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Filterkonzepte

Synthetische Ölfiltermedien mit Computersimulation optimieren

23.12.2008 | Autor / Redakteur: Martin Lehmann und Claudia Hüppchen / Josef-Martin Kraus

Bild 1: Mit Simulationsprogrammen kann eine synthetische Faserstruktur mit hoher Genauigkeit zeitsparend und kostengünstig nachgebildet werden. a Aufnahme unter dem Elektronenmikroskop, b Computersimulation Bilder: Mann+Hummel
Bild 1: Mit Simulationsprogrammen kann eine synthetische Faserstruktur mit hoher Genauigkeit zeitsparend und kostengünstig nachgebildet werden. a Aufnahme unter dem Elektronenmikroskop, b Computersimulation Bilder: Mann+Hummel

Der Trend bei Ölfilterelementen geht zu synthetischen Fasern. Grund dafür sind die erweiterten Optimierungsmöglichkeiten, insbesondere mittels Computersimulation. Sie führt bei synthetischen Fasern zu reproduzierbaren Gebrauchskennwerten.

Mit der Entwicklung neuer, hochleistungsfähiger Motoren steigen die Anforderungen an die Filtermedien. Jedoch sind die technischen Möglichkeiten cellulosebasierter Medien bei bestimmten Anwendungen, etwa bei Getriebeölfiltern, ausgeschöpft. So wird den neuen, synthetischen Fasermaterialien eine große Zukunft prophezeit. Dabei helfen Simulationsprogramme, die Faserstruktur dieser Materialien kosten- und zeitsparend genau auf die Anforderungen des Kunden auszulegen (Bild 1).

Die neuen, synthetischen Fasern eröffnen Filterherstellern in der Entwicklung ungeahnte Möglichkeiten. Im Gegensatz zum Naturprodukt Cellulose lassen sich bei künstlichen Materialien die Dicke und Form der Fasern gezielt auf die Anwendung optimieren, für die sie bestimmt sind. Außerdem bedeuten synthetische Materialien kleinere Faserdurch-messer und damit bessere Abscheidegrade. Jedoch liegen für die neuen Filtermedien von vorneherein keine Messdaten vor, und es wäre mit hohen Kosten verbunden, zahllose Varianten zu erstellen und zu testen.

Programm modelliert Partikelabscheidung in mehrlagigem Filtermedium

Daher hat Mann+Hummel als Hersteller von Filterelementen selbst ein Simulationsprogramm (autoefficiency) entwickelt. Damit wird bereits seit gut vier Jahren im Entwicklungsbereich Filterelemente gearbeitet. Das Programm modelliert die Partikelabscheidung in einem mehrlagigen Filtermedium (Bild 2). Somit lässt sich der zu erwartende Abscheidegrad schnell vorhersagen. Mann+Hummel entwickelt das zunächst für Ölfilter vorgesehene Programm kontinuierlich weiter. Inzwischen kann es auch für die Vorhersage des Abscheidegrads von Luftfiltern eingesetzt werden. Außerdem ist das Programm für die Simulation des für Ölfilter typischen Multi-Pass-Tests geeignet, bei dem der Schmierölkreislauf des Motors nachgestellt wird.

Geht es darum, die Leistungsdaten eines Filtermediums zu berechnen, setzt Mann+Hummel auf eigenes Know-how – mit wissenschaftlicher Unterstützung der Universität Stuttgart. Die Ergebnisse ermöglichen zum Beispiel Vorhersagen zum Abscheidegrad eines Mediums, die deutlich näher an den später tatsächlich gemessenen Werten liegen, als es mit den herkömmlichen Berechnungsmethoden der Fall ist.

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