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Die
Erfindung betrifft eine Filterpatrone für wasserführende Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Filterpatronen
zum Einsetzen z.B. in einen Wasservorratstank einer Getränkemaschine
wie einer Espressomaschine oder dergleichen sind in der Regel mit
einem Gehäuse
ausgestattet, in dem ein aus Filtermaterial gebildetes Filterbett
angeordnet ist. Derartige Filterpatronen sind beispielsweise aus
der Druckschrift
DE 197 17 054 bekannt.
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Bei
dieser bekannten Filterpatrone wird das Filterbett bzw. die Filterstrecke
im Aufstrom von unten nach oben durchströmt. Dies hat zur Folge, dass durch
eine Saugpumpe in der entsprechenden Getränkemaschine das Wasser durch
die gesamte Filterpatrone gegen den Strömungswiderstand des Filterbettes
hin angehoben werden muss. Dabei steht sowohl der Strömungswiderstand
des Filterbettes, als auch die Gravitation des Wassers der Strömungsrichtung
entgegen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte
Filterpatrone vorzuschlagen.
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Diese
Aufgabe wird, ausgehend von einer Filterpatrone der einleitend genannten
Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch
die in den Unteransprüchen
genannten Maßnahmen
sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich eine erfindungsgemäße Filterpatrone
dadurch aus, dass eine Filterstrecke im Abstrom und dass eine wenigstens im
Bereich des Sauganschlusses im Gehäuse der Filterpatrone angeordnete
Steigleitung vorgesehen ist. Das bedeutet insbesondere, dass im
Filterbett wenigstens ein in Betrieb von oben nach unten durchströmter Strömungsbereich
vorgesehen ist. Das Filterbett bzw. die Filterstrecke kann in diesen Bereichen
demnach unter Zuhilfenahme der Gravitation durchströmt werden,
sodass der Strömungswiderstand
des Filterbettes wenigstens teilweise kompensiert wird.
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Vor
allem durch die vorteilhafte innere Anordnung der Steigleitung bzw.
zumindest des Ansaugbereiches ist diese/dieser wirkungsvoll durch
das Gehäuse
der Filterpatrone geschützt.
Beispielsweise kann es bei der Montage der Filterpatrone gemäß der Erfindung
in einem Wassertank oder dergleichen, selbst bei unachtsamem Einbau
bzw. Kontakt der Filterpatrone mit dem Gerät bzw. dem Wassertank oder dergleichen
zu keiner Beeinträchtigung
der Steigleitung bzw. des besonders relevanten Ansaugbereichs kommen.
Hierdurch ist das Einströmen
des zufiltrierenden Wassers sicher gewährleistet, was die Betriebssicherheit
der erfindungsgemäßen Filterpatrone
entscheidend erhöht.
Dementsprechend einfach, insbesondere dünnwandig kann die Steilgleitung ausgebildet
werden.
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Eine
derart ausgestaltete Filterpatrone stellt die Wasserzufuhr in die
Filterpatrone sicher. Auf diese Weise ist eine separate, entsprechend
tief angeordnete Wassereintrittsöffnung
bei der Filterpatrone entbehrlich. Außerdem ist eine Entleerung
eines Wasservorratstanks bis auf Höhe der Wassereintrittsöffnung möglich.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Filterpatrone weiterhin eine Steigleitung, die oberhalb
des Filterbettes in der Filterpatrone ausmündet. In dieser Bauform ist
die Durchströmung
des gesamten Filterbettes im sogenannten Abstromverfahren von oben nach
unten möglich,
d.h. das gesamte Filterbett wird hierbei unter Zuhilfenahme der
Gravitation durchströmt.
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Die
oberhalb des Filterbettes in der Filterpatrone ausmündende Steigleitung
kann dabei in die Filterpatrone bzw. in deren Gehäuse integriert
werden, sodass sie vollständig
im Innern der Patrone verläuft,
oder aber auch teilweise außerhalb
der Patrone als separate Leitung angeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist die Steigleitung als Rohreinsatz ausgebildet. Ein Rohreinsatz
kann einfach und vorzugsweise separat hergestellt und insbesondere
mit der Filterpatrone bzw. mit dem Gehäuse fest verbunden werden.
Beispielsweise kann der Rohreinsatz mit dem Gehäuse verklemmt bzw. verspannt und/oder
mit dem Anschluss und/oder einer Dichtung der Patrone verbunden
bzw. fixiert werden. Gegebenenfalls kann am Gehäuse und/oder am Anschluss und/oder
an der Dichtung wenigstens ein Halte- bzw. Klemmelement zum Fixieren
des Rohreinsatzes vorgesehen sein. Mit derartigen Maßnahmen
kann die Steigleitung einfach realisiert und sicher innerhalb des
Gehäuses
fixiert werden.
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Vorteilhafterweise
weist wenigstens im Bereich des Sauganschlusses die Filterpatrone
einen im Wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt auf. Ein entsprechend ausgebildeter Querschnitt ist
einfach herzustellen und kann eine vorteilhafte Fixierung der Filterpatrone
in einem Wassertank oder dergleichen gewährleisten. Zudem wird hiermit
eine Kompatibilität
mit bereist handelsüblichen
Filterpatronen für
Geräte
wie Haushaltsmaschinen oder dergleichen erreicht.
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Vorzugsweise
wird die Filterpatrone mit einer Dichtung versehen, die für den dichten
Abschluss der Auslassleitung am bzw. im Anschlusselement des Wasservorratstanks
sorgt. Ein solcher dichter Abschluss stellt sicher, dass ausschließlich gefiltertes Wasser
die Ausgangsöffnung
des Wasservorratstanks erreicht und nicht etwa ungefiltertes Wasser
beigemischt wird.
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Eine
solche Dichtung wird vorteilhafterweise durch eine Axialdichtung
für den
dichten Abschluss der Auslassleitung am Behälterboden gebildet bzw. die
Filterpatrone weist wenigstens eine Axialdichtung zum dichten Abschluss
des Sauganschlusses in Richtung der Längsachse der Filterpatrone
auf. Eine solche Axialdichtung bietet eine einfache Handhabung,
da durch axiales Andrücken
der Dichtung z.B. am Behälterboden
der erforderliche dichte Formschluss erzielt wird. Reibungskräfte, die
beispielsweise beim Anpressen einer Radialdichtung an einen entsprechend
geformten radialen Dichtsitz auftreten können, sind hierbei vermieden.
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Darüber hinaus
ist mit Hilfe einer Axialdichtung problemlos eine definierte Betriebsposition
der Filterpatrone gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Anschlags
möglich.
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Eine
erfindungsgemäße Filterpatrone
wird bevorzugt in einem Wasservorratstank eingesetzt, der ein Rückschlagventil
aufweist, sodass der Wasservorratstank aus der entsprechenden Getränkemaschine
entnehmbar ist, ohne dass Wasser durch dessen Bodenöffnung austreten
kann. Der Wasservorratstank kann somit zum Befüllen aus der Maschine entnommen
werden.
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Vorteilhafterweise
kann eine Einströmöffnung bzw.
der Einsauganschluss der Patrone außerhalb des durch die Dichtung
abgedichteten Bereiches angeordnet werden. Beispielsweise überstreicht
die Einströmöffnung bzw.
der Einsauganschluss lediglich einen Teil des Umfangs des Gehäuses. Gegebenenfalls
ist die Einströmöffnung bzw.
der Einsauganschluss als Kreissegment oder Kreisabschnitt, Ringabschnitt
oder linsenförmig
etc. ausgebildet. Auch sind mehrere Einströmöffnungen bzw. der Einsauganschluss
realisierbar, die separat oder gemeinsam weitergeführt bzw.
zum Filterbett bzw. zur Filterstrecke geleitet werden.
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Vorzugsweise
ist wenigstens ein im Wesentlichen ringförmiger Einströmbereich
im Gehäuse
um die Dichtung bzw. Axialdichtung herum vorgesehen ist. Hiermit
wird eine besonders einfache Konstruktion möglich. Zum Beispiel ist mittig
und/oder zentral die Ausströmöffnung bzw.
der Abfluss für
gefiltertes Wasser vorgesehen und vorzugsweise konzentrisch die Axialdichtung
und/oder konzentrisch die Einströmöffnung bzw.
der Einsauganschluss angeordnet.
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Es
kann z.B. die Steigleitung frei innerhalb des Gehäuses und/oder
innerhalb des Filterbettes angeordnet werden. In einer bevorzugten
Variante der Erfindung ist die Steigleitung unmittelbar an der Innenseite
des Gehäuses
angeformt. Hierdurch kann die Steigleitung beispielsweise zusammen
mit dem Gehäuse
einstückig
hergestellt werden, z.B. aus Kunststoff oder dergleichen vorzugsweise
spritzgegossen oder ähnlich.
Dies verbessert die Wirtschaftlichkeit der Erfindung.
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Es
ist denkbar, die Steigleitung als Ringmantel, insbesondere konzentrisch,
um das Filterbett herum anzuordnen. Hiermit wird bei geringer radialer Ausdehnung
ein besonders großer
lichter Querschnitt der Steigleitung realisierbar. Dementsprechend
kompakt kann die Filterpatrone umgesetzt werden, wobei ein besonders
geringer Strömungswiderstand
beim Ansaugen erreichbar ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Steigleitung als Gehäusesegment
ausgebildet. Hiermit kann das Volumen für das Filterbett besonders
groß ausgebildet werden,
was die Filterqualität
positiv beeinflusst.
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Beispielsweise
ist die Innenwand der Steigleitung konkav oder konvex und/oder als
Kreisabschnitt ausgebildet. Hiermit kann eine vorteilhafte Anpassung
an die räumlichen
Verhältnisse
erreicht werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Steigleitung ein mechanischer Filter bzw. Sieb, um zu
verhindern, dass Filtermaterial aus dem Filterbett bzw. der Filterstrecke
durch die Steigleitung aus der Patrone gelangen kann. Zudem wird
verhindert, dass Partikel die Filterpatrone beeinträchtigen
können.
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Das
Gerät bzw.
die entsprechende Getränkemaschine
wird vorteilhafterweise mit einer Saugpumpe versehen, um die zuverlässige Durchströmung der
Filterpatrone und somit die zuverlässige Entnahme der gewünschten
Wassermenge für
das Gerät
bzw. die Getränkemaschine
sicherzustellen.
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Im
Falle einer Durchströmung
des Filterbetts im Abstrom wird, wie oben angeführt, der Strömungswiderstand
des Filterbettes durch die Gravitation wenigstens teilweise kompensiert,
sodass die Saugpumpe weniger groß dimensioniert werden muss.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der
Figuren nachfolgend näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung einer
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zweiten Ausführungsform
der Erfindung und
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3 eine
schematische Querschnittdarstellung zweier Ausführungsformen der Erfindung.
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Bei
einer Filterpatrone gemäß 1 ist
eine Steigleitung 2 seitlich neben einem Auslassrohr 3 und
innerhalb eines Gehäuses 10 angeordnet. Über die
Steigleitung gelangt Wasser von oben in ein Filterbett 4,
das infolgedessen vollständig
im Abstrom durchströmt
wird. Vorteilhafterweise ist das Filterbett 4 mittels einem
oberen bzw. einströmseitigen
Sieb 11 und/oder einem unteren bzw. ausströmseitigen
Sieb 11 innerhalb der Patrone 1 sicher gehalten.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann beispielsweise ein außenumschließender Anschlusssockel 5 im
Behälterboden
vorgesehen werden. Alternativ oder in Kombination hierzu kann auch
ein nach innen in das Auslassrohr 3 hineinstehender Anschlusssockel 6 vorgesehen
werden. Über
ein Dichtelement 7, das beispielsweise als Axialdichtung
ausgelegt sein kann, wird das Auslassrohr 3 gegenüber der
Außenumgebung
abgedichtet, sodass lediglich gefiltertes Wasser in die Austrittsöffnung 8 des
Tankbodens 9 gelangen kann.
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In 2 ist
eine weitere Filterpatrone 1 dargestellt. Diese weist eine
innerhalb des Gehäuses 10 frei
stehende Steigleitung 2 und/oder eine vollständig von
Filtermaterial bzw. vom Filterbett 4 umgebene Steigleitung 2 auf.
Die Steigleitung 2 ist vorzugsweise als Rohreinsatz ausgebildet
Die Dichtung 7 ist hier als Axialdichtung bzw. als Ringdichtung
ausgeführt. Wasser
strömt
vorzugsweise seitlich im unteren Bereich der Filterpatrone 1 ein
und steigt mittels der Steigleitung innen auf, wobei ein (optional
vorzusehendes) Sieb 11 das Eindringen von Partikeln wirkungsvoll
verhindern kann. Hierbei kann auch die Dichtung 7 ein Eindringen
in den Ausströmbereich verhindern
bzw. diesen entsprechend abtrennen.
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Im
oberen Bereich der Filterpatrone 1 strömt das Wasser vorzugsweise
durch das Sieb 11 in einen Verteilerbereich 12,
der ein möglichst
gleichmäßiges bzw.
optimales Verteilen des zufiltrierenden Wassers gewährleisten
soll. Danach strömt
das Wasser durch das Filterbett 4 und durch den Auslassbereich
bzw. das Auslassrohr 3 aus der Filterpatrone 1 hinaus.
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In 3 sind
zwei unterschiedliche Querschnitte durch eine Filterpatrone 1 schematisch
dargestellt. Hierbei wird ersichtlich, dass einerseits die Steigleitung 2 vorzugsweise
unmittelbar an die Innenseite des Gehäuses 10 angeformt
ist. Andererseits sind die Varianten mit unterschiedlichen Durchströmungsquerschnitten
ausgebildet. Gemäß 3a ist dieser linsenförmig und gemäß 3b wenigstens teilweise als Ringsabschnitt,
hier mit schräg
verlaufenden radial ausgerichteten Seiten ausgeführt.
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Bei
beiden Varianten ist die Außenwand
der Steigleitung zugleich Teil der Gehäusewand, was insbesondere Material
einspart und einfach z.B. mittels Spritzgussverfahren und/oder Kunststoff
hergestellt werden kann.
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- 1
- Filterpatrone
- 2
- Steigleitung
- 3
- Auslassrohr
- 4
- Filterbett
- 5
- Anschlusssockel
- 6
- Anschlusssockel
- 7
- Dichtelement
- 8
- Auslassöffnung
- 9
- Tankbaden
- 10
- Gehäuse
- 11
- Sieb
- 12
- Verteiler