Kältegerät und Filterkartusche dafür
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filterkartusche sowie ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, bei dem ein Wasseranschluss und ein Wasserverbraucher wie etwa ein Kaltwasserspender oder ein Eisbereiter über eine Filterkartusche verbunden sind.
Wasserfilter werden in Kältegeräten meist eingesetzt, um Leitungswasser, mit dem der Verbraucher versorgt wird, von Chlor oder anderen Trägern von unerwünschtem Geschmack oder Geruch zu befreien. Die dazu verwendeten adsorbierenden Filtermaterialien haben eine begrenzte Aufnahmekapazität, so dass die Filter von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen. Der Austausch der Filter ist mit Kosten verbunden, und die Bereitschaft der Benutzer, diese Kosten aufzuwenden, hängt natürlich zusammen mit dem Ausmaß, in dem sie sich von fremden Geschmacks- oder Geruchsnoten des Leitungswassers gestört fühlen.
Aus US 6 303 031 B1 ist ein Kältegerät bekannt, bei dem ein Wasserfilter ersetzbar ist durch einen Stopfen ohne jegliche Filterfunktion.
Aus DE 10 2005 057 132 A1 ein Kältegerät bekannt, bei dem ein Adsorptionsfilter gegen ein Partikelfilter austauschbar ist. Das Partikelfilter hat keinen Einfluss auf Geschmack und Geruch des Wassers, sondern schützt insbesondere die Ventile der nachgelagerten Verbraucher vor Partikeln, die ein ordnungsgemäßes Schließen der Ventile verhindern oder diese beschädigen könnten. In dem Maße, wie sich Partikel in diesem herkömmlichen Partikelfilter ansammeln, nimmt dessen Strömungswiderstand zu, was die Funktion der Verbraucher negativ beeinflusst. Wenn deshalb das Partikelfilter ausgewechselt wird, ist dies für den Benutzer wieder mit Kosten verbunden. Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät bzw. eine Filterkartusche dafür anzugeben, die einen Wechsel der Filterkartusche überflüssig machen oder zumindest die Standzeit einer Filterkartusche erheblich verlängern.
Die Aufgabe wird zum Einen gelöst, indem bei einer Filterkartusche mit einem becherförmigen, an einem offenen Ende mit einer Kupplung zur Befestigung an einem Filterkopf versehenen Gehäuse und einem in dem Gehäuse aufgenommenen Partikelfiltereinsatz der Partikelfiltereinsatz entlang einer Achse des Gehäuses zwischen einer zwischen einer Anschlagstellung, in der er vollständig in dem Gehäuse versenkt ist, und einer wenigstens teilweise aus dem Gehäuse vorspringenden Stellung beweglich geführt ist.
Während in der im Gehäuse versenkten Anschlagstellung am Partikelfiltereinsatz zurückgehaltene Partikel im Innern des Gehäuses verborgen und allenfalls unter Schwierigkeiten herauszuspülen sind, kann das Verlagern des Partikelfiltereinsatzes in die aus dem Gehäuse vorspringende Stellung bereits ausreichen, um den Partikelfiltereinsatz so weit frei zu legen, dass er entgegengesetzt zur Stromrichtung des Wassers im Filterbetrieb durchspült und von angesammelten Partikeln befreit werden kann.
Die vorspringende Stellung kann aber auch durch einen Anschlag definiert sein, der zum Lösen des Partikelfiltereinsatzes aus dem Gehäuse überwindbar ist. Wenn der Partikelfiltereinsatz komplett aus dem Gehäuse entfernt wird, ist er zum Durchspülen von allen Seiten her ungehindert zugänglich.
Der überwindbare Anschlag kann insbesondere durch radial auslenkbare Federzungen des Gehäuses gebildet sein.
Vorzugsweise weist der Partikelfiltereinsatz an einem dem offenen Ende des Gehäuses zugewandten Ende einen sternförmigen Flansch auf, wobei eine Einlassöffnung des Partikelfiltereinsatzes in der Mitte des Flansches gebildet ist und Spitzen des Flansches sich in der Anschlagstellung an dem Gehäuse abstützen. So kann zwischen den Spitzen des Flansches hindurch das Wasser nach Passieren des Partikelfiltereinsatzes zum offenen Ende zurückkehren, und es genügt das eine offene Ende des Gehäuses, um Wasser zum Partikelfiltereinsatz hin und das gefilterte Wasser von dem Partikelfiltereinsatz weiter zu einem der Verbraucher zu führen.
Wenn das Gehäuse in seinem Innern eine Stufe aufweist, kann die Anschlagstellung durch einen Kontakt der Spitzen mit der Stufe definiert sein. So kann die Dichtigkeit einer Verbindung zwischen der Einlassöffnung des Partikelfiltereinsatzes und einer Zuleitung des Filterkopfs weitgehend unabhängig von eventuellen Abmessungstoleranzen des Gehäuses und des Partikelfiltereinsatzes sichergestellt werden.
Wenn der Partikelfiltereinsatz in dem Gehäuse drehfest geführt ist, dann rotiert ein Vorsprung an einer dem offenen Ende des Gehäuses zugewandten Seite des Flansches mit, wenn das Gehäuse durch eine Drehung am Filterkopf verankert wird. Der Vorsprung kann dann mit einem Sensor, insbesondere einem Schalter, des Filterkopfs zusammenwirken, um bei geschlossenem Gehäuse zu verifizieren, dass dieses sich in einer fest am Filterkopf verankerten Stellung befindet und der Partikelfiltereinsatz montiert ist.
Die drehfeste Führung des Partikelfiltereinsatzes ist insbesondere realisierbar, indem das Gehäuse nach Innen vorspringende, axial langgestreckte Rippen aufweist, zwischen die ein Vorsprung des Partikelfiltereinsatzes eingreift.
Enden dieser Rippen können zweckmäßigerweise die oben angesprochenen, radial auslenkbaren Federzungen bilden.
Der Partikelfiltereinsatz kann ein rohrförmiges Sieb sowie ein Kopfstück und ein Fußstück umfassen, die aus Kunststoff an Ränder des Siebs angeformt sind. Das Fußstück kann den oben erwähnten sternförmigen Flansch umfassen. Das Kopfstück kann den zwischen die langgestreckten Rippen eingreifenden Vorsprung bilden.
Kopfstück und Fußstück können durch axial orientierte Stege verbunden sein, insbesondere um eine Torsion des Siebs zu begrenzen, wenn beim Verankern der Filterkartusche am Filterkopf oder beim Lösen der Verankerung ein Drehmoment zwischen Kopf- und Fußstück wirkt.
Da im Betrieb der Druck im Innern des Siebs höher ist als außen, stützen die Stege vorzugsweise das Sieb an einer Außenseite ab.
An einer Außenseite des Gehäuses kann wenigstens eine axial langgestreckte Rippe vorgesehen sein, um es einem Benutzer zu erleichtern, das zum Verankern der Filterkartusche am Filterkopf oder zum Lösen ihrer Verankerung erforderliche Drehmoment mit bloßer Hand auszuüben. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, bei dem ein Wasseranschluss und wenigstens ein Wasserverbraucher über eine Filterkartusche wie oben beschrieben verbunden sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät; Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht der Filterkartusche;
Fig. 3 eine zweite auseinandergezogene Ansicht der Filterkartusche;
Fig. 4 einen axialen Schnitt durch die Filterkartusche mit dem Partikelfiltereinsatz in der teilweise aus dem Gehäuse vorspringenden Stellung;
Fig. 5 einen axialen Schnitt durch die am Filterkopf montierte Filterkartusche;
Fig. 6 einen axialen Schnitt durch die am Filterkopf montierte Filterkartusche entlang einer gegenüber Fig. 5 um die Achse gedrehten Schnittebene; und
Fig. 7 einen axialen Schnitt durch Filterkartusche und Filterkopf während der
Demontage. Das Kältegerät der Fig. 1 hat in an sich bekannter Weise ein Korpus 1 und eine Tür 2, die einen wärmeisolierten Innenraum 3 umschließen. Der Innenraum 3 kann in mehrere Lagerkammern für Kühlgut unterteilt sein, die im Betrieb auf unterschiedlichen Solltemperaturen gehalten werden.
Eine durch ein Magnetventil 13 absperrbare Wasserleitung 4 erstreckt sich zwischen einem Wasserhahn 5 eines Gebäudeleitungsnetzes und einem Filterkopf 6 des Kältegeräts. Der Filterkopf 6 ist vorgesehen, um eine Filterkartusche 7 darin zu verankern; der Einbauplatz der Filterkartusche 7 am Filterkopf 6 kann sich in dem gekühlten Innenraum 3 befinden.
Von dem Filterkopf 6 aus erstreckt sich die Wasserleitung 8 weiter zu einer Ventilbaugruppe 9, um über diese in an sich bekannter Weise einen Eisbereiter 10 und/oder einen mit dem Innenraum 3 in thermischem Kontakt stehenden Tank 1 1 und einen Kaltwasserspender 12 in einer Nische der Tür 2 zu versorgen.
Fig. 2 zeigt die Filterkartusche 7 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht. Sie umfasst ein aus Kunststoff einteilig spritzgeformtes, becherförmiges Gehäuse 120 und einen Partikelfiltereinsatz 130. Das Gehäuse 120 trägt benachbart zu seinem offenen, zum Eingreifen in den Filterkopf 6 vorgesehenen Ende nach außen abstehende Kupplungsrippen 121 , die mit komplementären Nuten des Filterkopfs 6 eine Bajonettkupplung bilden. Eine in axialer Richtung des Gehäuses langgestreckte Rippe 123 erstreckt sich im Bogen über den vom Filterkopf 6 abgewandten Teil des Gehäuses 120, um der Hand eines Benutzers Halt zu bieten und das Ausüben eines Drehmoments zum Schließen oder Lösen der Bajonettkupplung zu erleichtern.
Im Innern des Gehäuses 120 schließt sich an das offene Ende zunächst eine zylindrische Dichtfläche 141 und dann, hinter einer Stufe 145 an, eine zylindrische Innenfläche 144 an, deren Durchmesser kleiner als der der Dichtfläche 141 ist. Wie in Fig. 3 deutlicher zu erkennen, springen von der Innenfläche 144 vier Rippen 143 jeweils in einem Winkelabstand von 90° voneinander ins Innere des Gehäuses 120 vor. Die Rippen 143 erstrecken sich über die gesamte axiale Ausdehnung der Innenfläche 144 von einem Boden 140 bis über die Stufe 145 hinaus. Zwischen den über die Stufe 145 hinaus vorspringenden Spitzen der Rippen 143 und der Dichtfläche 141 ist ein Spalt freigehalten, der es den Spitzen erlaubt, als Federzungen 142 zu fungieren und einer auf sie ausgeübten, radial nach außen gerichteten Kraft elastisch nachzugeben. Die Federzungen 142 weisen jeweils radial nach innen vorspringende Rastnasen 146 (s. Fig. 6) auf.
Der Partikelfiltereinsatz 130 umfasst ein feinmaschiges, zu einem Zylinder geformtes Sieb 135 und ein an das Sieb 135 einteilig angespritztes Formteil aus Kunststoff. Das Formteil kann gegliedert werden in einen Kopfteil 150 und einen Fußteil 131 , in die jeweils einander axial gegenüberliegende Ränder des Siebes 135 dicht eingebettet sind, und vier sich in axialer Richtung zwischen Kopf- und Fußteil erstreckende Stege 132, die das Sieb 135 an seiner Außenseite abstützen.
Das Kopfteil 150 setzt sich zusammen aus einer Kreisscheibe 151 , deren Durchmesser dem Abstand der einander gegenüberliegenden Rippen 143 des Gehäuses 120 entspricht, und zwei Kreissektoren 152, die in entgegengesetzte Richtungen über den Rand der Kreisscheibe 151 überstehen und, wenn Gehäuse 120 und Partikelfiltereinsatz 130 zusammengefügt sind, formschlüssig zwischen zwei benachbarte Rippen 143 eingreifen und so den Partikelfiltereinsatz 130 drehfest an das Gehäuse 120 koppeln. Außenflächen der Stege 132 liegen gleitbeweglich an den Rippen 143 an.
Das Fußteil 131 umfasst einen sich in Verlängerung des Siebes in axialer Richtung erstreckenden Rohrabschnitt 133 und, am vom Sieb 135 abgewandten Ende des Rohrabschnitts 133, einen sternförmigen Flansch 134. An einer vom Sieb 135 abgewandten Seite trägt der Flansch 134 vier Vorsprünge 122, jeweils im Winkelabstand von 90° auf einem Kreis angeordnet. Der Außendurchmesser des Flansches 134 ist geringfügig kleiner als der der Dichtfläche, so dass in einer Anschlagstellung des Partikelfiltereinsatzes 130 Spitzen 135 des Flansches 134 sich an der Schulter 145 abstützen können. Durch den Eingriff des Flansches 134 in die Dichtfläche 141 und den Eingriff der Kreisscheibe 151 zwischen den Rippen 143 ist der Partikelfiltereinsatz 130 in axialer Richtung geführt zwischen der Anschlagstellung und einer wenigstens teilweise aus dem Gehäuse vorspringenden Stellung, in der die Rastnasen der Spitzen 142 jeweils an eine Stufe 136 der Stege 132 anstoßen. Fig. 3 zeigt die teilweise aus dem Gehäuse vorspringende Stellung des Partikelfiltereinsatzes 130 in einem axialen Schnitt. Fig. 4 zeigt die komplette Filterkartusche 7, montiert im Filterkopf 6, in einem axialen Schnitt. Ein Einlassstutzen 1 10 des Filterkopfs 6 erstreckt sich durch einen zentralen Durchgang des Flansches 134 bis in den Rohrabschnitt 133 und trägt einen an der Innenseite des Rohrabschnitts 133 abdichtenden O-Ring 1 12. Über eine zentrale Bohrung
1 14 des Einlassstutzens 1 10 mündet die Wasserleitung 4 ins Innere des Partikelfiltereinsatzes 130.
Ein zweiter, kürzerer Auslassstutzen 1 13 umgibt den Einlassstutzen 1 10 konzentrisch und trägt einen zweiten O-Ring 1 12, der an der Dichtfläche 141 des Gehäuses 120 abdichtet. Eine in Fig. 4 nur zu einem kleinen Teil sichtbare, exzentrisch durch den Auslassstutzen 1 13 verlaufende Bohrung 1 15 bildet den Anfang der Wasserleitung 8.
Ein federbelasteter Stößel 1 1 1 hält den Partikelfiltereinsatz 130 sich in der Anschlagstellung mit an der Schulter 145 anliegenden Spitzen des Flansches 134. In der hier gezeigten Konfiguration, mit eingerasteter Bajonettkupplung, ist der Stößel 1 1 1 durch einen der Vorsprünge 122 so tief eingedrückt, dass er einen Schalter 1 16 schließt. Wäre das Gehäuse 120 nicht weit genug gedreht, um die Bajonettkupplung einzurasten, dann läge der Stößel 1 1 1 nicht dem Vorsprung 122 gegenüber, und der Schalter 1 16 wäre offen. Genauso wäre der Schalter 1 16 auch offen, wenn zwar die Bajonettkupplung eingerastet, aber der Partikelfiltereinsatz 130 nicht montiert ist. Solange der Schalter 1 16 offen ist, sperrt das Magnetventil 13 und verhindert so, dass beim Lösen der Filterkartusche 7 aus dem Filterkopf 6 mehr Wasser als das augenblicklich in dem Gehäuse 120 enthaltene ausläuft. Wenn das Magnetventil 13 geschlossen ist, kann Wasser von der Bohrung 1 14 durch das Sieb 135 fließen, wobei mitgeführte Partikel im Partikelfiltereinsatz 130 zurückbleiben, und gelangt durch einen Zwischenraum zwischen dem Partikelfiltereinsatz 130 und der Innenfläche 144 sowie durch Lücken 136 zwischen den Spitzen des Flansches 134 zur Bohrung 1 15.
Fig. 6 zeigt wie Fig. 5 einen axialen Schnitt durch die am Filterkopf 6 mit eingerasteter Bajonettkupplung verankerte Filterkartusche 7, allerdings in einer Ebene, die wie in Fig. 4 durch zwei einander gegenüberliegende Rippen 143 des Gehäuses 120 verläuft. Man erkennt deutlich, dass die Stege 132 jeweils an einer vom Flansch 134 abgewandten Seite der Schultern 136 mit minimalem Abstand den Rippen 143 gegenüberliegen, während zwischen den Schultern und dem Flansch 134 ein Spalt zwischen den Stegen 132 und den Rippen 143 vorhanden ist, in den die Rastnasen an den Spitzen 142 der Rippen 143 eingreifen und dessen Länge die Bewegungsfreiheit des
Partikelfiltereinsatzes 130 zwischen der in dem Gehäuse 120 versenkten Anschlagstellung, und der aus dem Gehäuse 120 vorspringenden Stellung festlegt.
Fig. 7 zeigt wiederum einen axialen Schnitt durch die Filterkartusche 7 und den Filterkopf 6 nach Lösen der Bajonettkupplung. Das Gehäuse 120 der Filterkartusche 7 ist vom Auslassstutzen 1 13 abgezogen; der Partikelfiltereinsatz 130 befindet sich, reibschlüssig festgehalten vom O-Ring 1 12 des Einlassstutzens 1 10, in der aus dem Gehäuse 120 vorspringenden Stellung. Durch weiteres Ziehen am Gehäuse 120 wird auch der Partikelfiltereinsatz 130 vom Einlassstutzen 1 10 getrennt. Wenn der Benutzer nun den Partikelfiltereinsatz 130 an seinem Flansch 134 greift und daran zieht, drücken die Schultern 136 die Spitzen 142 radial nach außen, der Partikelfiltereinsatz 130 kommt frei. Im Partikelfiltereinsatz 130 zurückgehaltene Partikel können nun herausgespült werden. Anschließend werden Partikelfiltereinsatz 130 und Gehäuse 120 wieder zusammengesteckt, und die Filterkartusche 7 wird wieder im Filterkopf 6 montiert.
BEZUGSZEICHEN
Korpus
Tür
Innenraum
Wasserleitung
Wasserhahn
Filterkopf
Filterkartusche
Wasserleitung
Ventilbaugruppe
Eisbereiter
Tank
Kaltwasserspender
Magnetventil
Einlassstutzen
Stößel
O-Ring
Auslassstutzen
Bohrung
Bohrung
Schalter
Gehäuse
Kupplungsrippe
Vorsprung
Rippe
Partikelfiltereinsatz
Fußteil
Steg
Rohrabschnitt
Flansch
Sieb
Stufe
Boden
Dichtfläche
Spitze
Rippe
Innenfläche
Stufe
Rastnase
Kopfteil
Kreisscheibe
Kreissektor