Wirksame Verschmutzungs- kontrolle in Hydraulik- systemen

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Abb. 11: Multipass-Testaufbau Neu zugegebene Verunreinigungen Verunreinigungen nach mehreren Durchgängen Versuchsfilter Flüssigkeitsprobe Flüssigkeitsprobe Mittlere Porengröße Die mittlere Porengröße gibt die Die sich aus dem Versuch durchschnittliche Größe der Poren imergebende Gesetzmäßigkeit wird Filtermittel an. Dieses Maß ist insofern von Bedeutung, als es die aus folgendert Formel abgeleitet: Partikelgröße angibt, oberhalb dererAnzahl der Anzahl der Anzahl der Anzahl der aus- der Filter wirksam wird. Es kann austrittsseitigen mittels des zuvor beschriebenen Partikel mit der Blasenpunkt-Tests bestimmt werden. Größe > xµm = urspünglich zugegebenen Partikel der Größe > xµm + zugegebenen Partikel der Größe > xµm + geschiedenen Partikel der Größe > xµm Multipass-Test Beta-Wert Bei diesem Versuch, mit dessen Hilfe das Betriebsverhalten eines Die Filters bestimmt werden soll, werdenAbscheideeigenschaften ständig Verunreinigungen unter werden durch den Wert kontrollierten Bedingungen in das Beta angegeben. Dieser System eingeleitet. Da die wird wie folgt definiert: Verunreinigungen nur durch das ß x = Anzahl der Partikel größer als xµm, eintrittsseitig Anzahl der Partikel größer als xµm, austrittsseitig Filter ausgeschieden werden können, Bei einem Beta-Verhältnis von 1 zirkulieren sie so lange innerhalb des werden keine Verunreinigungen Systems, bis das Filter sie festhält. abgeschieden. Ein Wert von weniger Das Filtrationsvermögen des als 1 ist nicht möglich, es sei denn, Versuchsfilters wird durch der Filter gibt Verunreinigungen ab. Probenentnahmen auf der Eintrittsund der Austrittsseite überwacht. Bei einem Filter mit einem Beta-Wert von mehr als 1 stabilisiert Das Aufnahmevermögen für sich die austrittsseitige Verunreinigungen wird durch Wägen Partikelkonzentration auf einen der versuchshalber bis zum praktisch konstanten Verunreini- Erreichen des vorgeschriebenen gungsgrad. maximalen Druckabfalls am Filter zugegebenen Verunreinigungen Klassifizierung der Filter- gemessen. eigenschaften für die Praxis Nach welchen Gesichtspunkten auch immer der Filterhersteller die Eigenschaften seines Erzeugnisses klassifizieren mag, der Filtrationsgrad läßt sich grundsätzlich nach einer von drei Kategorien bestimmen, je nach Menge der abgeschiedenen Feinstverschmutzung. Typische, dieser Kategorien entsprechende Daten sind in Abb. 12 aufgeführt. Es liegt jedoch im Verantwortungsbereich des Herstellers, anzugeben, zu welcher der drei Klassen seine Erzeugnisse gehören. Gegenwärtig existiert keine allgemein aner-kannte standardklassifizierung, es steht jedoch zu erwarten, daß die derzeitigen Bemühungen verschiedener Gremien schließlich zu einer international anerkannten Definition führen. 14
Abb. 12: Definition für praktikable Klassifikationskategorien Das tatsächliche Betriebsverhalten von Filtern wird durch zwei ungünstige Faktoren beeinträchtigt, nämlich durch Impulsbetrieb und durch das in einigen Fällen unbestimmbare Verhalten von internen Dichtungen und Bypass-Ventilen. Impulsbetrieb Durch Druckstöße können diejenigen feinen Partikel, die normalerweise zwischen den Fasern und den bereits ausgefilterten größeren Partikeln festsitzen, durch den Filter gespült werden. Abb. 13: Die Filterleistung verschlechtert sich bei unterbrochenem Betrieb und bei Druckstößen. Dieser Effekt zeigt sich deutlich in den feineren Partikeln, die durch den Filter gepreßt werden. Anzahl von Partikein pro Volumeneinheit Kategorie Feinstabscheidung Teilweise Feinstabscheidung Keine Feinstabscheidung (Ausfiltern von gröberen Verunreinigungen) *Die nominalen Rückhalteraten sind nur zum Vergleich angegeben. Mit diesen Werten sollte nicht gearbeitet werden; 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 Leistung bei konstantem Betrieb Nominale Rückhalterate * m Leistung bei unterbrochenem Betrieb Absolute Rückhalterate m 1/2 to 1 3 to 5 3 to 5 10 to 15 10 to 15 Beta-Wert β 3-5 > 75 β 10-15 > 75 25 to 40 β 25-40 > 75 außerdem ist diese Tabelle nicht zur Umrechnung von nominalen in absolute Rückhalteraten gedacht. Vergleichsweise ist hier die gleiche Wirkung gegeben wie bei einem Sieb, auf das ein Gemisch aus Steinen, die teils größer und teils kleiner als die Maschenöffnungen sind, aufgebracht wird. Bei stationärem Sieb wird ein großer Teil der kleineren Steine zurückgehalten. Diese Steine fallen jedoch hindurch, wenn das Sieb gerüttelt wird. Durch Flüssigkeitsstöße erhöht sich deshalb der Anteil von Feinstverschmutzung auf der Austrittsseite des Filters. Dies spiegelt sich in der Leistungskurve des Filters wider (Abb. 13). Bypass Eine Umbehung des Filters durch eingebaute oder außerhalb angeordnete Bypass-Ventile ist bei vielen Systemen zulässig, da nach einer Reihe von Umwälzvorgängen schließlich die gesamte Flüssigkeit den Filter durchströmt hat. Außer bei Nebenstromfiltern ist normalerweise zu erwarten, daß der Bypass nur dann wirksam wird, wenn das Filterelement das Ende der Lebensdauer erreicht. Deshalb müssen die Auswirkungen eines vorzeitigen Öffnens des Bypass-Ventils oder einer schadhaften Innendichtung in Betracht gezogen werden. Da bei einer Umgehung, aus welchen Gründen auch immer, nicht zwischen feinen und groben Partikeln unterschieden wird, verlagert sich das Verunreinigungsprofil wesentlich mehr nach der Seite grobkör Abb. 14: Einfluß von Bypass-Betrieb auf die Filterleistung 10 5 10 15 25 50 100 180 2 5 10 20 30 40 60 80100140 50 70 90 120 160 200 Partikelgröße in µm (log2 ) Partikelgröße in µm 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 1 eff= Bypass Beta = 100 1 (l-r) + (r/ µ) r = Q filter Q total 15
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