DE1922976A1

DE1922976A1 - Filtereinsatz fuer Fluessigkeiten,insbesondere fuer das Schmieroel von Bronnkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1922976A1
Application number: DE19691922976
Authority: DE
Inventors: Hans Erdmannsdoerfer
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1969-05-06
Filing date: 1969-05-06
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FR2043393A5; GB1263207A; SE355633B

Description

5. Mai 1969

Anmelderin: Filterwerk Mann ft Hummel GmbH, Ludwigsburg, Hindenburgstr. 37 - 45

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Filtereinsatz für Flüssigkeiten, insbesondere für das Schmieröl von Brennkraftmaschinen

Sie Erfindung bezieht sich auf einen Filtereinsatz für Flüssigkeiten, insbesondere für das Schmieröl von Brennkraftmaschinen, mit einem zick-zack-förmig gefalteten, auf der Abströmseite Faltenabstandhalter aufweisenden Filtermaterial aus einem feinporigen Filterpapier und einem von diesem mindestens im Bereich der Flächen durch Vorsprünge in Abstand.gehaltenen, grobporigen Filterpapier.

Filtereinsätze mit zick-zack-förmig gefaltetem Filterpapier als Filtermaterial haben sich für viele Anwendungsfälle durchgesetzt, weil sie bei verhältnismäßig großer Oberfläche einen guten Abscheidungsgrad aufweisen und preisgünstig herstellbar sind, so daß ein verschmutzter Einsatz weggeworfen und durch einen neuen ersetzt werden kann. Verwendet man sehr feinporiges Filterpapier, so ergibt sich zwar auch gegenüber Verunreinigungen mit besonders kleiner Korngröße ein guter Abscheidungsgrad, Jedoch muß eine entsprechend große Filterfläche und damit ein großes Bauvolumen in Anspruch genommen werden, weil ansonsten der Durchflußwiderstand untragbar groß wird, unter sonst gleichen Verhältnissen ist bei grobporigem Filterpapier der Durchflußwideretand entsprechend niedriger» und »an gelangt zu verhältnismäßig

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kleinen Baugrößen. Dabei sinkt aber der Abscheidungsgrad, weil mit zunehmender Porengröße mehr kleine und auch größere Teilchen durchgelassen werden.

Es ist bekannt, die unterschiedlichen Eigenschaften feinporiger und grobporiger Filterpapiere durch besondere Anordnung im Strömungeweg der Flüssigkeit zu kombinieren. Beispielsweise verwendet man für die Filterung des Schmieröls von Brennkraftmaschinen grobporige Hauptstrom- und feinporige Nebenstromfilter, deren Filtei* einsätze in einem Filtergehäuse untergebracht sein können. Hierfür ist aber der Aufwand meistens erheblich, zumal man für den Nebenstromfilter eine besondere, unmittelbar zum Schmierölbehälter zurückführende Leitung benötigt. Auch läßt sich eine derartige Anordnung nur verwenden, wenn die zu filternde Flüssigkeit im Kreislauf geführt wird.

Bei anderen vorbekannten Konstruktionen sind ein Grobfilter und ein Feinfilter parallel im Hauptstrom in einem Gehäuse angeordnet. Dabei geht man von dem Gedanken aus, daß durch die auf jeden Fall vorgenommene Grobfilterung gefährlich große Teilchen zurückgehalten werden, während der Feinfilter aus dem ihn passierenden Teilstrom der Flüssigkeit auch kleinere Teilchen ausscheidet. Durch entsprechende Dimensionierung der Einsatzteile oder durch Einschalten von Strömungsdrosseln werden die Anteile der durch die unterschiedlichen Filtermaterialien strömenden Flüssigkeit begrenzt. Eine solche Anordnung läßt sich auch dort verwenden, wo die Flüssigkeit nicht im Kreislauf geführt ist, jedoch ergeben sich für erträgliche Baugrößen nur relativ kleine Filterflächen. Außerdem bereiten bei konzentrischer Anordnung der Filtermaterialien die Zu- und Ableitung der Flüssigkeit Schwierigkeiten.

Eine weitere Möglichkeit zur Kombinierung von grobporigen und feinporigen Filterpapieren besteht darin, die Filtermaterialien hintereinander im Hauptstrom anzuordnen. Dabei wird zunächst das grobporige Filterpapier durchströmt, um die gröberen Verunreinigungen auszuscheiden, und anschließend erst das feinporige Filterpapier, um auch kleinere Teilchen abzufangen. Ein solcher Stufenfiltereinaatz geht aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 719 795 als bekannt hervor. Räumlich Bind diese Stufenfiites

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gut unterzubringen. Sie weisen aber den Nachteil auf, daß ihre Standzeit, d. h. ihre Gebrauchsdauer bis zu der wegen Verstopfung notwendigen Erneuerung, praktisch ausschließlich von dem feinporigen Papier bestimmt wird. Denn das vorgeschaltete grobporige Papier läßt mit den kleineren Teilchen gerade diejenigen Verunreinigungen durch, die die feineren Poren des nachgeordnet en Papiers verstopfen.

Sie Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit einfachen Mitteln die Standzeit des Filtereinsatzes der eingangs aufgezeigten Bauart zu verbessern, ohne dafür mehr Raum zu benötigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst» daß das feinporige Papier in an sich bekannter Welse mit einer gleichmäßig über die Oberfläche verteilten Lochung versehen ist und daß der Durchmesser der Löcher 0,5 bis 2 mm beträgt und die gesamte Lochfläche 0,05 bis 0,5 Promille der Gesamtoberflache einer Papierschicht ausmacht.

Dabei soll im Rahmen der Erfindung unter "grobporig" ein Filterpapier verstanden werden, das eine durchschnittliche Filterfeinheit von ca. 12 bis 18 Mikron aufweist. Diese Werte, die bei feinporigem Filterpapier ca. 1 bis 8 Mikron betragen, gelten für unverschämtste Filterpapiere bei Einmaldurchgang.

Der Filtereinsatz der Erfindung hat im Neuzustand praktisch den gleich guten Abscheidungsgrad, wie ihn ein Einsatz mit ungelochtem feinporigen Papier aufweist. Bei bleibendem gutem Absoheidungsgrad verlängert sich die Standzeit gegenüber einem Stufenfiltereinsatz mit ungelochtem feinporigen Papier auf das Mehrfache. Ohne zusätzlichen Materialaufwand und ohne Inanspruchnahme eines größeren Bauvolumens ist somit dtr Gebrauchswert des Filtereinsatzes erheblich gestiegen.

Das feinporige Papier kann dem grobporigen in Strömungsrichtung vorgeschaltet sein. Torteilhaft 1st das feinporige Papier aber auf der Abströmseite angeordnet, womit eine weitere, allerdings nicht mehr so ins Gewicht fallende Verbesserung der Standzeit erzielt wird.

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Zum Stand der Technik sei noch erwähnt, daß aus der deutschen Auslegeschrift 1 029 345 ein ringförmiger Filtereinsatz mit mehreren zick-zack-förmig gefalteten Papierlagen als bekannt hervorgeht, die eine in Durchsatzrichtung feiner werdende Porosität aufweisen und auf einer gelochten Stützschicht aus verhältnismäßig festerem Papier aufliegen. Zwar kann diese Stützschicht auch aus Filterpapier bestehen, jedoch hat sie die Aufgabe einer mechanischen Stütze und ist bei der vorgesehenen Vielzahl von verhältnismäßig großen Löchern nicht geeignet, einen Einfluß auf den Abscheidungegrad und die Standzeit des Filtereinsatzes auszuüben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Aueführungebeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einer Filterplatte mit zick-zack-förmig gefaltetem Filtermaterial,

Figur 2 einen ringförmigen Filtereinsatz mit zick-zackförmig gefaltetem Filtermaterial in Achsansicht und teilweise im Schnitt,

Figur 3 einen Schnitt durch das beim Filtereinsatz der Figur 1 verwendete Filtermaterial nach Linie III - III der Figur 4 in vergrößerter Darstellung,

Figur 4 einen Schnitt nach Linie IY-IY der Figur 3,

Figur 5 den Durchflußwiderstandsanstieg des Filtermaterials der Erfindung in Abhängigkeit von der Standzeit im Vergleich zu bekannten Filtermaterialien und

Figur 6 den Abscheidungsgrad des Filtermaterial der Erfindung in Abhängigkeit von der Standzeit im Vergleich zu bekannten Filtermaterialien.

Bei der Filterplatte der Figur 1 ist ein zick-zack-förmig gefaltetes Filtermaterial 1 an seinem Umfang abgedichtet in einem Rahmen 2 befestigt. Der Filtereinsatz der Figur 2 besteht aus

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einem ziek-zack-förmig gefalteten Filtermaterial 3_f das zu einem Ring zusammengeklebt und an seinen Stirnenden durch ringförmige Endscheiben 4 abgedichtet ist.

Das Filtermaterial besteht aus einem feinporigen Filterpapier 5 mit einer durchschnittlichen Filterfeinheit von ca. 5 Mikron und einem grobporigen Filterpapier 6 mit einer durchschnittlichen FiIterfeinheit von ca. 15 Mikron. Das grobporige Filterpapier 6 weist Vorsprünge 7 auf und hat gegeneinander gerichtete Sicken 8. Das feinporige Filterpapier 5 ist mit Faltenabetandhaltern 9 versehen. Vorsprünge 7, Sicken 8 und Faltenabstandhalter 9 sind durch Auswölbungen des Filterpapiers gebildet. Die Filterpapiere liegen Jeweils am Faltenbug 10, 10a gegeneinander an und sind ansonsten durch die Vorsprünge 7 im Bereich der Flächen voneinander in Abstand gehalten. Durch die Sicken 8 werden die gegenüberliegenden Flächen des grobporigen Papiers 6 auf der Anströmseite, durch die Faltenabstandhalter 9 die gegenüberliegenden Flächen des feinporigen Filterpapiere 5 auf der Abströmseite voneinander in Abstand gehalten.

Das feinporige Papier hat bei dem Ausführungsbeispiel eine Geeamtoberflache von 7000 cm2 bei 100 Faltenflächen von Je 70 cm^. In Jeder Faltenfläche sind zwei Löcher 11 mit 1 mm Durchmesser angeordnet. Die gesamte Lochfläche macht somit etwas mehr als 0,22 Promille der Gesamtoberfläche der Papierschicht aus.

Die Durchströmung des Filtermaterials erfolgt in Pfeilrichtung A, so daß das feinporige Papier 5 auf der Abströmseite angeordnet ist.

Die vorteilhafte Wirkung des Filtereinsatzes der Erfindung geht aus den Figuren 5 und 6 der Zeichnung hervor· In den Diagrammen ist das Verhalten von vier verschiedenen Filtermaterialien gegenübergestellt. Es bedeuten:

punktierte Linien 12 und 22:

Filtermaterial aus einer Schicht feinporigen Filterpapiere»

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strichpunktierte linien 13 und 23:

Filtermaterial aus einer Schicht grobporigen Filterpapiere,

gestrichelte Linien 14 und 24:

grobporiges und nachgeschaltetes feinporiges, ungelochtes

Filterpapier in Stufenschaltung und

ununterbrochene Linien 15 und 25:

das beim Ausführungebeispiel verwendete Filtermaterial.

Den Diagrammen ist zu entnehmen, dafl der Durchflußwiderstand des Filtermaterials aus feinporigem Filterpapier entsprechend der Linie 12 mit zunehmender Verschmutzung rasch ansteigt. Dementsprechend ist die Standzeit äußerst gering. Sin sehr ähnliches Verhalten entsprechend der Linie 14 zeigt das Filtermaterial, bei welchem dem grobporigen Filterpapier ein ungelochtes feinporiges Filterpapier in Stufenschaltung nachgeordnet ist. Das Filtermaterial aus grobporigem Filterpapier weist entsprechend der Linie 13 eine bedeutend längere Standzeit auf, hat jedoch nach dem Verlauf der Linie 23 in Figur 6 einen schlechten Abscheidungegrad» weil eben verhältnismäßig viel Schmutz durch die groben Foren durchgelassen wird.

Sin weitaus günstigeres Verhalten entsprechend den Linien 15 und 25 zeigt dagegen das Filtermaterial der Erfindung. Ober eine große Standzeit hat dieses Filtermaterial einen verhältnismäßig guten Abscheidungegrad. Der Durchflußwider stand erreicht erst nach langer Standzeit unzulässig hohe Werte. Die Erklärung für dieses Verhalten dürfte darin liegen, daß bei sauberen Papieren anfangs nur wenig Flüssigkeit durch die Löcher In dem feinporigen Papier 5 strömt, so daß der Anstieg des Abscheidungsgrades zunächst einen ähnlichen Verlauf nimmt wie der des ungelochten feinporigen Papiers· Mit zunehmender Verschmutzung des gelochten feinporigen Papiers fließt zwar mehr Flüssigkeit durch die Löcher, Jedoch wird nun der bei gestiegenem Durchflußwideretand das Filterpapier selbst durchquerende Flüssigkeitsanteil feiner gefiltert. Gleichzeitig hat sieh die Filterwirkung des grobporigen Papiere durch Aufbau «ines Filterkuchen« etwas verbessert·

Inegesamt bleibt ein durchaus tragbarer Durchflußwideretand über einen gegenüber bekannten Einsätzen auf das Hehrfache rergrößerten Zeitraum erhalten, währenddessen der Abscheidung·· grad noch ansteigt. Erst wenn das grobporige Papier verstopft, erreicht der Durchflußwiderstand unzulässig hohe Werte. Sie Löcher in dem feinporigen Papier sind auch dann noch offen.

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Claims

Ansprüche

Filtereinsatz für Flüssigkeiten, insbesondere für das Schmieröl von Brennkraftmaschinen, mit einem zick-zackförmig gefalteten, auf der Abströmeeite Faltenabetandhalter aufweisenden Filtermaterial aus einem feinporigen Filterpapier und einem τοη diesem mindestens im Bereich der Flächen durch VorSprünge in Abstand gehaltenen, grobporigen Filterpapier, dadurch gekennzeichnet, daß das feinporige Papier (5) in an sich bekannter Weise mit einer gleichmäßig über die Oberfläche verteilten Lochung ver- * sehen ist und daß der Durchmesser der Löcher (11) 0,5 bis 2 mm beträgt und die gesamte Lochfläche 0,05 bis 0,5 Promille der Geeamtoberflache einer Papierschicht ausmacht.
2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinporige Papier (5) auf der Abströmseite angeordnet ist.

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