CN116456871A - 带有过滤器筒的水箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于家用设备的水箱，带有用于过滤器筒的接头，其中，在所述水箱的底部设置有用于密封地连接所述过滤器筒的环形的水箱密封面，所述水箱密封面包围水箱通道开口，用于使得水从所述过滤器筒穿过所述水箱底的壁流至家用设备。该水箱的特征在于，所述水箱密封面沿其外周相对于中心轴线具有变化的半径，使得所述水箱密封面包括径向的凹陷和/或径向的凸起，其中，所述凸起和/或凹陷具有圆形的走向。

Description

带有过滤器筒的水箱
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的带有过滤器筒的水箱。
背景技术
过滤器筒经常用于带有水箱的家用载水机器，特别是咖啡机、茶机等饮料机，以根据预期用途改善水质。用于软化水的过滤介质，如离子交换树脂，或用于改善口感的过滤介质，如活性炭，通常用于此类过滤器筒。与过滤介质结合地，也已经规定定量地添加添加剂，例如为了健康或改善口味，例如添加矿物质或维生素等。
根据现有技术，这种类型的机器的水箱通常在水箱底具有水箱连接元件，水箱连接元件具有环形水箱密封面，用于紧密连接为这种水箱提供的过滤器筒的过滤器连接元件，这些水箱连接元件包围水箱底的水箱通道开口，让水从过滤器筒和水箱流向家用设备。
这种水箱和过滤器筒例如在文献DE 10 2004 050 877 A1、EP 1 867 626 A1和DE197 17 056 C2中有所描述。
为防止使用不合适的过滤器筒，水箱连接元件已配备编码元件，因此只能使用与这些编码元件匹配的过滤器筒。在例如文献EP 2 433 906 B1、EP 2 065 972 B1、EP 2 050220 B1、EP 2 050 221 B1和EP 2 050 218 B1中公开的某些实施方式中，过滤器密封面和水箱密封面的多边形形状也被设置用于编码，使密封件本身除了密封功能外，还具有附加的编码功能。
这些设计的缺点是，由于角形轮廓，与圆形轮廓相比，密封功能更加难以实现。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进这种水箱和这种过滤器筒，从而实现所述编码功能，而没有这种缺点。
基于根据权利要求1的前序部分的水箱和过滤器筒，该目的通过其特征部分的特征得以实现。
在下文中，分配给水箱的元件以相关联的词“箱”开头，分配给过滤器筒的元件通常以相关联的词“过滤器”开头。本发明的有利设计和改进的特征在下文中描述，它们并非强制性地存在，但可以存在。
根据本发明的水箱的过滤器筒设置有过滤器壳体，过滤器壳体的壁将壳体内侧与壳体外侧隔开，其中，设置了开通的过滤器入口开口，用于水从储水部进入，而无需其他连接元件，其他连接元件相应地在装入水箱时在过滤器筒的工作位置与水箱内部连接。参照工作期间的流动方向，在过滤器入口开口的下游，在过滤器壳体内设置了用于引导水的装置，其包括至少一个具有至少一种过滤介质的过滤腔，并且终止于过滤器出口开口以用于从过滤器筒中吸水。过滤器连接元件设有环形过滤器连接接管，该过滤器连接接管具有环形过滤器密封面，用于将过滤器筒密封地连接在水箱中的水箱密封面上。
这种过滤器筒在设计上不同于过滤装置的如下过滤器筒，即其壳体通过耐压连接件紧密地连接到供水网络的水管线并因此接入到供水网络中。
根据本发明的过滤器筒具有过滤器密封面，该过滤器密封面沿着环形过滤器连接接管的外周的走向(Verlauf)具有相对于中心轴线变化的半径，使得过滤器密封面包括径向的凸起和/或径向凹陷，其中，凸起和/或凹陷具有圆形(runden)走向，从而避免拐角或边缘。
由此存在其他编码选项。过滤器密封面的这种形状适配于水箱密封面的对应形状，其中，曲率在圆周的走向中从外向内变化，反之亦然，使得更难以或完全不可能将在形状上不匹配的形状密封件压紧到或压入到固定的水箱侧接触面上。径向凸起和/或凹陷模拟环形弹簧的形状，其外周可以以有弹性的方式扩展或压缩。弹簧作用也改善了密封效果，因为通过弹簧压力将过滤器密封面平面地顶压到相关的水箱密封面上。过滤器密封面和水箱密封面也可以用来固定过滤器筒，于是形成过滤器固定面或水箱固定面。这种在过滤器密封面和水箱密封面的相互作用中的固定功能通过这种弹簧作用得到改进。
过滤器密封面的弹性可变形性可以通过以下方式得到改进，即，过滤器连接元件的具有过滤器密封面的环形过滤器连接接管在过滤器密封面的区域中具有环形壁，该环形壁具有相互平行或相对倾斜地伸展的壁内侧面和壁外侧面。取决于连接接管是被套到水箱固定面上还是插入水箱密封面中，环形壁的壁外侧面或壁内侧面包围或形成过滤器密封面。
由于在该设计中壁的与过滤器密封面相对的一侧具有相同的形状以及相应更大或更小的圆周，所以该壁总体上设计为环形弹簧。然后，环形壁形成具有相互平行的或相对倾斜的圆周侧面的环形弹簧。
过滤器连接元件的具有过滤器密封面的环形过滤器连接接管可以至少在过滤器密封面的区域中由在工作温度下比弹性体更加形状稳定的塑料构成。由于这种强度，过滤器筒的过滤器连接接管能够在水箱侧的水箱密封面上施加接触压力，以建立紧密连接，而不损害形状变化。
这种形状稳定的塑料比弹性体更坚固，因此水箱侧的弹性体密封件可与过滤器连接接管一起变形。结果会产生接触压力。弹性体密封件的变形，还可以引起弹性体密封件的一种或更多种附加功能，例如机械或液压功能，比如固定功能、阀功能等。
例如当过滤器密封面形成过滤器连接元件的环形过滤器连接接管的背离过滤器出口开口的中心轴线指向的外表面时，这是有利的。这种过滤器连接接管尽管改变了圆周曲率，但是当它被插入到水箱侧的水箱密封件中、箱固定面相应地径向向内指向时，能够基本上在整个圆周上向外施加接触压力，以便达到所希望的密封效果和/或固定效果。
在本发明的改进方案中，过滤器密封面的凸起和凹陷的布置在圆周上旋转对称。这导致环形弹簧的恢复力均匀分布在圆周上，过滤器筒在安装位置的固定和密封更稳定。当凸起和/或凹陷被设计成围绕圆线周期性摆动时，导致过滤器密封面的在圆周上的旋转对称设计。这允许过滤器筒的不同角度位置，由此更容易其连接。此外，还可以根据角度来提供其他技术功能。
通过在圆周上以相同的角度布置水箱密封面和/或过滤器密封面的凸起和凹陷，实现过滤器筒在安装位置的更稳定的固定。如此形成的环形弹簧可以在凸起区域和凹陷区域中在圆周上均匀变形。
过滤器密封面与水箱密封面的密封效果通过凸起和/或凹陷的圆形的走向得到改善，从而避免拐角或边缘。由于圆形的走向，且避免了密封面区域中的拐角或边缘，例如与现有技术中的多边形形状相比，改进了密封功能。由于变化的半径，例如还与圆形形状相比，也可以改进机械的夹紧，进而改进固定。
过滤器固定面的凸起和凹陷可以沿圆线形成波形，其中，该波形由形成凸起的凸圆弧和形成凹陷的凹圆弧的交替序列组成。沿着圆线的走向产生径向朝向的弹簧效果。
如果凹圆弧和凸圆弧在凹凸弯曲之间的过渡处的转折点处相切地连接，则可以进一步提高环形弹簧的弹簧效果。
在本发明的一个特定设计中，凸圆弧的弧长大于凹圆弧的弧长。凸圆弧的扫掠角因此大于凹圆弧的扫掠角。结果，弯曲之间的切向过渡相对于环形弹簧的中心圆倾斜地延伸，从而在变形时在过渡中不会产生径向向内或向外指向的力。
在一个特定实施方式中，凸圆弧和凹圆弧具有相同的圆弧半径。这导致在变形时在各段内的力分布相当。
各圆弧的排布方式可以是，凸圆弧和凹圆弧位于外包络圆之内和内包络圆之外，其中，凸圆弧的圆心位于内包络圆之内，凹圆弧的圆心位于外包络圆之外。这种形状导致相对于包络圆或沿包络圆弧之间的中心线延伸的圆段的平坦的延伸，由此促进环形弹簧的扩展或收缩。
当内包络圆的半径在外包络圆半径的5％到15％之间时，表现出良好的功能。
此外，如果凸圆弧和/或凹圆弧的半径在外包络圆的半径的20％和35％之间，则表明是有利的。
此外，如果在壁外侧面和与其平行地或倾斜地伸展的壁内侧面之间的壁厚在外包络圆的半径的7％～10％之间，则也满足这种弹簧环的弹簧效果。
此外，当凹圆弧和凸圆弧的曲率之间的转折点更靠近内包络圆而不是外包络圆时，则走向已经被证明是有利的。
过滤器密封面可以形成过滤器连接元件的环形过滤器连接接管的外表面，该外表面背离过滤器出口开口的中心轴线。尽管圆周侧曲率变换，但是这种过滤器连接接管能够实现：当它被插入到水箱侧的开口中(其中水箱固定面相应地径向向内指向)时，能够基本上在整个圆周上向外施加弹性的接触压力，以便达到所希望的密封效果和/或固定效果。反过来，当套到水箱侧的水箱连接接管上(其中水箱密封面相应地径向向外指向)时，通过径向向内指向的过滤器密封面，可以基本上在整个圆周上向内施加弹性接触压力，以便实现期望的密封效果和/或固定效果。
在本发明的一个特殊的实施方式中，在过滤器连接接管的内侧和外侧均设有过滤器固定面，其中的一个或两个同时形成过滤器密封面。这种过滤器连接接管可以插入到水箱侧的环形槽中，环形槽的侧壁分别形成水箱固定面和/或水箱密封面。
例如，如果沿直径小于3厘米的圆线设置六个凸起和六个凹陷，则已表明非常有效的状况。
过滤器筒的过滤器入口开口可以在过滤器连接接管的外侧设计成环形的筛孔，因此水箱中的过滤器筒对位于其中的水是敞开的。
如果在过滤器连接接管内设置用于引导和接纳水箱侧的定心元件的引导结构，则过滤器筒得到改进。因此，当过滤器筒被插入到相关的水箱中时，过滤器筒可以在轴向方向上对准，并且在工作位置中在该对准上固定。
如果引导结构具有至少一个在轴向方向上延伸的即平行于中心轴线伸展的引导槽，用于接纳水箱侧的定心元件的至少一个引导肋，则通过该引导结构，可以在与相关的水箱侧的定心元件的相互作用中，过滤器筒在装入到水箱中时随着过滤器筒的轴向运动被引导到至少一个角度位置，并且附加地固定在那里。
为了在多个角度位置提供引导和固定，引导结构为此可以具有多个在圆周侧分布的引导槽。
当引导槽的壁经过圆整(gerundet)，使得槽宽度参照工作位置从下向上逐渐变细时，导致过滤器筒被良好地引导到期望的角位置。此外，如果引导槽的壁经过圆整，使得槽宽度径向地从内向外变细，则可以改进对过滤器筒的引导。在两种变细的槽形状的组合中，产生在水箱侧的定心元件的肋进入这种槽的一种漏斗效应。
所提及的槽形状例如可以通过在引导结构的连接引导槽的壁中的内弯拱部形成。
过滤器密封面的根据本发明的形状也可用于改善过滤器筒的固定，其方式为，过滤器密封面也被设置为过滤器固定面。被设置为过滤器固定面的过滤器密封面的根据本发明的形状有助于过滤器连接接管在过滤器固定面的区域中的变形，因为径向凸起和/或凹陷形成环形弹簧的形状，其外周可以以有弹性的方式扩展或压缩。通过这种由变化的半径促成的变形，例如与圆形或多边形相比，可以改进机械夹紧，并因此改进固定。
过滤器固定面的弹性可变形性可以通过以下方式得到改进，即，过滤器连接元件的具有过滤器固定面的环形过滤器连接接管在过滤器固定面的区域中具有环形壁，该环形壁具有相互平行或倾斜地伸展的壁内侧面和壁外侧面。取决于连接接管是被套到水箱固定面上还是插入水箱固定面中，环形壁的内侧面或外侧面包围或形成过滤器固定面。
由于在该设计中壁的与过滤器固定面相对的一侧具有相同的形状以及相应更大或更小的圆周，所以该壁总体上设计为环形弹簧。然后，环形壁形成具有平行的或相互倾斜的圆周侧面的环形弹簧。
此外，过滤器连接元件的环形过滤器连接接管可以具有相对于垂直方向倾斜的外壁和/或内壁，使得外壁和内壁参照过滤器筒的工作位置从上向下会聚。由此产生引导辅助，其有助于将连接接管插入到两个适配地成形的水箱侧表面之间的间隙中，其中，水箱侧表面能够至少部分地形成内部的和/或外部的水箱密封面。
因此，倾斜的外壁可以具有外部的过滤器密封面，和/或倾斜的内壁可以具有内部的过滤器密封面，以便与相应的水箱密封面形成密封的形状配合。
用于家用设备的与上述过滤器筒对应的水箱具有水箱底，其中，在水箱底设有用于密封地连接过滤器筒的环形水箱密封面，水箱密封面包围水箱通道开口，用于使得水从过滤器筒穿过水箱底的壁流至家用设备。为了与上述过滤器密封面有利地相互作用，水箱密封面的走向还沿其外周具有相对于中心轴线变化的半径，使得水箱密封面包括径向凹陷和/或径向凸起。
这导致上面针对过滤器筒表明的在水箱侧的编码可能性。由于水箱密封面的这种形状，具有相应过滤器密封面的过滤器筒可如上所述地应用在水箱中。对于过滤器筒和水箱侧连接的适配，由于这种造型，材料的选择及其布置也可能是决定性的，因此而成为编码的一部分。在此可以避免密封面区域中的拐角或边缘，由此例如与现有技术的多边形形状相比改善了密封功能。由于变化的半径，例如与圆形形状相比，也改进了机械的夹紧，进而改进了固定。
水箱密封面与上述过滤器密封面适配地经过设计，使得环形的水箱密封面形成水箱连接元件的指向水箱通道开口的中心轴线的内表面。这种水箱密封面与过滤器侧的过滤器连接接管的形状相适配，从而可以将过滤器连接接管插入水箱连接元件中。在将过滤器连接接管插入到水箱连接元件中且水箱密封面径向向内指向时尽管圆周侧曲率发生变换，但基本上可以在整个圆周上实现期望的密封效果。
对于过滤器密封面的凹陷和/或凸起设计成如上所述绕圆线周期性摆动的过滤器筒的使用，水箱密封面的凹陷和/或凸起也与过滤器密封面适配地设计成周期性地围绕圆线摆动。同样，水箱密封面的凹陷和/或凸起可以具有成圆走向，以适配于相应成型的过滤器密封面。
为了适配于相应成型的过滤器密封面，也可以在水箱密封面侧沿直径小于3cm的圆线设置6个凹陷和6个凸起。
通过将水箱密封面单独适配于相应成型的过滤器密封面，也可以实现针对过滤器筒在上面提到的相应优点。
环形水箱连接元件可以包括环形的弹性体密封件，在该弹性体密封件中预先成型地设置了径向凸起和/或径向凹陷。这种水箱连接元件特别是在与过滤器筒结合时是有利的，过滤器筒的环形过滤器连接接管在过滤器密封面的区域中由在工作温度下形状稳定的塑料构成。在插入过滤器筒时，弹性体密封件会顺从于过滤器筒侧的形状稳定的塑料。
弹性体密封件优选地在径向凸起和/或径向凹陷的内侧具有相对于过滤器筒密封的水箱密封面。
此外有利的是，弹性体密封件的水箱密封面具有从上向下朝向中心轴线的倾斜走向。该走向导致，弹性体密封件在过滤器筒的插入过程中逐渐向外弹性变形，并且通过由此产生的恢复力，产生确保所需密封效果的接触压力。
通过使弹性体密封件变形，除了固定功能和密封功能之外，还可以产生一种或多种其他功能。这例如也可以是液压功能，例如阀功能等。
对于弹性体密封件的使用，有利的是，水箱底包括紧固环和插入到紧固环中的弹性体密封件。位于外部的紧固环于是防止弹性体密封件扩展，从而弹性体的弹性恢复力几乎完全可用于产生接触压力。
为了避免紧固环和弹性体密封件之间的流动，弹性体密封件可以具有密封面，用于使得弹性体密封件相对于紧固环紧密地封闭。此外，弹性体密封件可以具有密封面，用于紧固环相对于水箱底的紧密封闭。
有利地，还可以在水箱底设置用于未过滤水的旁路通道，该旁路通道穿过紧固环和弹性体密封件从水箱内部伸出。如果不使用过滤器筒，这允许从水箱中排水。当手边没有过滤器筒或需要在没有过滤器筒的情况下进行工作时，例如在相关机器的清洁或除垢等维护操作中，可能需要这种排水。在这种情况下使用的清洁剂或除垢剂不应进入过滤器筒。
旁路通道例如可以包括在弹性体密封件中的环形间隙，使得水沿圆周分布地流入到输出管路中。
弹性体密封件优选地包括封闭元件，借助于该封闭元件可特别是通过将过滤器筒插入弹性体密封件中而关闭旁路通道。因此，在使用合适的过滤器筒时无需采取进一步措施即可关闭旁路。
弹性体密封件可以例如以这样的方式成形，即封闭元件包括环形间隙中的两个相对的环形密封面，当弹性体密封件变形时环形间隙可以通过它们封闭。如果两个环形密封面的内密封面在过滤器筒插入弹性体密封件时扩展，则与外环形密封面形成形状配合，其中，旁路通道被关闭。
为了容易地将紧固环和/或弹性体密封件固定在水箱底，紧固环可以包括用于与水箱底卡锁的卡锁元件。
此外，可在水箱底上设置用于插入过滤器筒中的定心元件。通过这种定心元件，可在将过滤器筒插入正确的工作位置时进行引导。此外，利用定心元件，通过其造型，也可以进行进一步的编码，以确保只使用合适的过滤器筒。此外，还可以利用这种定心元件实现固定功能，例如防止过滤器筒的扭转或倾斜。过滤器筒的无意松动也可以通过相应的摩擦面来防止，使得在移除过滤器筒时必须克服相应的摩擦力。在定心元件上也可以安置额外的固定元件。
为了将定心元件与弹性体密封件连接，定心元件可以具有底板，该底板位于弹性体密封件的容纳部中，并且在边缘侧在后方接合它。因此，定心元件通过弹性体密封件固定在水箱底上。
如果设置未过滤水的旁路，则定心元件可以例如在底板中具有旁路开口，该旁路开口朝向中央排水口敞开。
定心元件优选地包括从定心元件的底板向上突出的定心心轴，定心心轴具有环形的外表面，该外表面具有相对于中心轴线变化的半径，使得外表面包括径向凹陷和/或径向凸起。这种定心心轴与弹性体密封件的外轮廓和相关过滤器筒的过滤器连接软管相匹配。
在本发明的优选设计中，定心心轴的外表面的凹陷和/或凸起被设计成周期性地围绕圆线摆动。这种设计对应于相应的弹性体密封件的形状，因此仅留下带有凹陷和/或凸起的环形间隙，以供插入合适的过滤器筒。因此，该设计防止在弹性体密封件内使用不同成形的连接几何结构，因此改进了编码。此外，过滤器连接接管可以沿着其凸起和/或凹陷支撑在过滤器连接接管的内侧，以便在插入过滤器过滤器筒时可靠地使弹性体密封件在相对的外侧变形。
定心心轴的外表面的凹陷和/或凸起可以具有圆形走向，以适配于弹性体密封件和/或过滤器连接接管的形状。
在弹性体密封件和/或过滤器连接接管的相应走向情况下，为了适配于定心心轴，在定心心轴的外表面上沿直径小于3cm的圆线设置六个凹陷和六个凸起。
在一个有利的设计中，在具有凹陷和/或凸起的外表面上方，设置了台阶和向内偏移地布置的突起，该突起进一步插入过滤器过滤器筒中并因此提供更大的轴向引导长度。
为了防止不合适的过滤器筒在该台阶上的轴向密封，可以在环形外表面上方布置至少一个在圆周面的延伸部中向上突出的齿。
在环形外表面的上方，可以在定心元件中设置至少一个通向水箱通道开口的通道开口，该通道开口将进入过滤器筒的进水口与出水口连接起来，并且仅通过根据本发明密封的过滤器筒被关闭。
通过在环形壁上方在定心元件中设置至少一个引导肋，可以改进轴向引导和定心。水流可以紧挨着该引导肋，或者在多个引导肋的情况下，可以在它们之间。在插上过滤器筒时，这些引导肋可以在上述引导槽中被引导。
通过使得一个或多个引导肋在顶侧朝向中心轴线倾斜，产生了用于居中地插入过滤器筒的进一步引导辅助。过滤器连接接管在插上时可以沿着这些斜面滑动，直到它到达中心位置。
弹性体密封件还可以具有密封面，用于使得紧固环相对于水箱底的紧密封闭，以确保没有来自水箱的不需要的水通过紧固环流过过滤器筒。
紧固环还可以包括用于将紧固环与插入件或水箱底卡锁的卡锁元件。由此便于紧固环的组装。如果定心元件也如上所述由紧固环保持，其组装以及可能还有位于其下方的水箱阀的组装被简化。
如果在水箱底设置属于水箱底的插入件，则可以简化水箱的设计，该插入件包括在水箱侧被设置用于连接过滤器筒的部件。利用插入件，可以通过使用不同的插入件，在相同的水箱设计中轻松制造出不同的连接结构。此外，于是可以选择对水箱和相应插入件的制造公差的不同要求。
这种插入件可以有利地包含弹性体密封件和/或紧固环和/或定心元件和/或至少部分地包含旁路通道。所有必要的水箱连接结构都可以设置在插入件上，因此只能通过选择合适的插入件来使得水箱适配于特定的过滤器筒。
附图说明
附图中示出了本发明的一个实施例，并且参考以下附图更详细地解释了该实施例。具体地：
图1示出了根据现有技术的具有插入的过滤器筒的水箱底的透视图；
图2示出了具有定心元件和紧固环的水箱底的透视分解图；
图3示出了根据图2的水箱底的透视图，其带有安装的定心元件和安装的紧固环；
图4示出了根据图2和3的水箱底的俯视图；
图5示出了从侧面看的过滤器筒连接区域的透视图；
图6示出了从斜下方观察的过滤器筒连接区域的透视图；
图7示出了在过滤器连接接管高度被剖切的、插入水箱底的过滤器筒的透视图；
图8示出了在引导槽高度被剖切的、插入水箱底的过滤器筒的透视图；
图9示出了插入水箱底的过滤器筒的透视图；
图10示出了定心元件的透视图；
图11示出了水箱阀门打开时无过滤器筒的水箱底剖视图；
图11a和b是图11的两个放大部分，用于说明水箱密封件中的可关闭的旁路管线；
图12示出了根据图11的具有插入的过滤器筒的水箱底的剖视图；
图12a示出了图12的局部放大图，以说明关闭的旁通管线；
图13示出了根据本发明的过滤器连接接管的示意性端视图；
图13a示出了图13的局部放大图；以及
图14示出了过滤器筒的一部分，表示出了连接区域，以通过连接接管的斜面说明导向辅助。
具体实施方式
图1示出了诸如咖啡机的饮料机的水箱1的通常设计，例如根据现有技术的全自动咖啡机。水箱1包括水箱底2和以虚线部分地表示的水箱侧壁3。水箱1内装有过滤器筒4，其带有过滤器壳体5。水箱底2与过滤器筒4之间的连接通过水箱侧的水箱连接元件6和过滤器侧的过滤器连接元件7实现。
过滤器筒4位于水箱1的内部空间8中，也就是说，在操作期间，它完全或部分地处于储存在水箱1内的水中。用于连接水箱1和饮料机(未示出)的水箱1的过滤器连接接管9从水箱1的底面突出。
图2示出了水箱底2的圆形的局部，其中，设有紧固环10和用于插入水箱底2的凹部12中的定心元件11。在图2中还可以看到具有设计为O形环的密封件14的水箱阀体13，两个销15从该水箱阀体向上突出。紧固环10还带有弹性体密封件16。
在图3和4中，紧固环10和定心元件11安装到水箱底2中。在这里可看出，销15可以穿过定心元件，并因此形成编码元件，用于相对于相关联的机器连接件对水箱进行编码，当装入水箱时必须通过该机器连接件触动水箱阀体13。在图4中还清楚可见，形成水箱密封件17的弹性体密封件16是环形密封件，该环形密封件沿其外周相对于中心轴线A具有变化的半径R，使得水箱密封件17的形成水箱密封面18的内表面包括径向凹陷19和径向凸起20。第一水箱密封面18兼作第一水箱固定面。
在图5中示出了合适的过滤器筒22的连接区域21。过滤器连接接管23形成被外环24包围的内环，外环具有轴向延伸的突出部25和回缩部26。在内环23和外环24之间是环形入口滤网27，水通过该环形入口滤网进入过滤器筒。与水箱密封面18匹配地，过滤器连接接管23的外表面28和内表面68也设置有凸起29和凹陷30。过滤器连接接管23的外表面28和/或内表面68也可以用作过滤器固定面。
在图6的视图中，除了过滤器筒22的连接区域21的上述部分之外，还示出了过滤器筒22的用于接纳定心元件11的引导结构31的特殊设计。引导结构具有与多边形环34的边缘33对齐的引导槽32，当前例如具有与六边形环的六个边缘对齐的六个引导槽。在根据图7的从上方看的剖视图中，剖切平面穿过该多边形环34。
位于边缘33和引导槽32之间的内弯拱部35向上邻接进入过滤器筒的内部。内弯拱部35形成引导槽32的侧壁36。由于这种弯拱形状，引导槽32的壁36既沿轴向方向向上(相对于工作位置)又沿径向方向从内向外逐渐变细。在根据图8的从上方观察的剖切位置中，剖切平面在明显形成引导槽32的高度处延伸。上升管37连接在内部中央，通过该上升管将进入过滤器筒22中的水向上引导至过滤部分。
在图9中示出了整个过滤器筒22。在过滤器壳体37中，其具有可选的横向计量开口38和所述底部上的水接头。可选的计量开口38仅在被设计用于将添加剂例如矿物质、维生素等从装在过滤器壳体37中的计量腔分配到储水部内的过滤器筒的设计情况下提供。由于这种计量腔在过滤器壳体37内相对于过滤部分是封闭的，所以它对于过滤来说不再重要。因此，根据本发明的过滤器筒也可以在没有该计量腔及其计量开口38的情况下轻松构造。特别地，可在图9中看到工作位置，本说明书的上文和下文的陈述涉及该工作位置。
在图10中可以看到定心元件11的透视图。定心元件设有底板39，其在安装状态下位于弹性体密封件的容纳部中并且在边缘侧从后面与其接合。定心心轴40从底板39向上突出，并具有环形外表面41，该外表面41也形成第二水箱固定面。该外表面41具有相对于中心轴线A沿圆周变化的半径，使得该外表面41也包括径向凹陷42和凸起43。外表面41因此适应于过滤器连接接管9的相应形状。
为了进一步适配，该外表面41的凹陷42和凸起43也设计成绕圆线周期性地摆动，并且具有圆形走向。在所示实施例中，对应于过滤器筒22的所示实施例的设计，沿直径小于3cm的圆线设有六个凹陷42和六个凸起43。对于不同的过滤器筒，必须相应适配地修改外表面41或第二水箱固定面。
对定心心轴11的外表面41的所有调整导致，在安装状态下，只有在外表面41和用于插入过滤器连接接管23的弹性体密封件16之间的环形槽打开。这导致进一步编码以防止使用不合适的过滤器筒。此外，以这种方式可以将过滤器连接接管23在其内侧支撑在定心心轴11的外表面41上。以此方式，过滤器连接接管在弹性体密封件16上的接触压力可以沿着整个外周形状在变化的形状上均匀地增加。
至少一个向上突出的齿44设置在环形外表面上方。一个或多个齿44安置在定心心轴40的台阶45上。其他的跟随外表面41形状的在台阶45之上的隆起部46被安置在距齿44一定距离处，使得在齿和隆起部46之间保留间隙47。一个或多个齿44和/或隆起部46可以防止使用轴向密封件来绕过编码。此外，在外表面41上方设有通道开口48，在定心元件11的安装状态下，该通道开口通向水箱通道开口。过滤器筒22过滤后的水可通过该通道开口48从水箱中排出。
一个或更多个底部通道开口49在外表面41下方设置在底板39中。未过滤的水可以通过这些底部开口从水箱中排出。在隆起部46下方和带有外表面41的壁内，得到用于接纳水箱阀体13的空腔50。
在环形外表面41上方设置有引导肋51，如在所示的示例性实施例中，引导肋可以在其上侧倾斜。如此形成的引导斜面52有助于将引导肋51插入过滤器筒22的引导槽32中。在根据图4的剖视图中，可以清楚地看到插上的过滤器筒22中的引导肋51的引导斜面52。
在图11、11a、11b、12和12a中，在带有和不带有过滤器筒22的情况下示出了水箱1的用于连接过滤器筒的组装部件。紧固环10设有卡锁凸起53，紧固环10可以利用该卡锁凸起53卡锁在水箱底2上，其方式为，紧固环10在后方接合水箱的底肋54。弹性体密封件16具有底部区段55，该底部区段接合在紧固环10下方并且因此利用紧固环10将弹性体密封件16保持在水箱底2上。
为了相对于水箱底2密封，弹性体密封件16具有密封面，其在当前情况下由密封凸缘56实现。为了弹性体密封件16相对于紧固环10的紧密闭合，可以在不同的位置设置环绕的密封面。在所示的示例性实施例中，设置了环形密封件57，其形成在弹性体密封件16的顶部上并且在紧固环的密封槽58中与紧固环密封。
弹性体密封件16包括彼此一体地被成型出并连接的外环59和内环60。外环59和内环60二者在其形状上都沿圆周跟随紧固环10、过滤器连接接管23和弹性体密封件16的变化半径以及由此形成的凹陷和凸起。外环59是阶梯形的并带有环形密封件57以及密封凸缘(Dichtwulst)56。外环59还设有一个或多个旁路开口61，未过滤的水可以通过旁路开口61沿流动方向P1流入外环59和内环60之间的环形间隙62中。在安装状态下，弹性体密封件16的旁路开口61直接位于紧固环11中的旁路开口63之后，旁路开口63例如也可以在图1和3中看到。来自水箱1的未经过滤的水可通过旁路开口63沿方向P2流出环形间隙62进入相应的饮料机。
内环60在其底侧上具有密封唇64，其与外环59上的密封面65相对。在弹性体密封件16的松弛状态下，外环59和内环60之间的环形间隙62在底部敞开，如图11所示，因此在旁路中引导的未过滤水可以沿流动方向P2从环形间隙62流出。在这种状态下，内环60的形成水箱密封件17的内侧面66的走向向下向内倾斜。旁路的设计实施例在根据图11a和b的放大图中被突出显示。
当插入具有过滤器连接接管23的过滤器筒22时，弹性体密封件16变形，使得内侧面66被向外压并且基本上垂直地沿着过滤器连接接管延伸。密封唇64被压到相对的密封面65上，并且因此使得环形间隙62进而还有穿过旁路开口61、63的旁路关闭。通过变形，产生了接触压力，该接触压力将水箱密封面17压靠到过滤器密封面28上，并且同时将密封唇64压靠到密封面65上。这种状态在图12和12a中示出。
在图11和图12中，水箱阀体13通过相关联的机器的未更详细示出的止挡，克服复位弹簧67升高进入空腔50，因此处于打开位置，这对应于所插入的水箱。如果从机器上拆下水箱，水箱阀体13在复位弹簧67的压力下关闭。
水箱密封面18由弹性体密封件16的内侧面66形成，并且同时形成第一水箱固定面18。在这里，如上所述，在过滤器筒5、22的装入状态下，由过滤器密封面28形成的第一过滤器固定面28在接触压力下贴靠在该侧面上，该接触压力使得弹性体密封件16变形，从而实现固定的和密封的形状配合。
由过滤器连接接管23的内表面形成的第二过滤器固定面68(参见图5)贴靠在形成第二水箱固定面的外表面41上。这种形状配合也是在接触压力下形成的。由于过滤器连接接管23的根据本发明的造型，过滤器连接接管形成了环形壁69，该环形壁在需要时可以弹性地扩展。由此在通过相应的张紧引起的良好固定情况下，产生了公差补偿的可能性。由于第一过滤器固定面28和第二过滤器固定面68的在两侧平行的或相互倾斜的造型，位于它们之间的连接接管23的环形波纹壁69形成波纹环形弹簧70。第二过滤器固定面68也可用作第二过滤器密封面。
根据图13的端视图以及根据图13a的局部放大图的过滤器连接接管示出了具有凸起29和凹陷30的所述波形。过滤器连接接管23的具有壁厚W的环形壁69在壁外侧面71上具有第一过滤器固定面28，且在壁内侧面72上具有第二过滤器固定面68。壁外侧面71和壁内侧面72在所示视图中平行延伸，但在轴向方向上彼此倾斜，这将在下面进一步解释。因此，借助于由虚线表示的中心线73进一步示出了波形。
中心线73在外包络圆74和内包络圆75之间波形地伸展，外包络圆的半径具有变化半径的最大值，内包络圆的半径具有波形的变化半径的最小值。中心线73的凸起29和凹陷30形成凸圆弧76形式的波峰和凹圆弧77形式的波谷。在所示实施例中，所有圆段76、77具有相同的圆弧半径S。圆弧76、77的中心点78、79对于凸圆弧76来说位于内包络圆75中，对于凹圆弧77来说位于外包络圆74中。凸圆弧76和凹圆弧77切向合并，并且均匀分布在圆周上，从而形成旋转对称的形状。在所示的示例性实施例中，分别设置了六个凸圆弧76和六个凹圆弧77，它们以30°的角距离交替地布置，即凸圆弧76以60°的角度α彼此分开，并且这同样适用于凹圆弧77。
通过选择段半径和相关中心点78、79的相关位置，中心线围绕中心圆线80以相对平坦、弯曲、波浪状的方式延伸。中心线73以钝角β与中心圆线80相交。结果，凸起29的弧长明显长于凹陷30的弧长，因此，凸起29的弧段所扫过的角γ明显大于凹陷30所扫过的角δ。这种形状提高了过滤器连接接管23的弹性作用。
为了比较，该图中还示出了圆弧81，其弧段中心点82直接位于中心线73上。在该实施方式中未实现的该走向具有明显更小的圆弧半径和基本上垂直于中心线73的走向。
良好的弹簧效应已经通过半径和壁厚显示出来，其中，内包络圆75的半径在外包络圆74的半径的5％到15％之间，凸圆弧和/或凹圆弧的半径在外包络圆74的半径的20％和35％之间。壁外侧面71和相对于其平行或倾斜地(参照工作位置)延伸的壁内侧面72之间的壁厚W优选地在外包络圆74的半径的5％和15％之间。
在所示示例中，外包络圆74具有大约11mm的半径，并且内包络圆75具有大约9.75mm的半径。凸圆弧和凹圆弧的圆弧半径约为3.08mm，以及壁外侧面71和相对于其平行或倾斜地延伸的壁内侧面72之间的壁厚约为0.9mm。
在图14中可以看出，过滤器连接接管23的外壁71和/或内壁72(它们根据实施方式而定也形成一个或两个过滤器密封面28)相对于垂直方向以角度ω1或ω2倾斜，使它们参照过滤器筒4、22的工作位置从上向下会聚。当将连接接管23插入弹性体密封件16和水箱1的外表面41之间的环形间隙中时，以角度ω1和/或ω2倾斜的这个或多个斜面形成插入辅助。
附图标记列表
1 水箱
2 水箱底
3 水箱侧壁
4 过滤器筒
5 过滤器壳体
6 水箱连接元件
7 过滤器接头
8 内腔
9 过滤器连接接管
10 紧固环
11 定心元件
12 凹部
13 水箱阀体
14 密封件
15 销
16 弹性体密封件
17 水箱密封件/环密封件
18 水箱密封面
19 凹陷
20 凸起
21 连接区域
22 过滤器筒
23 过滤器连接接管/内环
24 外环
25 凸起
26 回缩部
27 入口滤网
28 过滤器密封面/外表面
29 凸起
30 凹陷
31 引导结构
32 引导槽
33 边缘
34 多边形环
35 内弯拱部
36 壁
37 过滤器壳体
38 计量开口
39 底板
40 定心心轴
41 外表面
42 凹陷
43 凸起
44 齿
45 台阶
46 隆起部
47 间隙
48 通道开口
49 底部通道开口
50 空腔
51 引导肋
52 引导斜面
53 卡锁凸起
54 底部肋
55 底部区段
56 密封凸缘
57 环密封件
58 密封槽
59 内环
60 外环
61 旁路开口
62 环形间隙
63 旁路开口
64 密封唇
65 密封面
66 内侧面
67 复位弹簧
68 第二过滤器固定面/内表面
69 壁
70 环形弹簧
71 壁外侧面
72 壁内侧面
73 中线
74 外包络圆
75 内包络圆
76 凸圆弧
77 凹圆弧
78 中心点
79 中心点
80 中心圆线
81 圆段
82 弧段中心点
83 转折点
84 水箱通道开口
A 轴线
W 壁厚
S 圆弧半径
P1 流向
P2 流向

Claims (45)

1.一种用于家用设备的水箱(1)，带有用于过滤器筒(22)的接头，其中，在水箱底设置有用于密封地连接所述过滤器筒(22)的环形的水箱密封面，所述水箱密封面包围水箱通道开口，用于使得水从所述过滤器筒(22)穿过所述水箱底的壁流至家用设备，其特征在于，所述水箱密封面(18)沿其外周相对于中心轴线具有变化的半径，使得所述水箱密封面(18)包括径向的凹陷(19)和/或径向的凸起(20)，其中，所述凸起(29)和/或凹陷(30)具有圆形的走向。
2.根据权利要求1所述的用于家用设备的水箱(1)，其特征在于，所述水箱(1)具有过滤器筒(22)，所述过滤器筒设置有过滤器壳体(37)，所述过滤器壳体的壁将壳体内侧与壳体外侧隔开，其中，设置有在所述过滤器筒(22)的工作中相对于所述过滤器壳体(37)的外界环境敞开的过滤器入口开口(27)，其中，在工作中参照流动方向在所述过滤器入口开口(27)之后，在所述过滤器壳体(37)内部设置有用于引导水的装置，所述用于引导水的装置包括至少一个具有至少一种过滤介质的过滤腔，并且终止在用于从所述过滤器筒(22)吸出水的过滤器出口开口中，并且其中，设置有具有环形的过滤器连接接管(23)的过滤器连接元件，所述过滤器连接接管具有环形的过滤器密封面(28)，用于将所述过滤器筒(22)与所述水箱中的水箱密封面紧密连接，其中，所述过滤器密封面(28)沿着环形的过滤器连接接管(23)的外周的走向具有相对于中心轴线变化的半径，使得所述过滤器密封面(28)包括径向的凸起(29)和/或径向的凹陷(30)，其中，所述凸起(29)和/或凹陷(30)具有圆形的走向。
3.根据权利要求1所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器连接元件的具有所述过滤器密封面(28)的环形过滤器连接接管(23)至少在所述过滤器密封面(28)的区域中由在工作温度下形状稳定的塑料构成，所述塑料特别是比弹性体更加坚固。
4.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器密封面(28)形成所述过滤器连接元件的环形过滤器连接接管(23)的背离所述过滤器出口开口的中心轴线(A)指向的外表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器密封面(28)的凸起(29)和凹陷(30)的布置在圆周上旋转对称。
6.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述凸起(29)和/或凹陷(30)被设计成周期性地围绕圆线摆动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器密封面(28)的凸起(29)和凹陷(30)的布置被设计成在圆周上具有相同的角度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述凸起(29)和/或凹陷(30)具有圆形的走向。
9.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，沿直径小于3cm的圆线设置有六个凸起(29)和六个凹陷(30)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在所述过滤器连接接管(23)内设置有用于引导和接纳水箱侧的定心元件(11)的引导结构。
11.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述引导结构(31)具有至少一个引导槽(32)，用于接纳水箱侧的所述定心元件(11)的至少一个引导肋(51)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述引导结构(31)具有多个沿圆周侧分布的引导槽(32)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述引导槽(32)的壁经过圆整，使得槽宽度参照所述工作位置从下向上逐渐变细。
14.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述引导槽(32)的壁经过圆整，使得槽宽度从内向外逐渐变细。
15.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述引导槽的逐渐变细的形状被设计成在连接所述引导槽的壁(36)中的内弯拱部(35)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器筒(22)(4)的所述过滤器出口开口(28)被设计成环形的筛孔(27)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器连接元件的具有所述过滤器密封面(28)的环形过滤器连接接管(23)至少在所述过滤器密封面(28)的区域中具有壁(69)，该壁具有平行于或倾斜于壁内侧面(72)伸展的壁外侧面(71)，所述壁外侧面包括或形成所述过滤器密封面(28)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述过滤器连接元件的环形过滤器连接接管(23)具有参照所述过滤器筒的工作位置相对于垂直方向以角度ω1和/或ω2倾斜的外壁71和/或内壁72，使得所述过滤器筒的所述外壁71和所述内壁72从上向下会聚。
19.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，倾斜的所述外壁71具有外部的过滤器密封面(28)，和/或倾斜的所述内壁72具有内部的过滤器密封面。
20.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述水箱密封面(18)形成环形水箱连接元件的指向所述水箱通道开口的中心轴线的内表面。
21.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述凹陷(19)和/或凸起(20)被设计成周期性地围绕圆线摆动。
22.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述凹陷(19)和/或凸起(20)具有圆形的走向。
23.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，沿直径小于3cm的圆线设置有六个凹陷(19)和六个凸起(20)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述环形水箱连接元件包括环形的弹性体密封件(16)，所述径向凸起(19)和/或径向凹陷(20)预先成形地安置在所述弹性体密封件中。
25.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述水箱密封面(18)布置在所述弹性体密封件(16)的所述径向凸起(19)和/或径向凹陷(20)的内侧面上。
26.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述水箱密封面(18)具有从上向下朝向中心轴线(A)的倾斜的走向。
27.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述水箱底(2)包括紧固环(10)和插入所述紧固环(10)中的弹性体密封件(16)。
28.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述弹性体密封件(16)具有用于使所述弹性体密封件(16)相对于所述紧固环(10)紧密地封闭的密封面(57)。
29.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述弹性体密封件(16)具有用于将所述紧固环(10)相对于所述水箱底(2)紧密地封闭的密封面(56)。
30.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在水箱底设置有用于来自所述水箱(1)的未过滤水的旁路通道，该旁路通道穿过所述紧固环和所述弹性体密封件从水箱内部延伸出。
31.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述旁路通道包括在所述弹性体密封件(16)中的环形间隙(62)。
32.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述弹性体密封件(16)包括封闭元件，所述旁路通道能够借助于所述封闭元件封闭。
33.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述封闭元件包括在所述环形间隙(62)中的两个相对的环形密封面(64、65)，所述环形间隙(62)能够经由所述密封面通过所述弹性体密封件(16)的变形来封闭。
34.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述紧固环(10)包括用于将所述紧固环(10)与所述水箱底(2)卡锁的卡锁元件(53)。
35.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在所述水箱底上设置有用于插入所述过滤器筒(22)中的定心元件(11)。
36.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述定心元件(11)具有底板(39)，所述底板位于所述弹性体密封件(16)的接纳部中并且在边缘侧从后方接合它。
37.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，定心心轴(40)从所述定心元件(11)的底板(39)向上突伸，并具有环形的外表面(41)，该外表面相对于所述中心轴线(A)具有变化的半径，使得所述外表面(41)包括径向凹陷(42)和/或径向凸起(43)。
38.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述定心心轴(40)的外表面(41)的凹陷(42)和/或凸起(43)被设计成周期性地围绕圆线摆动。
39.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，所述定心心轴(40)的外表面(41)的凹陷(42)和/或凸起(43)具有圆形的走向。
40.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在所述定心心轴(40)的外表面(41)中，沿直径小于3厘米的圆线设置有六个凹陷(42)和六个凸起(43)。
41.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在所述环形外表面(41)上方布置有至少一个向上突出的齿(44)。
42.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在环形的所述外表面(41)的上方，至少一个通向水箱通道开口的通道开口(48)被设置在所述定心元件(11)中。
43.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在带有环形的所述外表面(41)的壁的上方，至少一个引导肋(51)设置在所述定心元件(11)中。
44.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，一个所述引导肋(51)或多个所述引导肋(51)在顶侧朝向中心轴线倾斜。
45.根据前述权利要求中任一项所述的水箱(1)，其特征在于，在所述水箱底设置有属于水箱底的插入件，该插入件包括在水箱侧被设置用于连接所述过滤器筒(22)的部件。
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