aus unterschiedlichen Natur- und Kunststofffasern als Rollenware erhältlich. Darüber hinaus können diese kostengünstig bezogen und verarbeitet werden. Das erfindungsgemäße Filtermaterial, insbesondere Faservlies, kann beispielsweise im Wege des sogenannten Meltblown-Verfahrens hergestellt sein.
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Die Luftdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Filtermaterials, insbesondere Faservlieses, des Wickelkörpers, beträgt 10 bis 80 l/(cm2*s), bevorzugt < 50 l/(cm2*s), besonders bevorzugt < 30 l/(cm2*s) (gem. DIN EN ISO 9237).
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Das Flächengewicht des Filtermaterials, insbesondere Faservlieses, beträgt bevorzugt 20 bis 200 g/m2 (gem. DIN EN ISO 536).
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Der Wickelkörper ist nach der Erfindung vorzugsweise darauf ausgelegt, Glasfaserpartikel mit einer Länge L von mehr als 200 µm Länge vollständig oder im Wesentlichen vollständig aus dem Fluid herauszufiltern. Besonders bevorzugt können durch den Wickelkörper Glasfaserpartikel mit einer Länge zwischen 50 µm und 200 µm zu mehr als 95 % aus dem Fluid abgetrennt werden.
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Der Wickelkörper kann beispielsweise um einen, bevorzugt hülsenartigen, Stützkörper gewickelt sein. Im druckbeaufschlagten Betriebszustand können dadurch unerwünschte Verformungen bzw. Beschädigungen des Wickelkörpers vermieden werden, durch die ggf. das Rückhaltevermögen des Wickelkörpers gegenüber den im Fluid enthaltenen Glasfaserpartikeln kompromittiert würde.
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Der Stützkörper ist vorzugsweise ein integraler Bestandteil des Filtergehäuses oder des Filterelements. Im erstgenannten Fall bildet der Stützkörper mit dem Filtergehäuse eine Baueinheit. Ist das Filtergehäuse als ein sogenanntes Lebensdauerbauteil eines Kraftfahrzeugs oder dergl. ausgeführt, so ist auch der Stützkörper als ein solches Lebensdauerbauteil ausgeführt. Der Stützkörper kann mit dem Filtergehäuse oder einem Filtergehäuseteil insbesondere einstückig ausgeführt oder mit dem Filtergehäuse - vorzugsweise unlösbar - verrastet sein. Unter einer unlösbaren Verrastung wird vorliegend eine solche Rastverbindung verstanden, die nicht ohne Zerstörung eines der die Rastverbindung bildenden Rastelemente gelöst werden kann. Wird das Filterelement ausgetauscht, so verbleibt der Stützkörper in allen Fällen am Filtergehäuse. Ist der Stützkörper integraler Bestandteil des Filterelements, so bildet der Stützkörper mit dem Filterelement eine gemeinsam handhabbare Baueinheit, die intervallweise ausgetauscht werden kann.
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Der Stützkörper kann insbesondere als gitterförmiges Mittelrohr des Filterelements oder des Filtergehäuses ausgeführt sein, wie dieses in der Praxis häufig zur innenseitigen Abstützung des Filtermediums des Filterelements dient. Dadurch kann der Materialeinsatz für das Glasfasersperrelement und damit die Herstellungskosten des Filtersystems insgesamt niedrig gehalten werden. Die Verbindung der Windungen oder Wickellagen untereinander bzw. mit dem Stützkörper kann beispielsweise mittels eines Klebers und/oder durch Ultraschallschweißen realisiert sein.
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Das erfindungsgemäße Filterelement dient dem Filtern von Kraftstoff oder Öl und weist ein glasfaserhaltiges Filtermedium sowie eine dem glasfaserhaltigen Filtermedium fluidisch nachgeschaltet angeordnete Glasfasersperre zum Zurückhalten von im gefilterten Fluid enthaltenen Glasfasern auf, die als ein Wickelkörper ausgeführt ist.
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Die obigen Ausführungen, insbesondere zu erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Filtermaterials und des Wickelkörpers gelten für das erfindungsgemäße Filterelement entsprechend.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, aus den Patentansprüchen sowie anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein. Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein Filtersystem umfassend ein nur schematisch wiedergegebenes Filter-gehäuse sowie ein im Filtergehäuse angeordnetes Filterelement mit einem glasfaserhaltigen Filtermedium, wobei das Filtersystem eine zum glasfaser-haltigen Filtermedium separat ausgebildete und diesem fluidisch nachgeschaltet angeordnete Glasfasersperre in Form eines Wickelkörpers auf-weist, in einer Schnittdarstellung;
- 2 das Filtersystem gemäß 1 in einer Schnittdarstellung und im Montage-zustand an einem Filterkopf;
- 3 den Wickelkörper des Filterelements gemäß 1 mit teilweise abgewickeltem flächigen Faservlies, in einer ausschnittsweisen perspektivischen Darstellung;
- 4 ein Säulendiagramm mit Darstellung der gemessenen Partikelanzahl von in einem durch ein glasfaserhaltiges Filtermedium strömenden Fluid enthaltenen Glasfaserpartikeln, aufgetragen über den maximalen Feret Durch-messer der Glasfaserpartikel; und
- 5 ein Säulendiagramm mit Darstellung der gemessenen Glasfaser-Partikel-anzahl nach Filterung des glasfaserpartikelhaltigen Fluids mittels einer Glasfasersperre gemäß 1, aufgetragen über den maximalen Feret Durchmesser der Glasfaserpartikel.
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt ein Filtersystem 10 umfassend ein Filtergehäuse 12 und ein Filterelement 14, das im Filtergehäuse 12 angeordnet ist. Das Filtergehäuse 12 umfasst einen Gehäusetopf 16 mit einem am Gehäusetopf 16 angebördelten Ringdeckel 18, an dem ein ringförmiges Dichtungselement gehaltert 20 ist. Das Filtergehäuse 12 weist hier einen Einlass mit mehreren Einlassöffnungen 22 und einen zentral angeordneten Auslass 24 für ein zu filterndes Fluid, insbesondere Kraftstoff oder Öl, auf.
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Das Filterelement 14 ist hier beispielhaft als ein Rundfilterelement ausgeführt und weist ein glasfaserhaltiges Filtermedium 26 auf. Das glasfaserhaltige Filtermedium 26 kann mit anderen Worten Glasfasern aufweisen oder insgesamt aus Glasfasern bestehen. Das glasfaserhaltige Filtermedium 26 ist zur Längsachse 28 des Filterelements 14 ringförmig angeordnet und kann beispielsweise sternförmig gefaltet sein. Das glasfaserhaltige Filtermedium 26 ist hier zwischen einer ersten Endscheibe 30 und einer zweiten Endscheibe 32 des Filterelements 14 angeordnet. Das glasfaserhaltige Filtermedium 26 kann mit den beiden Endscheiben 30, 32 verklebt, verschweißt oder im Material der beiden Endscheiben 30, 32 eingebettet gehalten angeordnet sein, um eine fluiddichte Anbindung des glasfaserhaltigen Filtermediums 26 an den Endscheiben 30, 32 zu gewährleisten.
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Aus dem glasfaserhaltigen Filtermedium 26 können fertigungsbedingt Glasfaserpartikel ausgetragen werden und so das durch das glasfaserhaltigen Filtermedium 26 gefilterte Fluid auf der Reinseite des Filterelements 14 verunreinigen. Ein einzelnes Glasfaserpartikel 38 ist in 1 aus Darstellungsgründen disproportional groß dargestellt. Zu beachten ist, dass die Glasfaserpartikel 38 in Wirklichkeit in Längsrichtung eine Länge von bis zu mehreren Millimetern und eine (mittlere) Dicke - gemessen quer zur Längsrichtung - von mehr als 10 µm aufweisen können.
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Das Filterelement 14 weist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Glasfasersperre auf, die als ein Wickelkörper 40 ausgeführt ist. Der Wickelkörper 40 ist dem glasfaserhaltigen Filtermedium 26 fluidisch nachgeschaltet angeordnet, um einen unerwünschten Austrag von Glasfaserpartikeln 38 aus dem Filterelement 14 und damit aus dem Auslass 24 des Filtergehäuses 12 zu unterbinden. Der Wickelkörper 40 ist vorliegend als ein integraler Bestandteil des Filterelements 14 ausgebildet und bildet mit diesem eine gemeinsam handhabbare Baueinheit. Der Wickelkörper 40 ist hier auf einem Stützkörper 42 in Form eines gitterartig ausgeformten Mittelrohrs 44 des Filterelements 14 angeordnet, wie dieses bei herkömmlichen Filterelementen 14 zur Aussteifung des Filterelements 14 und/oder radial innenseitigen Abstützung des glasfaserhaltigen Filtermediums 26 dient.
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Der Wickelkörper 40 weist vorzugsweise mehrere Windungen 46 eines Filtermaterials 48 auf. Die maximale Wickeldicke d des Wickelkörpers 40 beträgt in jedem Fall zwischen 0,1 Millimeter und 1,5 Millimeter, wobei eine Einzellage des Filtermaterials 48 in Abhängigkeit von der Anzahl der Windungen 46 des Filtermaterials 48 zwischen 0,2 Millimeter und 1,5 Millimeter beträgt. Der Wickelkörper 40 weist dabei zwischen einer und vier, hier bespielhaft zwei, Windungen 46 des Filtermaterials 48 auf.
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Das glasfaserhaltige Filtermedium 26 kann über den Wickelkörper 40 in einer zur Längsachse 28 des Filterelements 14 radialen Richtung am Mittelrohr 44 abgestützt sein. Alternativ kann zwischen dem glasfaserhaltigen Filtermedium 26 und dem Wickelkörper 40 ein - wenn auch nur kleiner - Spalt 50 ausgebildet sein, der den Wickelkörper in einer zur Längsachse 28 radialen Richtung, vorzugsweise vollständig umgreift. Im letztgenannten Fall ist das Glasfasermedium 26 zumindest im nicht-druckbeaufschlagten Zustand von dem Wickelkörper 40 in radialer Richtung beabstandet angeordnet. Der Wickelkörper 40 ist in einer zur Längsachse 28 des Filterelements 14 radialen Richtung von dem gefilterten Fluid durchströmbar und kann in das Material zumindest einer, bevorzugt beider Endscheiben 30, 32 des Filterelements 14 integriert, insbesondere eingebettet, oder auch mit diesen verklebt oder verschweißt sein.
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In 2 ist das Filtersystem 10 in einer Schnittdarstellung und im hängenden Montagezustand an einem Filterkopf 51 gezeigt. Der Filterkopf 51 dient in an sich bekannter Weise dazu, das zu filternde Fluid dem Filtersystem 10 zuzuführen und das mittels des Filtersystems 10 gefilterte Fluid vom Filtersystem 10 wegzuführen. Durch das ringförmige Dichtungselement 22 ist ein ausreichender Dichtsitz des Filtersystems 10 am Filterkopf 51 gewährleistet. Es versteht sich, dass das Filtersystem 10 auch für eine sogenannte stehende Montage am Filterkopf 51 ausgelegt sein kann.
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3 zeigt den als Mittelrohr 44 ausgebildeten Stützkörper 42 mit dem unmittelbar darauf angeordneten Wickelkörper 40 des Filterelements 14 gemäß 1 in einer ausschnittsweisen Detaildarstellung und mit teilweise abgewickeltem Filtermaterial 48. Das Filtermaterial 48 ist hier als ein Vlies aus sogenannten Meltblown Fasern ausgebildet. Alternativ kann das Filtermaterial 48 des Wickelkörpers als ein Gewirk, ein Gestrick oder als ein Gewebe, beispielsweise in sogenannter Atlas-, Leinwand- oder Köperbindung, ausgeführt sein.
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Das Rückhaltevermögen des Wickelkörpers 40 bezüglich der Glasfasern 38 (1) ist im Wesentlichen von der mittleren Porengröße 52 des Filtermaterials 48 sowie der Anzahl der Windungen 46 des Filtermaterials 48 auf dem Stützkörper 42 abhängig. Die mittlere Porengröße 52 des Filtermaterials 48 ist hier größer als ein mittlerer Durchmesser (in den Figuren nicht gezeigt) der zurückzuhaltenden Glasfaserpartikel 38. Dadurch kann der Strömungswiderstand des Wickelkörpers 40 für das Fluid minimiert werden. Das starre Glasfaserpartikel 38 kann aufgrund seiner ihm innewohnenden Biegesteifigkeit selbst bei einer hohen Strömungsrate des zu filtrierenden Fluids in der Regel nicht derart verformt werden, dass dieser die Porenstruktur und die zumindest teilweise zueinander versetzt angeordneten Poren der einzelnen Wickelkörperlagen oder Windungen 46 passieren könnte.
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Bei den meisten technischen Anwendungen sind Glasfaserpartikel, die größer als 200 µm sind, besonders kritisch, zumal diese zu Schäden an Aggregaten führen können, die dem Filtersystem fluidisch nachgeschaltet angeordnet sind. Im Kraftfahrzeugbereich betrifft dies beispielsweise die Hochdruck-Einspritzpumpe eines Verbrennungsmotors, die Injektoren sowie den Verbrennungsmotor selbst.
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In 4 ist die bei einem Versuchsaufbau gemessene Glasfaser-Partikelanzahl ohne die Verwendung einer Sperrlage in einem vorgegebenen Volumen des durch ein bei der Kraftstofffiltration etabliertes glasfaserhaltiges Filtermedium 26 (1) hindurchgeführten Fluids in Abhängigkeit von der maximalen Partikelgröße L (1) der Glasfasern 38 dargestellt. Die Partikelgröße L ist hier der messtechnisch ermittelte maximale Feret Durchmesser und aus Darstellungsgründen in 4 nach Partikelfraktionen unterteilt dargestellt. Im Kraftstoff waren über 900 Glasfaserpartikel mit einer Größe zwischen 50 µm und 100 µm und insgesamt noch über 300 Glasfaserpartikel größer 200 µm enthalten.
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Die mittlere Porengröße des erfindungsgemäßen Wickelkörpers 40 (1) ist derart gewählt, dass Glasfaserpartikel mit einer Größe von mehr als 200 µm gemäß dem in 5 wiedergegebenen Diagramm vollständig und Glasfaserpartikel 38 mit einer Länge zwischen 50 µm und 200 µm zu mehr als 95 % aus dem Fluid herausgefiltert werden. Dadurch kann ein Großteil der vorgenannten Sekundärschäden an Aggregaten, die dem Filterelement/Filtersystem fluidisch nachgeschaltet angeordnet sind, vermieden werden. Der als Glasfasersperre dienende Wickelkörper 40 kann nach einem in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispiel auch auf einem Stützkörper 42 angeordnet sein, der als ein integraler Bestandteil des Filtergehäuses 16 (1) ausgeführt ist. Insbesondere kann der Stützkörper 42 in Form eines Mittelrohrs 44 ausgeführt sein, das mit dem Filtergehäuse 12, d.h. dem Gehäusetopf 16 oder dem (Ring-)Deckel 20, einstückig verbunden ist. Ist das Filterelement in seiner vorgegebenen Montageposition im Filtergehäuse angeordnet, so erstreckt sich der Stützkörper 42 mit dem darauf aufgewickelten Wickelkörper 40 zumindest abschnittsweise in axialer Richtung in das Filterelement 14 hinein. Wird das Filterelement 14 ausgetauscht, so verbleibt der Wickelkörper 40 mitsamt dem Stützkörper am Filtergehäuse 12. Der Wickelkörper 40 weist dabei einen vorstehend im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Aufbau auf.
