EP4313353A1 - Wassertank mit filterpatrone - Google Patents

Wassertank mit filterpatrone

Info

Publication number
EP4313353A1
EP4313353A1 EP22718081.7A EP22718081A EP4313353A1 EP 4313353 A1 EP4313353 A1 EP 4313353A1 EP 22718081 A EP22718081 A EP 22718081A EP 4313353 A1 EP4313353 A1 EP 4313353A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
water tank
tank
sealing surface
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22718081.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Wallerstorfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aclaris Lindau Zweigniederlassung Rebstein GmbH
Original Assignee
Aclaris Water Innovations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202021003987.2U external-priority patent/DE202021003987U1/de
Application filed by Aclaris Water Innovations GmbH filed Critical Aclaris Water Innovations GmbH
Publication of EP4313353A1 publication Critical patent/EP4313353A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/60—Cleaning devices
    • A47J31/605—Water filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D35/027—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks rigidly mounted in or on tanks or reservoirs
    • B01D35/0273—Filtering elements with a horizontal or inclined rotation or symmetry axis submerged in tanks or reservoirs
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B01D29/114—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements arranged for inward flow filtration
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    • B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B01D35/153—Anti-leakage or anti-return valves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
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    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/40—Special measures for connecting different parts of the filter
    • B01D2201/4023—Means for connecting filter housings to supports
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    • B01D2201/4046—Means for avoiding false mounting of different parts
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    • B01D2201/40—Special measures for connecting different parts of the filter
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/004—Seals, connections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/12—Location of water treatment or water treatment device as part of household appliances such as dishwashers, laundry washing machines or vacuum cleaners

Definitions

  • the invention relates to a water tank with a filter cartridge according to the preamble of claim 1.
  • Filter cartridges are regularly used in water-carrying household machines with a water tank, in particular in beverage machines such as coffee machines, tea machines, etc., in order to improve the water quality in accordance with the intended application.
  • Filter media for water softening such as ion exchange resin, or to improve the taste, such as activated carbon, are often used in such filter cartridges.
  • the dosed addition of additives, e.g. for health or taste improvement, such as the addition of minerals or vitamins, etc., is already provided for in combination with filter media.
  • Water tanks of such machines regularly have tank connection elements on the tank bottom with an annular tank sealing surface for the tight connection of a filter connection element of the filter cartridge provided for such a water tank, which enclose a tank passage opening in the tank bottom for the water to flow from the filter cartridge and the water tank to the household appliance.
  • the tank connection elements have already been included Provided coding elements, so that only to these coding elements matching filter cartridges can be used.
  • coding elements which are disclosed for example in the publications EP 2433 906 B1, EP 2065 972 B1, EP 2050 220 B1, EP 2 050 221 B1 and EP 2 050218 B1
  • a polygonal shape of the filter sealing surfaces and the tank sealing surfaces is provided for coding , so that the seal itself has an additional coding function in addition to the sealing function.
  • the object of the invention is therefore to further develop such a water tank and such a filter cartridge in such a way that the coding function mentioned is made possible without such disadvantages.
  • this object is achieved by its characterizing features.
  • the filter cartridge of a water tank is provided with a filter housing whose wall is a The inside of the housing is separated from the outside of the housing in a watertight manner, with a filter inlet opening, which is arranged on the lower end area of the filter cartridge in the operating position and is open to the outside of the filter housing, being provided for water to enter from the water supply without any further connection elements, which accordingly when used in a water tank in the operating position of the filter cartridge connected to the inside of the tank.
  • a device for water pipework is provided inside the filter housing, which comprises at least one filter chamber having at least one filter medium and ends in a filter outlet opening for sucking water out of the filter cartridge.
  • a filter connection element is provided with an annular filter connection piece, which has an annular filter sealing surface for the tight connection of the filter cartridge to a tank sealing surface in the water tank.
  • Such a filter cartridge differs in this configuration from filter cartridges to filter devices whose housings are connected tightly to water pipes of a water network with pressure-resistant connections and are thus integrated into the water network.
  • a filter cartridge according to the invention has a filter sealing surface, the course of which along the circumference of the annular filter connection piece has a varying radius in relation to a central axis, so that the filter sealing surface comprises radial bulges and/or radial indentations, the bulges and/or indentations having a round course, so that corners or edges are avoided.
  • This shape of the filter sealing surface matches a corresponding shape of a tank sealing surface, with the curvatures changing from the outside to the inside and vice versa over the course of the circumference making it more difficult or completely impossible to clamp or press a shaped seal that is not adapted in shape onto or into a fixed tank-side contact surface .
  • the radial bulges and/or indentations mimic the shape of an annular spring, the circumference of which can be resiliently expanded or compressed.
  • the spring effect also improves the sealing effect, since the filter sealing surface is pressed flat against the associated tank sealing surface by the spring pressure.
  • the filter sealing surface and the tank sealing surface can also be used to fix the filter cartridge and then form a filter fixing surface or a tank fixing surface. This fixing function in the interaction of the filter sealing surface and the tank sealing surface is improved by such a spring effect.
  • the resilient deformability of the filter sealing surface can be improved in that the annular filter connecting piece of the filter connecting element having the filter sealing surface has an annular wall in the region of the filter sealing surface with a wall inside and a wall outside that run parallel or inclined to one another.
  • the connecting piece is pushed onto a tank fixing surface or plugged into a tank sealing surface, either the wall outside or the wall inside of the annular wall comprises or forms the filter sealing surface.
  • this wall is designed overall as an annular spring.
  • the Ring Wall then forms an annular spring with parallel or mutually inclined peripheral sides.
  • the ring-shaped filter connecting piece of the filter connecting element which has the filter sealing surface, can consist of a plastic that is more dimensionally stable at the operating temperature than an elastomer, at least in the area of the filter sealing surface. Due to this strength, the filter connection piece of the filter cartridge is able to exert a contact pressure on a tank-side tank sealing surface in order to establish the tight connection without impairing its shape.
  • Such a dimensionally stable plastic is stronger than an elastomer, so that an elastomer seal on the water tank side can be deformed with the filter connection piece.
  • a contact pressure can be generated as a result.
  • Deformation of an elastomeric seal can also cause one or more additional functions of the elastomeric seal, for example a mechanical or hydraulic function such as a fixing function, a valve function or the like.
  • the filter sealing surface forms an outer surface of the ring-shaped filter connecting piece of the filter connecting element, pointing away from a central axis of the filter outlet opening.
  • Such a filter connection piece despite the changing circumferential curvatures, is able to exert a contact pressure outwards essentially over the entire circumference when it is inserted into a water tank-side water tank seal with a correspondingly radially inward-facing tank sealing surface in order to achieve the desired sealing effect and/or fixing effect.
  • the arrangement of the bulges and indentations of the filter sealing surface is rotationally symmetrical over the circumference.
  • a more stable fixation of the filter cartridge in the installation position is achieved by arranging the bulges and indentations of the tank sealing surface and/or the filter sealing surface with the same angles over the circumference Deform bulges as well as in the area of the indentations.
  • the sealing effect of the filter sealing surface with the tank sealing surface is improved by a round profile of the bulges and/or indentations, so that corners or edges are avoided. Due to the round shape, avoiding corners or edges in the area of the sealing surfaces, the sealing function is improved, for example compared to polygonal shapes as in the prior art. An improvement in the mechanical clamping and thus the fixation is also possible due to the varying radius, for example compared to a circular shape.
  • the bulges and indentations of the filter fixing surface can form a waveform along a circular line, the waveform consisting of an alternating sequence of convex circle segments forming the bulges and concave circle segments forming the indentations. A radially directed spring effect results from the course following a circular line.
  • the spring action of the ring spring can be further improved if the concave and convex circle segments are connected tangentially at turning points at the transition between concave and convex curvatures.
  • the arc length of the convex circle segments is longer than the arc length of the concave circle segments.
  • the swept angle of the convex circle segments is therefore greater than the swept angle of the concave circle segments.
  • the convex and the concave circle segments have the same segment radius. This results in a comparable force distribution within the segments during deformation.
  • the circle segments can be arranged so that the convex and concave circle segments lie within an outer enveloping circle and outside of an inner enveloping circle, with the circle centers of the convex circle segments inside the inner enveloping circle and the circle centers of the concave circle centers lie outside the outer enveloping circle.
  • This shape results in a flat progression in relation to the enveloping circles or circle segments running along a center line between the enveloping circles, as a result of which the widening or shrinking of the annular spring is facilitated.
  • the radius of the convex and/or concave circle segments is between 20% and 35% of the radius of the outer enveloping circle.
  • the spring action of such a spring washer is also beneficial if the wall thickness between the outside of the wall and the inside of the wall running parallel or inclined thereto is between 7% and 10% of the radius of the outer enveloping circle.
  • the filter sealing surface can form an outer surface of the ring-shaped filter connection piece of the filter connection element pointing away from a central axis of the filter outlet opening.
  • Such a filter connection piece despite the changing circumferential curvatures, is able to exert a resilient contact pressure outwards essentially over the entire circumference when it is inserted into an opening on the water tank side with a correspondingly radially inward-facing tank fixing surface in order to achieve the desired sealing and/or fixing effect .
  • a resilient contact pressure can be exerted inwards essentially over the entire circumference by a radially inward-facing filter sealing surface in order to achieve the desired sealing and/or fixing effect.
  • a filter fixing surface is provided both on the inside and on the outside of the filter connection piece, one or both of which simultaneously form a filter sealing surface.
  • Such a filter connection piece can be inserted into an annular slot on the tank side, the side walls of which each form a tank fixing surface and/or a tank sealing surface.
  • a constellation that works very well has been found, for example, when six bulges and six indentations are provided along a circular line that has a diameter of less than 3 cm.
  • the filter inlet opening of the filter cartridge can be designed as an annular sieve opening on the outside of the filter connection piece, as a result of which the filter cartridge in the water tank is open to the water contained therein.
  • the filter cartridge is improved if a guide structure for guiding and receiving a centering element on the water tank side is provided within the filter connecting piece.
  • the filter cartridge can thus be aligned in the axial direction when it is inserted into the associated water tank and fixed in this alignment in the operating position.
  • the guide structure has at least one guide groove running in the axial direction, i.e. running parallel to the central axis, for receiving at least one guide rib of the centering element on the water tank side, this guide structure can interact with the associated centering element on the water tank side with the axial movement of the filter cartridge when it is inserted into the Water tank out in at least one angular position and additionally fixed there.
  • the guide structure can have a number of guide grooves distributed around the circumference.
  • the groove shapes mentioned can be formed, for example, by means of inner curvatures in a wall of the guide structure connecting the guide grooves.
  • the shape of the filter sealing surface according to the invention can also be used to improve the fixation of the filter cartridge, in that the filter sealing surface is also provided as a filter fixing surface.
  • the form of the invention as a filter fixing surface The provided filter sealing surface facilitates a deformation of the filter connecting piece in the area of the filter fixing surface, since the radial bulges and/or indentations form the shape of an annular spring, the circumference of which can be expanded or compressed in a resilient manner. Such a deformation facilitated by the varying radius makes it possible to improve the mechanical clamping and thus the fixation, for example in comparison with a circular shape or a polygonal shape.
  • the resilient deformability of the filter fixing surface can be improved in that the ring-shaped filter connection piece of the filter connection element that has the filter fixing surface has a ring-shaped wall in the region of the filter fixing surface with a wall inside and a wall outside that run parallel or inclined to one another.
  • the connecting piece is pushed onto a tank fixing surface or plugged into a tank fixing surface, either the inner surface or the outer surface of the ring-shaped wall comprises or forms the filter fixing surface.
  • this wall is designed overall as an annular spring.
  • the annular wall then forms an annular spring with parallel or mutually inclined peripheral sides.
  • the ring-shaped filter connecting piece of the filter connecting element can have an outer and/or inner wall which is beveled relative to the vertical, so that the outer wall and the inner wall converge from top to bottom in relation to the operating position of the filter cartridge.
  • the beveled outer wall can have an outer filter sealing surface and/or the beveled inner wall can have an inner filter sealing surface in order to enter into a sealing form fit with the corresponding tank sealing surface.
  • the water tank for a household appliance that corresponds to the above-mentioned filter cartridge has a tank bottom, with an annular tank sealing surface being provided on the tank bottom for the tight connection of the filter cartridge, which encloses a tank passage opening for the water to flow out of the filter cartridge through the wall of the tank bottom to the household appliance.
  • the course of the tank sealing surface also has a varying radius along its circumference relative to a central axis, so that the tank sealing surface comprises radial indentations and/or radial bulges.
  • the ring-shaped tank sealing surface and/or the ring-shaped filter sealing surface are preferably designed to be radially sealing over their entire, closed circumference. In this way, a continuous sealing ability of the respective sealing surface is achieved over the entire circumference, the size of the respective sealing surface being adaptable to the desired application over its axial extent.
  • the tank sealing surface is designed to match the above-mentioned filter sealing surface in such a way that the annular tank sealing surface forms an inner surface of a tank connection element pointing towards the central axis of the tank passage opening.
  • Such a tank sealing surface matches the shape of the filter-side filter connection piece, so that it can be inserted into the tank connection element.
  • the desired sealing effect can be achieved essentially over the entire circumference.
  • the indentations and/or bulges of the tank sealing surface are also designed to periodically oscillate around a circular line to match the filter sealing surface.
  • Indentations and / or bulges of the tank sealing surface have a round course.
  • indentations and six bulges along a circular line with a diameter of less than 3 cm can also be provided on the side of the tank sealing surface.
  • the annular tank connection element can comprise an annular elastomeric seal in which the radial bulges and/or radial indentations are preformed.
  • a tank connection element is particularly advantageous in connection with a filter cartridge whose ring-shaped filter connection piece consists of a plastic that is dimensionally stable at the operating temperature in the area of the filter sealing surface.
  • the elastomer seal yields to the dimensionally stable plastic on the side of the filter cartridge when the filter cartridge is inserted.
  • the elastomer seal preferably has the tank sealing surface that seals against the filter cartridge on the inside of the radial bulges and/or radial indentations.
  • the tank sealing surface of the elastomer seal has a sloping profile leading from top to bottom towards the central axis. This progression means that the elastomer seal is increasingly elastically deformed outwards during the insertion process of the filter cartridge and by the resulting restoring force creates a contact pressure that ensures the desired sealing effect.
  • one or more other functions can be effected in addition to the fixing function and the sealing function.
  • This can, for example, also be a hydraulic function such as a valve function or the like.
  • the tank bottom comprises a fastening ring and an elastomeric seal inserted into the fastening ring.
  • the external fastening ring then prevents the elastomer seal from expanding, so that the elastic restoring force of the elastomer is almost completely available for generating the contact pressure.
  • the elastomeric seal can have a sealing surface for the tight closure of the elastomeric seal with respect to the fastening ring. Furthermore, the elastomer seal can have a sealing surface for the tight closure of the fastening ring with respect to the tank bottom.
  • a bypass channel for unfiltered water can also be provided in the tank bottom, which runs out of the water tank interior through the fastening ring and through the elastomer seal. This allows drainage from the water tank if no filter cartridge is used. Such a drain may be required when no filter cartridge is available or operation without a filter cartridge is required, for example in a maintenance operation such as cleaning or descaling the associated machine. The cleaning or descaling agents used in such cases should not get into a filter cartridge.
  • the bypass channel can, for example, comprise an annular gap in the elastomer seal, so that water flows into the outlet line, distributed over the circumference.
  • the elastomeric seal preferably includes a closure element, by means of which the bypass channel can be closed, in particular by inserting the filter cartridge into the elastomeric seal.
  • the bypass can be closed without further measures when using a suitable filter cartridge.
  • the elastomeric seal can be formed, for example, in such a way that the closure element comprises two opposite annular sealing surfaces in the annular gap, through which the annular gap can be closed when the elastomeric seal is deformed. If the inner sealing surface of the two ring-shaped sealing surfaces is widened when a filter cartridge is inserted into the elastomer seal, then a form fit with the outer ring-shaped sealing surface is to be effected, with the bypass channel being closed.
  • the attachment ring can include a latching element for latching to the tank bottom.
  • a centering element for insertion into the filter cartridge can be provided on the tank bottom.
  • Such a centering element can be used to guide the insertion of a filter cartridge into the correct operating position.
  • the shape of the centering element can also be used for further coding to ensure that only suitable filter cartridges are used.
  • a fixing function can also be exercised with such a centering element, for example against twisting or tilting of the filter cartridge. The unintentional loosening of the filter cartridge can also be prevented by appropriate friction surfaces, so that a corresponding frictional force has to be overcome when the filter cartridge is removed. Additional fixing elements can also be attached to the centering element.
  • the centering element can have a base plate that lies in a receptacle in the elastomeric seal and engages behind it at the edge. The centering element is thus attached to the tank bottom by the elastomer seal.
  • the centering element can have a bypass opening, for example in the base plate, which is open to the central drain.
  • the centering element preferably comprises a centering mandrel which protrudes upwards from the base plate of the centering element and has an annular outer surface which has a varying radius with respect to the central axis, so that the outer surface comprises radial indentations and/or radial bulges.
  • a centering mandrel is adapted to the outer contour of the elastomer seal and the filter connection piece of the associated filter cartridge.
  • the indentations and/or bulges of the outer surface of the centering mandrel periodically oscillate around a circular line educated.
  • This design corresponds to the shape of a corresponding elastomer seal and thus only leaves an annular gap with the indentations and/or bulges free for inserting a suitable filter cartridge.
  • This configuration therefore prevents the use of a connection geometry of a different shape within the elastomer seal and thus improves the coding.
  • the inside of the filter connection piece along its bulges and/or indentations the
  • Filter connection nozzle to reliably deform the elastomer seal when inserting the filter cartridge on the opposite outside.
  • the indentations and/or bulges of the outer surface of the centering mandrel can have a round profile to adapt to the shape of the elastomer seal and/or the filter connection piece.
  • the elastomer seal and/or the filter connection piece are positioned accordingly, six indentations and six indentations along a circular line with a diameter of less than 3 cm are provided on the outer surface of the centering mandrel to adjust it.
  • At least one passage opening leading to the tank passage opening can be provided in the centering element above the annular outer surface, which passage opening connects the water inlet into the filter cartridge with the water outlet and is closed only by a filter cartridge sealing according to the invention.
  • the axial guidance and centering can be improved in that at least one guide rib is provided in the centering element above the annular wall. A water flow is possible next to this guide rib or, in the case of several guide ribs, between them. These guide ribs can be guided in the above-mentioned guide grooves when attaching a filter cartridge.
  • a further guidance aid for the centered insertion of the filter cartridge results from the fact that the guide rib or guide ribs are bevelled at the top towards the central axis.
  • the filter connection piece can slide along these bevels when it is attached until it reaches the centered position.
  • the elastomeric seal can also have a sealing surface for the tight closure of the fastening ring with respect to the tank bottom in order to ensure that no unwanted water from the water tank flows past the filter cartridge via the fastening ring.
  • the fastening ring can also include a latching element for latching the fastening ring to the insert or to the tank bottom. This completes the assembly of the fastening ring relieved. If the centering element is also held by the fastening ring, as above, its assembly and possibly also the assembly of the water tank valve located underneath is simplified.
  • the design of the water tank is simplified if an insert part belonging to the tank bottom is provided on the tank bottom, which insert includes the parts provided on the water tank side for connecting the filter cartridge.
  • an insert part belonging to the tank bottom is provided on the tank bottom, which insert includes the parts provided on the water tank side for connecting the filter cartridge.
  • different port structures can be easily manufactured in the same water tank design by using different inserts.
  • different requirements for the production tolerance of the water tank and the respective insert can be selected.
  • Such an insert can advantageously contain the elastomeric seal and/or the fastening ring and/or the centering element and/or at least partially the bypass channel. All the essential tank connection structures can be provided on the insert, so that the water tank can only be adapted to a specific filter cartridge by selecting the appropriate insert.
  • Fig.l is a perspective view of a tank bottom with inserted filter cartridge according to the prior art
  • 2 shows a perspective exploded view of a tank bottom with centering element and fastening ring
  • FIG. 3 shows a perspective view of the tank bottom according to FIG. 2 with installed centering element and installed fastening ring
  • FIGS. 4 shows a top view of the tank bottom according to FIGS.
  • connection area of the filter cartridge viewed from the side
  • connection area of the filter cartridge viewed obliquely from below
  • FIG. 7 shows a perspective view of a filter cartridge cut open at the level of the filter connection piece, inserted in a tank bottom
  • FIG. 8 shows a perspective view of a filter cartridge cut open at the level of the guide grooves, inserted in a tank bottom
  • FIG. 9 is a perspective view of a filter cartridge inserted into a tank bottom
  • FIG. 11 shows a sectional view of a tank bottom without a filter cartridge with the water tank valve open, 11a and b two enlarged sections from FIG. 11 to illustrate a closable bypass line in the tank seal,
  • FIG. 12 shows a sectional view of a tank bottom according to FIG. 11 with a filter cartridge inserted
  • Fig. 12a an enlarged detail from FIG. 12 to illustrate the closed bypass line
  • FIG. 13 shows a schematic end view of a filter connecting piece according to the invention
  • FIG. 13a shows an enlargement of a detail from FIG. 13 and
  • FIG. 14 shows a section of the filter cartridge showing the connection area to illustrate a guiding aid by bevels on the connecting piece.
  • Fig. 1 illustrates the usual configuration of a water tank 1 of a beverage machine, such as a coffee machine, e.g.
  • the water tank 1 comprises a tank bottom 2 and water tank side walls 3 partially shown with dashed lines.
  • a filter cartridge 4 with a filter housing 5 is inserted into the water tank 1 .
  • the connection between the tank bottom 2 and the filter cartridge 4 is realized via tank connection elements 6 on the side of the water tank and filter connection elements 7 on the filter side.
  • the filter cartridge 4 is located in the interior 8 of the water tank 1, ie it is fully or partially in operation in the Water tank 1 stored water.
  • a filter connection piece 9 of the water tank 1 for connecting the water tank 1 to the beverage machine (not shown) protrudes from the underside of the water tank 1 .
  • FIG. 2 shows a round section of the tank bottom 2, with a fastening ring 10 and a centering element 11 for insertion into a recess 12 in the tank bottom 2 being provided.
  • the fastening ring 10 also carries an elastomeric seal 16.
  • the fastening ring 10 and the centering element 11 are installed in the tank bottom 2. It can be seen here that the pins 15 can pass through the centering element and thus form coding elements for coding the water tank in relation to the associated machine connection, from which the tank valve body 13 must be actuated when the water tank is inserted. It is also clearly visible in Fig. 4 that the elastomeric seal 16 forming the water tank seal 17 is an annular seal which has a varying radius R along its circumference relative to a central axis A, so that the inner surface of the water tank seal 17 forming a tank sealing surface 18 has radial indentations 19 and radial bulges 20.
  • the first tank sealing surface 18 is designed to be radially sealing over its entire, closed circumference and at the same time serves as the first tank fixing surface.
  • FIG. 5 the connection area 21 of a suitable filter cartridge 22 is shown.
  • a filter connection piece 23 forms an inner ring surrounded by an outer ring 24 with axially extending projections 25 and recesses 26 . Between the inner ring 23 and the outer ring 24 is an annular inlet screen 27 through which water enters the filter cartridge.
  • the outer surface and the inner surface 68 of the filter connection piece 23 are also provided with bulges 29 and indentations 30 to match the tank sealing surface 18 .
  • the outer surface forms, at least partially over a certain axial extent, a filter sealing surface 28 which is designed to be radially sealing over its entire, closed circumference.
  • the outer surface, in particular in its area designed as a filter sealing surface 28, and/or the inner surface 68 of the filter connecting piece 23 can at least partially serve as a filter fixing surface at the same time.
  • the view in FIG. 6 shows the special configuration of a guide structure 31 of the filter cartridge 22 for receiving the centering element 11 .
  • the guide structure has guide grooves 32 which are aligned with the edges 33 of a polygonal ring 34, in the present example with six guide grooves which are aligned with six edges of a hexagonal ring.
  • the sectional plane goes through this polygonal ring 34.
  • Inner curves 35 which lie between the edges 33 and the guide grooves 32 adjoin upwards into the interior of the filter cartridge.
  • the inner curves 35 form the side walls 36 of the guide grooves 32 . Due to this arched shape, the walls 36 of the guide grooves 32 taper both in the axial direction upwards (relative to the operating position) and in the radial direction from the inside to the outside. In the interface, viewed from above according to Fig. 8, the sectional plane runs at a height at which the guide grooves 32 are clearly formed.
  • a riser pipe 37 is connected centrally on the inside, through which the water entering the filter cartridge 22 is directed upwards to the filter section.
  • Fig. 9 the entire filter cartridge 22 is shown.
  • a filter housing 37 which has an optional lateral dosing opening 38 and the water connection on the bottom described.
  • the optional dosing opening 38 is only provided in the case of an embodiment of the filter cartridge that is used for dispensing additives, e.g. B. minerals, vitamins or the like., Is formed from a housed in the filter housing 37 dosing chamber in the water supply. Since such a dosing chamber is closed within the filter housing 37 with respect to the filter section, it has no further significance with regard to the filtration.
  • a filter cartridge according to the invention can therefore also be constructed without further ado without this dosing chamber and its dosing opening 38 .
  • the operating position can be seen in FIG. 9, to which the statements above and below in this description relate.
  • FIG. 11 A perspective representation of the centering element 11 can be seen in FIG.
  • the centering element is provided with a base plate 39 which, in the mounted state, lies in a receptacle of the elastomer seal and engages behind the edge of the latter.
  • a centering mandrel 40 protrudes upwards from the bottom plate 39 and has an annular outer surface 41 which also forms a second tank fixing surface.
  • This outer surface 41 has a radius that varies along the circumference relative to the central axis A, so that this outer surface 41 also has radial indentations 42 and bulges 43 .
  • the outer surface 41 is thus adapted to a corresponding shape of the filter connection piece 9 .
  • the indentations 42 and bulges 43 of this outer surface 41 are also designed to periodically oscillate around a circular line and have a round shape.
  • six indentations 42 and six bulges 43 are provided along a circular line with a diameter of less than 3 cm, corresponding to the design of the illustrated embodiment of the filter cartridge 22 .
  • the adaptation of the outer surface 41 or the second tank fixing surface must be modified accordingly.
  • At least one upwardly projecting tooth 44 is provided above the annular outer surface.
  • the one or more teeth 44 are mounted on a step 45 of the centering mandrel 40 . Further, the shape of the outer surface 41 following increases 46 over the gradation 45 are attached at a distance from the teeth 44, so that between the teeth and the increases 46 a gap 47 remains.
  • the tooth or teeth 44 and/or ridges 46 may prevent the use of an axial seal to bypass the key.
  • One or more bottom vents 49 are provided in bottom panel 39 below outer surface 41 . Unfiltered water can be routed out of the water tank through these openings in the bottom. Below the elevations 46 and within the wall bearing the outer surface 41 there is a cavity 50 for receiving the tank valve body 13.
  • guide ribs 51 which can be beveled on their upper side as in the exemplary embodiment shown.
  • the guide bevels 52 formed in this way help when inserting the guide ribs 51 into the guide grooves 32 of a filter cartridge 22.
  • the fastening ring 10 is provided with a latching projection 53 with which it can latch on the tank bottom 2 by engaging behind a bottom rib 54 of the water tank.
  • the elastomeric seal 16 has a bottom section 55 which engages under the fastening ring 10 and thus holds the elastomeric seal 16 with the fastening ring 10 on the tank bottom 2 .
  • the elastomeric seal 16 has a sealing surface that is present through a sealing bead 56 is realized.
  • a circumferential sealing surface can be provided at various points for the tight closure of the elastomer seal 16 in relation to the fastening ring 10 .
  • a ring seal 57 is provided which is formed on top of the elastomer seal 16 and seals with the latter in a sealing groove 58 of the fastening ring.
  • the elastomeric seal 16 includes an outer ring 59 and an inner ring 60 which are integrally molded and bonded together. Outer ring 59 and inner ring 60 both follow in shape circumferentially the varying radius of mounting ring 10, filter port 23 and elastomeric seal 16 and the indentations and bulges formed thereby.
  • the outer ring 59 is stepped and carries the ring seal 57 and the sealing bead 56.
  • the outer ring 59 is also provided with one or more bypass openings 61 through which unfiltered water can enter the annular gap 62 between the outer ring 59 and the inner ring 60 in the flow direction PI.
  • bypass opening 61 of the elastomeric seal 16 is located directly after a bypass opening 63 in the fastening ring 11, which can also be seen in FIGS. 1 and 3, for example.
  • a bypass opening 63 in the fastening ring 11, which can also be seen in FIGS. 1 and 3, for example.
  • unfiltered water can flow out of the annular gap 62 from the water tank 1 in the direction P2 into the corresponding beverage machine.
  • the inner ring 60 has a sealing lip 64 on its underside, which is opposite a sealing surface 65 on the outer ring 59 .
  • the annular gap 62 between the outer ring 59 and the inner ring 60 is open at the bottom, as can be seen in FIG. 11, so that the unfiltered water guided in the bypass can flow out of the annular gap 62 in flow direction P2.
  • the inside 66 of the Inner ring 60 which forms the water tank seal 17, chamfered in the course down inwards.
  • the configuration of the bypass is emphasized in the enlargements according to FIGS. 11a and b.
  • the elastomer seal 16 When inserting a filter cartridge 22 with the filter connection piece 23, the elastomer seal 16 is deformed so that the inside 66 is pressed outwards and runs essentially perpendicularly along the filter connection piece.
  • the sealing lip 64 is pressed onto the opposite sealing surface 65 and thus the annular gap 62 and thus also the bypass through the bypass openings 61, 63 are closed.
  • the deformation generates a contact pressure that presses the tank sealing surface 17 against the filter sealing surface 28 and at the same time the sealing lip 64 against the sealing surface 65 . This condition is shown in Figures 12 and 12a.
  • the tank valve body 13 is shown both in Fig. 11 and in Fig.
  • the tank sealing surface 18 is formed by the inside 66 of the elastomeric seal 16 and at the same time represents a first tank fixing surface 18.
  • a first filter fixing surface 28 formed by the filter sealing surface 28 rests on this side when the filter cartridge 5, 22 is in the inserted state, under a contact pressure. which deforms the elastomeric seal 16 in such a way that a fixing and sealing form fit is achieved.
  • a second filter fixing surface 68 (see FIG. 5), which is formed by the inner surface of the filter connecting piece 23, is in contact with the outer surface 41 forming the second tank fixing surface. This form fit is also formed under contact pressure. Due to the shape of the filter connection piece 23 according to the invention, this forms an annular wall 69 which can be widened in a resilient manner if required.
  • the ring-shaped, corrugated wall 69 of the connecting piece 23 lying between them forms a corrugated annular spring 70.
  • the second filter fixing surface 68 can also act as a second filter sealing surface.
  • the filter connector according to the end view Fig. 13 and the enlarged detail according to Fig. 13a shows the described wave shape with bulges 29 and indentations 30.
  • the annular wall 69 of the filter connector 23 with a wall thickness W has the first filter fixing surface 28 on the wall outside 71 and the first filter fixing surface 28 on the wall inside 72 the second filter fixing surface 68 on.
  • the wall outside 71 and the wall inside 72 run parallel in the view shown, but are beveled towards one another in the axial direction, which will be explained further below.
  • the waveform is therefore further illustrated by means of a center line 73 shown in broken lines.
  • the center line 73 undulates between an outer enveloping circle 74 whose radius has the greatest value of the varying radius, and an inner enveloping circle 75 whose radius is has the smallest radius of the varying radius of the waveform.
  • the bulges 29 and indentations 30 of the center line 73 form wave crests in the form of convex circle segments 76 and wave troughs in the form of concave circle segments 77.
  • all circle segments 76, 77 have the same segment radius S.
  • the centers 78, 79 of the circle segments 76, 77 are for the convex circle segments 76 within the inner enveloping circle 75 and for the concave circle segments 77 outside of the outer enveloping circle 74.
  • the convex circle segments 76 and the concave circle segments 77 merge tangentially and are evenly distributed over the circumference, so that a rotationally symmetrical form.
  • convex circle segments 76 and six concave circle segments 77 are provided, which alternately lie at an angular distance of 30°, i.e. the convex circle segments 76 lie at an angle a of 60° apart from one another and the concave circle segments 77 likewise.
  • the center line runs in a comparatively flat, curved, wavy manner around the center circle line 80.
  • the center line 73 intersects the center circle line 80 at an obtuse angle ⁇ .
  • the arc length of the bulges 29 is significantly longer than the arc length of the indentations 30, as a result of which the angle g swept out by the segment arc of the bulges 29 is significantly greater than the angle d swept out by the indentations 30.
  • This shape improves the spring effect of the filter connection piece 23.
  • circle segments 81 are shown in the drawing, the segment centers 82 directly on the center line 73 lie.
  • This course which is not realized in this embodiment, has significantly smaller segment radii and a course that is essentially perpendicular to the center line 73 .
  • a good spring effect has been shown with radii and wall thicknesses in which the radius of the inner enveloping circle 75 is between 5% and 15% of the radius of the outer enveloping circle 74 and the radius of the convex and/or concave circle segments is between 20% and 35% of the radius of the outer enveloping circle 74 is located.
  • the wall thickness W between the outside of the wall 71 and the inside of the wall 72, which runs parallel or inclined thereto (relative to the operating position), is preferably between 5% and 15% of the radius of the outer enveloping circle 74.
  • the outer enveloping circle 74 has a radius of approximately 11 mm and the inner enveloping circle 75 has a radius of approximately 9.75 mm.
  • the segment radius of the convex and concave circle segments is about 3.08 mm and the wall thickness between the outside of the wall 71 and the inside of the wall 72 running parallel or inclined thereto is about 0.9 mm.
  • Fig. 14 it can be seen that the outer 71 - and / or the inner wall 72 of the filter connection piece 23, which, depending on the embodiment, also form one or two filter sealing surfaces 28, are beveled by the angle col or ⁇ 2 relative to the vertical, so that they based on the operating position of the filter cartridge 4, 22 converge from top to bottom.
  • This bevel or bevels by the angle w ⁇ and/or ⁇ 2 form an insertion aid when inserting the connecting piece 23 into the annular gap between the elastomer seal 16 and the outer surface 41 of the water tank 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wassertank (1) für eine Haushaltsmaschine mit einem Anschluss für eine Filterpatrone, wobei an dem Tankboden eine ringförmige Tankdichtfläche zum dichten Anschluss der Filterpatrone vorgesehen ist und die Tankdichtfläche eine Tankdurchgangsöffnung zum Durchfluss des Wassers aus der Filterpatrone durch die Wandung des Tankbodens zur Haushaltsmaschine umschließt. Der Wassertank zeichnet sich dadurch aus, dass die Tankdichtfläche entlang ihrem Umfang einen variierenden Radius gegenüber einer zentralen Achse aufweist, so dass die Tankdichtfläche radiale Einbuchtungen und/oder radiale Ausbuchtungen umfasst, wobei die Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen einen runden Verlauf aufweisen.

Description

"Wassertank mit Filterpatrone"
Die Erfindung betrifft einen Wassertank mit Filterpatrone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In wasserführenden Haushaltsmaschinen mit einem Wassertank, insbesondere in Getränkemaschinen, wie Kaffeemaschinen, Teemaschinen, etc., werden regelmäßig Filterpatronen eingesetzt, um die Wasserqualität entsprechend der vorgesehenen Anwendung zu verbessern. Häufig werden in solchen Filterpatronen Filtermedien zur Wasserenthärtung, wie z.B. Ionentauscherharz, oder zur Geschmacksverbesserung, wie z.B. Aktivkohle, verwendet. Auch die dosierte Zugabe von Zusatzstoffen, z.B. für die Gesundheit oder Geschmacksverbesserung, wie die Zugabe von Mineralien oder Vitaminen, etc., wird bereits in Kombination mit Filtermedien vorgesehen.
Wassertanks derartiger Maschinen nach dem Stand der Technik weisen regelmäßig am Tankboden Tankanschlusselemente mit einer ringförmige Tankdichtfläche zum dichten Anschluss eines Filteranschlusselementes der für einen solchen Wassertank vorgesehenen Filterpatrone auf, die eine Tankdurchgangsöffnung im Tankboden zum Durchfluss des Wassers aus der Filterpatrone und dem Wassertank zur Haushaltsmaschine umschließen.
Solche Wassertanks und Filterpatronen sind beispielsweise in den Druckschriften DE 102004 050 877 Al, EP 1867 626 Al und DE 197 17 056 C2 beschrieben.
Um zu verhindern, dass ungeeignete Filterpatronen zum Einsatz kommen, wurden die Tankanschlusselementen bereits mit Kodierungselementen versehen, so dass nur zu diesen Kodierungselementen passende Filterpatronen zum Einsatz kommen können. In bestimmten Ausführungsformen, die beispielsweise in den Druckschriften EP 2433 906 Bl, EP 2065 972 Bl, EP 2050 220 Bl, EP 2 050 221 Bl und EP 2 050218 Bl offenbart sind, ist eine polygonale Form der Filterdichtflächen und der Tankdicht flächen zur Kodierung vorgesehen, so dass mit der Dichtung selbst neben der Dichtfunktion auch eine zusätzliche Kodierungsfunktion ausgeübt wird.
Diese Ausführungen haben den Nachteil, dass durch die eckige Kontur die Dichtfunktion gegenüber einer runden Kontur schwieriger zu realisieren ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen solchen Wassertank und eine solche Filterpatrone derart weiterzubilden, dass die genannte Kodierungsfunktion ohne derartige Nachteile ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Wassertank und einer Filterpatrone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Im Folgenden werden allgemein dem Wassertank zuzuordnende Elemente mit dem zuordnenden Wortanfang „Tank" und der Filterpatrone zuzuordnende Elemente mit dem zuordnenden Wortanfang „Filter" versehen. Merkmale vorteilhafter Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden so beschrieben, dass sie nicht zwingend vorhanden sind, jedoch vorhanden sein können.
Die Filterpatrone eines erfindungsgemäßen Wassertanks ist mit einem Filtergehäuse versehen, dessen Wandung eine Gehäuseinnenseite von einer Gehäuseaußenseite wasserdicht trennt, wobei eine in Betriebsposition der Filterpatrone an deren unteren Endbereich angeordnete, gegenüber der äußeren Umgebung des Filtergehäuses offene Filtereinlassöffnung für den Wassereintritt aus dem Wasservorrat ohne weitere Anschlusselemente vorgesehen ist, die dementsprechend beim Einsatz in einem Wassertank in Betriebsposition der Filterpatrone mit dem Tankinneren verbunden ist. Bezogen auf die Strömungsrichtung im Betrieb ist im Anschluss an die Filtereinlassöffnung eine Vorrichtung zur Wasserleitung im Inneren des Filtergehäuses vorgesehen, die wenigstens eine, wenigstens ein Filtermedium aufweisende Filterkammer umfasst und in einer Filterauslassöffnung zum Absaugen von Wasser aus der Filterpatrone endet. Ein Filteranschlusselement ist mit einem ringförmigen Filteranschlussstutzen vorgesehen, der eine ringförmige Filterdichtfläche für den dichten Anschluss der Filterpatrone an einer Tankdichtfläche im Wassertank aufweist.
Eine solche Filterpatrone unterscheidet sich durch diese Ausgestaltung von Filterpatronen von Filtervorrichtungen, deren Gehäuse mit druckfesten Anschlüssen dicht an Wasserleitungen eines Wassernetzes angeschlossen und so in das Wassernetz eingebunden werden.
Eine erfindungsgemäße Filterpatrone weist eine Filterdichtflache auf, deren Verlauf entlang dem Umfang des ringförmigen Filteranschlussstutzens einen variierenden Radius gegenüber einer zentralen Achse aufweist, so dass die Filterdichtflache radiale Ausbuchtungen und/oder radiale Einbuchtungen umfasst, wobei die Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen einen runden Verlauf aufweisen, so dass Ecken oder Kanten vermieden werden. Hierdurch bestehen weitere Möglichkeiten der Kodierung. Diese Form der Filterdichtfläche passt zu einer korrespondierenden Form einer Tankdichtfläche, wobei durch die im Verlauf des Umfangs von außen nach innen und umgekehrt wechselnden Krümmungen das Aufspannen oder Eindrücken einer in der Form nicht angepassten Formdichtung auf oder in eine feste tankseitige Anlagefläche erschwert oder ganz verhindert ist. Die radialen Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen bilden die Form einer Ringfeder nach, deren Umfang federnd geweitet oder zusammengedrückt werden kann. Dabei verbessert die Federwirkung auch die Dichtwirkung, da durch den Federdruck die Filterdichtfläche an die zugehörige Tankdichtfläche flächig angedrückt wird. Die Filterdichtfläche und die Tankdichtfläche können auch zum Fixieren der Filterpatrone dienen und bilden dann ein Filterfixierfläche oder eine Tankfixierfläche. Diese Fixierfunktion im Zusammenwirken der Filterdichtfläche und der Tankdichtfläche wird durch eine solche Federwirkung verbessert.
Die federnde Verformbarkeit der Filterdichtfläche kann dadurch verbessert werden, dass der die Filterdichtfläche aufweisende ringförmige Filteranschlussstutzen des Filteranschlusselementes im Bereich der Filterdichtfläche eine ringförmige Wand mit einer Wandinnenseite und einer Wandaußenseite aufweist, die parallel oder zueinander geneigt verlaufen. Je nachdem ob der Anschlussstutzen auf eine Tankfixierfläche aufgesteckt oder in eine Tankdichtfläche eingesteckt wird, umfasst oder bildet entweder die Wandaußenseite oder die Wandinnenseite der ringförmigen Wand die Filterdichtfläche.
Da in dieser Ausbildung die der Filterdichtfläche gegenüberliegende Seite der Wand die gleiche Form mit entsprechend größerem oder kleinerem Umfang aufweist, ist diese Wand insgesamt als Ringfeder ausgebildet. Die ringförmige Wand bildet dann eine Ringfeder mit parallelen oder zueinander geneigten Umfangsseiten.
Der die Filterdichtfläche aufweisende ringförmige Filteranschlussstutzen des Filteranschlusselementes kann wenigstens im Bereich der Filterdichtfläche aus einem bei Betriebstemperatur gegenüber einem Elastomer formfesteren Kunststoff bestehen. Durch diese Festigkeit ist der Filteranschlussstutzen der Filterpatrone in der Lage, ohne beeinträchtigende Formveränderung einen Anpressdruck auf eine tankseitige Tankdichtfläche auszuüben, um den dichten Anschluss herzustellen .
Ein solcher formfester Kunststoff ist fester als ein Elastomer, so dass mit dem Filteranschlussstutzen eine Elastomerdichtung auf der Wassertankseite verformbar ist. Hierdurch kann ein Anpressdruck erzeugt werden. Durch eine Verformung einer Elastomerdichtung können auch eine oder mehrere weitere Funktionen der Elastomerdichtung bewirkt werden, beispielsweise eine mechanische oder hydraulische Funktion, wie eine Fixierfunktion, eine Ventilfunktion oder dergleichen.
Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Filterdichtfläche eine von einer zentralen Achse der Filterauslassöffnung wegweisenden Außenfläche des ringförmigen Filteranschlussstutzens des Filteranschlusselementes bildet. Ein solcher Filteranschlussstutzen ist trotz der wechselnden umfangseitigen Krümmungen in der Lage, beim Einstecken in eine wassertankseitige Wassertankdichtung mit dementsprechend radial nach innen weisender Tankdichtfläche im Wesentlichen über den gesamten Umfang einen Anpressdruck nach außen auszuüben, um die gewünschte Dichtwirkung und/oder Fixierwirkung zu erzielen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung der Ausbuchtungen und Einbuchtungen der Filterdichtfläche drehsymmetrisch über den Umfang ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßig über den Umfang verteilte Rückstellkraft der Ringfeder mit einer stabileren Fixierung und Dichtung der Filterpatrone in montierter Position. Eine drehsymmetrische Ausbildung der Filterdichtfläche über den Umfang ergibt sich dann, wenn die Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet sind. Dadurch sind verschiedene Winkelpositionen der Filterpatrone möglich, wodurch deren Anschluss erleichtert wird. Zudem können auch weitere technische Funktionen winkelabhängig vorgesehen werden.
Eine stabilere Fixierung der Filterpatrone in der Einbauposition wird dadurch erreicht, dass die Anordnung der Ausbuchtungen und Einbuchtungen der Tankdichtfläche und/oder der Filterdichtfläche mit gleichen Winkeln über den Umfang ausgebildet ist.Die so gebildete Ringfeder kann sich so gleichmäßig über den Umfang sowohl im Bereich der Ausbuchtungen als auch im Bereich der Einbuchtungen verformen.
Die Dichtwirkung der Filterdichtfläche mit der Tankdichtfläche wird durch einen runden Verlauf der Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen verbessert, so dass Ecken oder Kanten vermieden werden. Durch den runden Verlauf unter Vermeidung von Ecken oder Kanten im Bereich der Dichtflächen wird, beispielsweise gegenüber Polygonformen wie im Stand der Technik, die Dichtfunktion verbessert. Auch eine Verbesserung der mechanischen Klemmung und damit der Fixierung ist durch den variierenden Radius beispielsweise auch gegenüber einer Kreisform möglich. Die Ausbuchtungen und Einbuchtungen der Filterfixierfläche können eine Wellenform entlang einer Kreislinie bilden, wobei die Wellenform aus einer alternierenden Abfolge von konvexen, die Ausbuchtungen bildenden Kreissegmenten und konkaven, die Einbuchtungen bildenden Kreissegmenten besteht. Durch den einer Kreislinie folgenden Verlauf ergibt sich eine radial gerichtete Federwirkung .
Die Federwirkung der Ringfeder kann weiter verbessert werden, wenn die konkaven und konvexen Kreissegmente in Wendepunkten beim Übergang zwischen konkaven und konvexen Krümmungen tangential verbunden sind.
In einer bestimmten Ausführung der Erfindung ist die Bogenlänge der konvexen Kreissegmente länger, als die Bogenlänge der konkaven Kreissegmente. Der überstrichenen Winkel der konvexen Kreissegmente ist also größer als der überstrichene Winkel der konkaven Kreissegmente. Dadurch verläuft der tangentiale Übergang zwischen den Krümmungen schräg gegenüber einem Mittelkreis der Ringfeder, so dass in den Übergängen keine radial nach innen oder außen gerichtete Kraft bei der Verformung entsteht.
In einer bestimmten Ausführungsform weisen die konvexen und die konkaven Kreissegmente den gleichen Segmentradius auf. Dadurch ergibt sich innerhalb der Segmente eine vergleichbare Kraftverteilung bei der Verformung.
Die Kreissegmente können so angeordnet werden, dass die konvexen und die konkaven Kreissegmente innerhalb eines äußeren Hüllkreises und außerhalb eines inneren Hüllkreises liegen, wobei die Kreismittelpunkte der konvexen Kreissegmente innerhalb des inneren Hüllkreises und die Kreismittelpunkte der konkaven Kreismittelpunkte außerhalb des äußeren Hüllkreises liegen.
Diese Form ergibt einen flachen Verlauf gegenüber den Hüllkreisen bzw. einer Mittellinie zwischen den Hüllkreisen verlaufende Kreissegmente, wodurch das Weiten oder Schrumpfen der Ringfeder erleichtert wird.
Eine gute Funktion hat sich dann gezeigt, wenn der Radius des inneren Hüllkreises zwischen 5% und 15% des Radius des äußeren Hüllkreises beträgt.
Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Radius der konvexen und/oder konkaven Kreissegmente zwischen 20% und 35% des Radius des äußeren Hüllkreises beträgt.
Der Federwirkung eines solchen Federringes kommt es weiterhin entgegen, wenn die Wandstärke zwischen der Wandaußenseite und der hierzu parallel oder geneigt verlaufenden Wandinnenseite zwischen 7% bis 10 % des Radius des äußeren Hüllkreises beträgt.
Zudem hat sich ein Verlauf dann als vorteilhaft gezeigt, wenn die Wendepunkte zwischen den Krümmungen der konkaven und konvexen Kreissegmente näher an dem inneren Hüllkreis als an dem äußeren Hüllkreis liegen.
Die Filterdichtfläche kann eine von einer zentralen Achse der Filterauslassöffnung wegweisende Außenfläche des ringförmigen Filteranschlussstutzens des Filteranschlusselementes bilden. Ein solcher Filteranschlussstutzen ist trotz der wechselnden umfangseitigen Krümmungen in der Lage, beim Einstecken in eine wassertankseitige Öffnung mit dementsprechend radial nach innen weisender Tankfixierfläche im Wesentlichen über den gesamten Umfang einen federnden Anpressdruck nach außen auszuüben, um die gewünschte Dicht- und/oder Fixierwirkung zu erzielen. Umgekehrt kann auch beim Aufstecken auf einen wassertankseitigen Tankanschluss stutzen mit dementsprechend radial nach außen weisender Tankdichtfläche durch eine radial nach innen weisende Filterdicht fläche im Wesentlichen über den gesamten Umfang ein federnder Anpressdruck nach innen ausgeübt werden, um die gewünschte Dicht- und/oder Fixierwirkung zu erzielen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite des der FilteranschlussStutzens eine Filterfixierfläche vorgesehen, von denen eine oder beide zugleich eine Filterdichtfläche bilden.
Ein solcher FiIteranschlussstutzen kann in einen tankseitigen Ringschlitz eingeführt werden, dessen Seitenwände jeweils eine Tankfixierfläche und/oder Tankdichtfläche bilden.
Eine sehr gut funktionierende Konstellation hat sich beispielsweise gezeigt, wenn sechs Ausbuchtungen und sechs Einbuchtungen entlang einer Kreislinie vorgesehen sind, die einen Durchmesser kleiner 3cm aufweist.
Die Filtereinlassöffnung der Filterpatrone kann auf der Außenseite des Filteranschlussstutzens als ringförmige Sieböffnung ausgebildet werden, wodurch die Filterpatrone im Wassertank für das darin befindliche Wasser offen ist.
Eine Verbesserung der Filterpatrone ergibt sich dann, wenn innerhalb des Filteranschlussstutzens eine FührungsStruktur zur Führung und Aufnahme eines wassertankseitigen Zentrierelementes vorgesehen ist. Damit kann die Filterpatrone beim Einsetzen in den zugehörigen Wassertank in axialer Richtung ausgerichtet und in der Betriebsposition in dieser Ausrichtung fixiert werden. Weist die Führungsstruktur wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende, also parallel zur zentralen Achse verlaufende Führungsnut zur Aufnahme wenigstens einer Führungsrippe des Wassertankseitigen Zentrierelementes auf, so kann über diese Führungs Struktur in Wechselwirkung mit dem zugehörigen wassertankseitigen Zentrierelementes die Filterpatrone mit der axialen Bewegung beim Einsetzen in den Wassertank in wenigstens eine Winkelpositionen geführt und dort zusätzlich fixiert werden .
Um eine Führung und Fixierung in mehreren Winkelpositionen vorzusehen, kann die FührungsStruktur hierzu mehrere umfangsseitig verteilte Führungsnuten aufweisen.
Eine gute Führung der Filterpatrone in die gewünschte Winkelposition ergibt sich dann, wenn die Wandung der Führungsnuten derart gerundet ist, dass die Nutenbreite bezogen auf die BetriebsStellung sich von unten nach oben verjüngt. Die Führung der Filterpatrone kann zudem verbessert werden, wenn die Wandung der Führungsnuten derart gerundet ist, dass die Nutenbreite sich radial von innen nach außen verjüngt. In Kombination der beiden sich verjüngenden Nutenformen ergibt sich eine Art Trichtereffekt für eine in eine solche Nut eintretende Rippe eines Wassertankseitigen Zentrierelementes.
Die genannten Nutenformen können beispielsweise mittels Innenwölbungen in einer die Führungsnuten verbindenden Wandung der Führungsstruktur ausgebildet werden.
Die erfindungsgemäße Form der Filterdichtfläche kann auch zur Verbesserung der Fixierung der Filterpatrone dienen, indem die Filterdichtfläche zugleich als Filterfixierfläche vorgesehen wird. Die erfindungsgemäße Form der als Filterfixierflache vorgesehenen Filterdichtfläche erleichtert eine Verformung des Filteranschlussstutzens im Bereich der Filterfixierfläche, da die radialen Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen die Form einer Ringfeder ausbilden, deren Umfang federnd geweitet oder zusammengedrückt werden kann. Durch eine solche durch den variierenden Radius erleichterte Verformung ist eine Verbesserung der mechanischen Klemmung und damit der Fixierung beispielsweise im Vergleich mit einer Kreisform oder einer Polygonform möglich.
Die federnde Verformbarkeit der Filterfixierfläche kann dadurch verbessert werden, dass der die Filterfixierfläche aufweisende ringförmige Filteranschlussstutzen des Filteranschlusselementes im Bereich der Filterfixierfläche eine ringförmige Wand mit einer Wandinnenseite und einer Wandaußenseite aufweist, die parallel oder zueinander geneigt verlaufen. Je nachdem ob der Anschlussstutzen auf eine Tankfixierfläche aufgesteckt oder in eine Tankfixierfläche eingesteckt wird, umfasst oder bildet entweder die Innenfläche oder die Außenfläche der ringförmigen Wand die Filterfixierfläche.
Da in dieser Ausbildung die der Filterfixierfläche gegenüberliegende Seite der Wand die gleiche Form mit entsprechend größerem oder kleinerem Umfang aufweist, ist diese Wand insgesamt als Ringfeder ausgebildet. Die ringförmige Wand bildet dann eine Ringfeder mit parallelen oder zueinander geneigten Umfangsseiten.
Weiterhin kann der ringförmige Filteranschlussstutzen des Filteranschlusselementes eine Außen- und/oder eine Innenwand aufweist, die gegenüber der Vertikalen abgeschrägt ist, so dass die Außenwand und die Innenwand bezogen auf die Betriebsposition der Filterpatrone von oben nach unten zusammenlaufen. Hierdurch ergibt sich eine Führungshilfe, die das Einführen des Anschluss Stutzens in einen Spalt zwischen zwei passend geformten tankseitigen Flächenerleichtert, wobei die tankseitigen Flächen wenigstens teilweise eine innere und/oder äußere Tankdichtfläche bilden können.
Dementsprechend kann die abgeschrägte Außenwand eine äußere und/oder die abgeschrägte Innenwand eine innere Filterdicht fläche aufweisen, um mit der korrespondierenden Tankdicht fläche einen dichtenden Formschluss einzugehen.
Der zur o.a. Filterpatrone korrespondierende Wassertank für eine Haushaltsmaschine weist einen Tankboden auf, wobei am Tankboden eine ringförmige Tankdichtfläche zum dichten Anschluss der Filterpatrone vorgesehen ist, die eine Tankdurchgangsöffnung zum Durchfluss des Wassers aus der Filterpatrone durch die Wandung des Tankbodens zur Haushaltsmaschine umschließt. Zur vorteilhaften Wechselwirkung mit der oben beschriebenen Filterdichtfläche weist auch der Verlauf der Tankdichtfläche entlang ihrem Umfang einen variierenden Radius gegenüber einer zentralen Achse aufweist, so dass die Tankdichtfläche radiale Einbuchtungen und/oder radiale Ausbuchtungen umfasst.
Hierdurch ergeben sich die oben für die Filterpatrone aufgezeigten Möglichkeiten der Kodierung auf Seiten des Wassertanks . Durch diese Form der Tankdichtfläche ist eine Filterpatrone mit korrespondierender Filterdichtfläche wie oben beschrieben im Wassertank verwendbar. Für die Anpassung von Filterpatrone und tankseitigem Anschluss kann also durch diese Formgebung auch die Auswahl der Materialien und deren Anordnung maßgeblich und somit Bestandteil der Kodierung sein. Dabei können Ecken oder Kanten im Bereich der Dichtflächen vermieden werden, wodurch beispielsweise gegenüber Polygonformen aus dem Stand der Technik die Dichtfunktion verbessert wird. Auch eine Verbesserung der mechanischen Klemmung und damit der Fixierung ist durch den variierenden Radius beispielsweise gegenüber einer Kreisform möglich.
Die ringförmige Tankdichtfläche und/oder die ringförmige Filterdichtfläche sind bevorzugt über ihren gesamten, geschlossenen Umfang radial dichtend ausgebildet. So wird über den gesamten Umfang eine durchgehende Dichtfähigkeit der jeweiligen Dichtfläche erzielt, wobei die Größe der jeweiligen Dichtfläche über deren axiale Erstreckung an die gewünschte Anwendung anpassbar ist.
Die Tankdichtfläche wird passend zur o.a. Filterdichtfläche so ausgebildet, dass die ringförmige Tankdichtfläche eine zur zentralen Achse der Tankdurchgangsöffnung hinweisende Innenfläche eines Tankanschlusselementes bildet. Eine solche Tankdichtfläche passt zur Form des filterseitigen FilteranschlussStutzens, so dass dieser in das Tankanschlusselement eingesteckt werden kann. Trotz der wechselnden umfangseitigen Krümmungen beim Einstecken des FilteranschlussStutzens in das Tankanschlusselement mit der radial nach innen weisenden Tankdichtfläche ist so im Wesentlichen über den gesamten Umfang die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen.
Für die Verwendung einer Filterpatrone, bei der die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen der Filterdichtfläche wie o.a. periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet sind, werden auch die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen Tankdichtfläche passend zur Filterdichtfläche periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet. Ebenso können zur Anpassung an eine entsprechend geformte Filterdichtfläche die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen der Tankdichtfläche einen runden Verlauf aufweisen.
Zur Anpassung an eine entsprechend geformte Filterdichtfläche können auch auf Seiten der Tankdichtfläche sechs Einbuchtungen und sechs Ausbuchtungen entlang einer Kreislinie mit einem Durchmesser kleiner 3cm vorgesehen sind.
Mit den einzelnen Anpassungen der Tankdichtfläche an eine entsprechend geformte Filterdichtfläche können auch die jeweiligen Vorteile, die hierzu bezüglich der Filterpatrone oben genannt sind, erzielt werden.
Das ringförmige Tankanschlusselement kann eine ringförmige Elastomerdichtung umfassen, in der die radialen Ausbuchtungen und/oder radialen Einbuchtungen vorgeformt angebracht sind. Ein solches Tankanschlusselement ist insbesondere in Verbindung mit einer Filterpatrone von Vorteil, deren ringförmiger Filteranschlussstutzen im Bereich der Filterdichtfläche aus einem bei Betriebstemperatur formfesten Kunststoff besteht. Die Elastomerdichtung gibt dem formfesten Kunststoff auf Seiten der Filterpatrone beim Einstecken der Filterpatrone nach.
Die Elastomerdichtung weist bevorzugt an der Innenseite der radialen Ausbuchtungen und/oder radialen Einbuchtungen die gegenüber der Filterpatrone dichtende Tankdichtfläche auf.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Tankdichtfläche der Elastomerdichtung einen von oben nach unten zur zentralen Achse hinführenden schrägen Verlauf aufweist. Dieser Verlauf führt dazu, dass die Elastomerdichtung im Verlaufe des Einsteckvorgangs der Filterpatrone zunehmend elastisch nach außen verformt wird und durch die dadurch erzeugte Rückstellkraft ein Anpressdruck entsteht, der für die gewünschte Dichtwirkung sorgt.
Durch eine Verformung einer Elastomerdichtung können neben der Fixier funktion und der Dichtfunktion auch eine oder mehrere weitere Funktionen bewirkt werden. Dies kann beispielsweise auch eine hydraulische Funktion, wie eine Ventilfunktion oder dergleichen sein.
Für die Verwendung einer Elastomerdichtung ist es von Vorteil, wenn der Tankboden einen Befestigungsring und eine in den Befestigungsring eingefügte Elastomerdichtung umfasst. Der außenliegende Befestigungsring verhindert dann ein Aufweiten der Elastomerdichtung, so dass die elastische Rückstellkraft des Elastomers nahezu vollständig zur Erzeugung des Anpressdrucks zur Verfügung steht.
Um einen Durchfluss zwischen dem Befestigungsring und der Elastomerdichtung zu vermeiden, kann die Elastomerdichtung eine Dichtfläche zum dichten Abschluss der Elastomerdichtung gegenüber dem Befestigungsring aufweisen. Weiterhin kann die Elastomerdichtung eine Dichtfläche zum dichten Abschluss des Befestigungsrings gegenüber dem Tankboden aufweisen.
Vorteilhafter Weise kann auch ein Bypasskanal für ungefiltertes im Tankboden vorgesehen sein, der aus dem Wassertankinnenraum durch den Befestigungsring und durch die Elastomerdichtung verläuft. Hierdurch ist ein Abfluss aus dem Wassertank möglich, wenn keine Filterpatrone eingesetzt ist. Ein solcher Abfluss kann benötigt werden, wenn keine Filterpatrone zur Hand ist oder ein Betrieb ohne Filterpatrone erforderlich ist, z.B. in einem Wartungsbetrieb wie der Reinigung oder Entkalkung der zugehörigen Maschine. Die in solchen Fällen verwendeten Reinigungs- oder Entkalkungsmittel sollten nicht in eine Filterpatrone gelangen.
Der Bypasskanal kann beispielsweise einen Ringspalt in der Elastomerdichtung umfassen, so dass ein über den Umfang verteilter Wasserdurchfluss in die Ausgangsleitung erfolgt.
Bevorzugt umfasst die Elastomerdichtung ein Verschlusselement, mittels dem der Bypasskanal insbesondere durch das Einstecken der Filterpatrone in die Elastomerdichtung verschließbar ist. Dadurch kann der Bypass bei Verwendung einer passenden Filterpatrone ohne weitere Maßnahmen geschlossen werden.
Die Elastomerdichtung kann beispielsweise so geformt sein, dass das Verschlusselement zwei gegenüberliegende ringförmige Dichtflächen im Ringspalt umfasst, durch die der Ringspalt bei Verformung der Elastomerdichtung verschließbar ist. Wird von den beiden ringförmigen Dichtflächen die innere Dichtfläche bei Einsetzen einer Filterpatrone in die Elastomerdichtung aufgeweitet, so ist ein Formschluss mit der äußeren ringförmigen Dichtfläche zu bewirken, wobei der Bypasskanal geschlossen wird.
Der Befestigungsring kann zur einfachen Befestigung des Befestigungsrings und/oder der Elastomerdichtung am Tankboden ein Rastelement zur Verrastung mit dem Tankboden umfassen.
Weiterhin kann am Tankboden ein Zentrierelement zum Einführen in die Filterpatrone vorgesehen sein. Mittels eines solchen Zentrierelementes kann eine Führung beim Einsetzen einer Filterpatrone in die korrekte Betriebsposition erfolgen. Darüber hinaus kann mit dem Zentrierelement durch dessen Formgebung auch eine weitere Kodierung vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass nur geeignete Filterpatronen zum Einsatz kommen. Zudem kann mit einem solchen Zentrierelement auch eine Fixierfunktion ausgeübt werden, beispielsweise gegen ein Verdrehen oder Verkippen der Filterpatrone. Das unbeabsichtigte Lösen der Filterpatrone kann auch durch entsprechende Reibungsflächen verhindert werden, so dass bei der Entnahme der Filterpatrone eine entsprechende Reibungskraft zu überwinden ist. Es können am Zentrierelement auch zusätzliche Fixierelemente angebracht werden .
Zur Verbindung des Zentrierelementes mit der Elastomerdichtung kann das Zentrierelement eine Bodenplatte aufweisen, die in einer Aufnahme der Elastomerdichtung liegt und diese randseitig hintergreift . Damit ist das Zentrierelement durch die Elastomerdichtung am Tankboden befestigt.
Sofern ein Bypass von ungefiltertem Wasser vorgesehen ist, kann das Zentrierelement beispielsweise in der Bodenplatte eine Bypassöffnung aufweisen, die zum zentralen Abfluss hin offen ist.
Das Zentrierelement umfasst bevorzugt einen von der Bodenplatte des Zentrierelementes nach oben abstehenden Zentrierdorn, der eine ringförmige Außenfläche aufweist, die einen variierenden Radius gegenüber der zentralen Achse aufweist, so dass die Außenfläche radiale Einbuchtungen und/oder radiale Ausbuchtungen umfasst. Ein solcher Zentrierdorn ist an die Außenkontur der Elastomerdichtung und des FilteranschlussStutzens der zugehörigen Filterpatrone angepasst.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen der Außenfläche des Zentrierdorns periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet. Diese Ausbildung entspricht der Form einer entsprechenden Elastomerdichtung und lässt somit nur einen Ringspalt mit den Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen frei zum Einführen einer passenden Filterpatrone. Diese Ausgestaltung verhindert also die Verwendung einer anderweitig geformten Anschlussgeometrie innerhalb der Elastomerdichtung und verbessert so die Kodierung. Zudem kann so auf der Innenseite des FilteranschlussStutzens entlang dessen Ausbuchtungen und/oder Einbuchtungen eine Abstützung des
Filteranschluss Stutzens erfolgen, um die Elastomerdichtung beim Einsetzen der Filterpatrone auf der gegenüberliegenden Außenseite zuverlässig zu verformen.
Die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen der Außenfläche des Zentrierdorns können zur Anpassung an die Form der Elastomerdichtung und/oder des FilteranschlussStutzens einen runden Verlauf aufweisen.
Bei entsprechenden Verlauf der Elastomerdichtung und/oder des FilteranschlussStutzens sind zur Anpassung des Zentrierdorns in dessen Außenfläche sechs Einbuchtungen und sechs Ausbuchtungen entlang einer Kreislinie mit einem Durchmesser kleiner 3cm vorgesehen .
Oberhalb der Außenfläche mit den Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen wird in einer vorteilhaften Ausführung eine Abstufung und ein nach innen versetzt angeordneter Vorsprung vorgesehen, der weiter in die Filterpatrone eingeführt wird und somit eine größere axiale Führungslänge bietet.
Zur Verhinderung einer axialen Abdichtung auf dieser Abstufung durch eine nicht geeignete Filterpatrone kann oberhalb der ringförmigen Außenfläche wenigstens ein in der Verlängerung der ümfangsflache nach oben stehender Zahn angeordnet werden.
Oberhalb der ringförmigen Außenfläche kann wenigstens eine zur Tankdurchgangsöffnung führende Durchlassöffnung im Zentrierelement vorgesehen werden, die den Wassereinlass in die Filterpatrone mit dem Wasserauslass verbindet und nur durch eine erfindungsgemäß dichtende Filterpatrone geschlossen ist.
Die axiale Führung und Zentrierung kann dadurch verbessert werden, dass oberhalb der ringförmigen Wand wenigstens eine Führungsrippe im Zentrierelement vorgesehen ist. Neben dieser Führungsrippe oder im Falle mehrerer Führungsrippen zwischen diesen ist dabei ein Wasserdurchfluss möglich. Diese Führungsrippen können beim Aufstecken einer Filterpatrone in den o.a. Führungsnuten geführt werden.
Eine weitere Führungshilfe zum zentrierten Einsetzen der Filterpatrone ergibt sich dadurch, dass die Führungsrippe oder die Führungsrippen an der Oberseite zur zentralen Achse hin abgeschrägt sind. An diesen Abschrägungen kann der Filteranschlussstutzen beim Aufstecken entlanggleiten, bis er in die zentrierte Position gelangt.
Die Elastomerdichtung kann auch eine Dichtfläche zum dichten Abschluss des Befestigungsrings gegenüber dem Tankboden aufweisen, um sicherzustellen, dass aus dem Wassertank kein unerwünschtes Wasser über den Befestigungsring an der Filterpatrone vorbeifließt.
Der Befestigungsring kann zudem ein Rastelement zur Verrastung des Befestigungsrings mit dem Einlegeteil oder mit dem Tankboden umfassen. Hiermit ist die Montage des Befestigungsrings erleichtert. Sofern das Zentrierelement wie o.a. auch durch den Befestigungsring gehalten wird, ist auch dessen Montage und ggf. auch die Montage des darunter befindlichen Wassertankventils vereinfacht.
Die Ausgestaltung des Wassertanks wird vereinfacht, wenn am Tankboden ein zum Tankboden gehörendes Einlegeteil vorgesehen ist, das die Wassertankseitig zum Anschluss der Filterpatrone vorgesehenen Teile umfasst. Durch ein Einlegeteil können verschiedene Anschlussstrukturen bei der gleichen Wassertankgestaltung leicht hergestellt werden, indem unterschiedliche Einlegeteile verwendet werden. Zudem können so verschiedene Anforderungen an die Fertigungstoieranz beim Wassertank und dem jeweiligen Einlegeteil gewählt werden.
Ein solches Einlegeteil kann dabei in vorteilhafter Weise die Elastomerdichtung und/oder den Befestigungsring und/oder das Zentrierelement und/oder wenigstens teilweise den Bypasskanal. Alle wesentlichen Tankanschlussstrukturen lassen sich am Einlegeteil vorsehen, so dass die Anpassung des Wassertanks an eine bestimmte Filterpatrone nur durch Auswahl des passenden Einlegeteils erfolgen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert»
Im Einzelnen zeigen
Fig.l eine perspektivische Darstellung eines Tankbodens mit eingesetzter Filterpatrone nach dem Stand der Technik, Fig.2 eine perspektivische Explosivdarstellung eines Tankbodens mit Zentrierelement und Befestigungsring,
Fig.3 eine perspektivische Darstellung des Tankbodens gemäß Fig. 2 mit eingebautem Zentrierelement und eingebautem Befestigungsring,
Fig.4 eine Draufsicht auf den Tankboden gemäß den Figuren 2 und
3,
Fig.5 eine perspektivische Darstellung des Anschlussbereiches der Filterpatrone von der Seite betrachtet,
Fig.6 eine perspektivische Darstellung des Anschlussbereiches der Filterpatrone von schräg unten betrachtet,
Fig.7 eine perspektivische Darstellung einer auf Höhe des FilteranschlussStutzens aufgeschnittenen Filterpatrone, eingesetzt in einen Tankboden,
Fig.8 eine perspektivische Darstellung einer auf Höhe der Führungsnuten aufgeschnittenen Filterpatrone, eingesetzt in einen Tankboden,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Filterpatrone, eingesetzt in einen Tankboden,
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Zentrierelementes,
Fig. 11 eine Schnittdarstellung eines Tankbodens ohne Filterpatrone bei geöffnetem Wassertankventil, Fig. 11a und b zwei Ausschnittvergrößerungen aus Fig. 11 zur Veranschaulichung einer verschließbaren Bypassleitung in der Tankdichtung,
Fig. 12 eine SchnittdarStellung eines Tankbodens gemäß Fig. 11 mit eingesetzter Filterpatrone,
Fig . 12a eine Ausschnittvergrößerung aus Fig. 12 zur Veranschaulichung der geschlossenen Bypassleitung,
Fig. 13 eine schematische Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Filteranschlussstutzens,
Fig. 13a eine Ausschnittvergrößerung aus Fig. 13 und
Fig. 14 einen den Anschlussbereich zeigenden Ausschnitt der Filterpatrone zur Veranschaulichung einer Führungshilfe durch Abschrägungen des Anschlussstutzens.
Fig. 1 veranschaulicht die übliche Ausgestaltung eines Wassertanks 1 einer Getränkemaschine, wie einer Kaffeemaschine, z.B. eines Kaffeevollautomaten nach dem Stand der Technik. Der Wassertank 1 umfasst einen Tankboden 2 und mit gestrichelten Linien teilweise dargestellten Wassertankseitenwänden 3. Eine Filterpatrone 4 mit einem Filtergehäuse 5 ist in den Wassertank 1 eingesetzt. Der Anschluss zwischen dem Tankboden 2 und der Filterpatrone 4 wird über Tankanschlusselemente 6 auf Seiten des Wassertanks und filterseitige Filteranschlusselemente 7 realisiert .
Die Filterpatrone 4 befindet sich im Innenraum 8 des Wassertanks 1, d. h. sie steht im Betrieb ganz oder teilweise in dem im Wassertank 1 bevorrateten Wasser. Ein Filteranschlussstutzen 9 des Wassertanks 1 für den Anschluss des Wassertanks 1 an die nicht dargestellte Getränkemaschine steht von der Unterseite des Wassertanks 1 ab.
In Fig. 2 ist ein runder Ausschnitt des Tankbodens 2 dargestellt, wobei ein Befestigungsring 10 und ein Zentrierelement 11 zum Einlegen in eine Vertiefung 12 des Tankbodens 2 vorgesehen sind. Ein Tankventilkörper 13 mit einer als O-Ring ausgebildeten Dichtung 14, von dem zwei Pins 15 nach oben abstehen, ist ebenfalls in Fig. 2 zu sehen. Der Befestigungsring 10 trägt weiterhin eine Elastomerdichtung 16.
In der Fig. 3 und 4 sind der Befestigungsring 10 und das Zentrierelement 11 in den Tankboden 2 eingebaut. Hier ist erkennbar, dass die Pins 15 das Zentrierelement durchsetzen können und so Kodierelemente für die Kodierung des Wassertanks gegenüber dem zugehörigen Maschinenanschluss bilden, von dem beim Einsetzen des Wassertanks der Tankventilkörper 13 betätigt werden muss. Weiterhin ist in Fig.4 gut sichtbar, dass die die Wassertankdichtung 17 bildende Elastomerdichtung 16 eine Ringdichtung ist, die entlang ihrem Umfang gegenüber einer zentralen Achse A einen variierenden Radius R aufweist, so dass die eine Tankdichtfläche 18 bildende Innenfläche der Wassertankdichtung 17 radiale Einbuchtungen 19 und radiale Ausbuchtungen 20 umfasst. Die erste Tankdichtfläche 18 ist über ihren gesamten, geschlossenen Umfang radial dichtend ausgebildet und dient zugleich als erste Tankfixierfläche.
In Fig. 5 ist der Anschlussbereich 21 einer passenden Filterpatrone 22 gezeigt. Ein Filteranschlussstutzen 23 bildet einen inneren Ring der von einem äußeren Ring 24 mit axial verlaufenden Vorsprüngen 25 und Rücksprüngen 26 umgeben ist. Zwischen dem inneren Ring 23 und dem äußeren Ring 24 befindet sich ein ringförmiges Einlasssieb 27, durch das Wasser in die Filterpatrone gelangt. Die Außenfläche und die Innenfläche 68 des FilteranschlussStutzens 23 sind passend zur Tankdichtfläche 18 ebenfalls mit Ausbuchtungen 29 und Einbuchtungen 30 versehen. Die Außenfläche bildet zumindest teilweise über eine axiale bestimmte axiale Erstreckung eine Filterdichtfläche 28, die über ihren gesamten, geschlossenen Umfang radial dichtend ausgebildet ist. Die Außenfläche, insbesondere in ihrem als Filterdichtfläche 28 ausgebildeten Bereich, und/oder die Innenfläche 68 des Filteranschlussstutzens 23 können zumindest teilweise zugleich als Filterfixierfläche dienen.
In der Ansicht von Fig. 6 ist neben den oben beschriebenen Teilen des Anschlussbereiches 21 der Filterpatrone 22 die besondere Ausgestaltung einer FührungsStruktur 31 der Filterpatrone 22 zur Aufnahme des Zentrierelementes 11 dargestellt . Die FührungsStruktur weist Führungsnuten 32 auf, die in Flucht zu den Kanten 33 eines Polygonringes 34, vorliegend beispielhaft mit sechs Führungsnuten in Flucht zu sechs Kanten eines sechskantförmigen Ringes liegen. In der Schnittdarstellung mit Blick von oben nach Fig. 7 geht die Schnittebene durch diesen Polygonring 34.
Nach oben in das Innere der Filterpatrone schließen sich Innenwölbungen 35 an die zwischen den Kanten 33 und den Führungsnuten 32 liegen. Die Innenwölbungen 35 bilden die seitlichen Wandungen 36 der Führungsnuten 32 aus. Durch diese gewölbte Form verjüngen sich die Wandungen 36 der Führungsnuten 32 sowohl in axialer Richtung nach oben hin (bezogen auf die Betriebsstellung) und in radiale Richtung von innen nach außen. In der Schnittstelle, mit Blick von oben gemäß Fig. 8 verläuft die Schnittebene auf einer Höhe, in der die Führungsnuten 32 deutlich ausgebildet sind. Zentral schließt sich innen eine Steigleitung 37 an, durch die das in die Filterpatrone 22 eintretenden Wasser nach oben zur Filterstrecke geleitet wird.
In Fig. 9 ist die gesamte Filterpatrone 22 dargestellt. In einem Filtergehäuse 37, das eine optionale seitliche Dosieröffnung 38 und den beschriebenen bodenseitigen Wasseranschluss aufweist.
Die optionale Dosieröffnung 38 ist nur im Falle einer Ausführung der Filterpatrone vorgesehen, die für die Abgabe von Zusatzstoffen, z. B. Mineralien, Vitaminen oder dgl., aus einer im Filtergehäuse 37 untergebrachten Dosierkammer in den Wasservorrat ausgebildet ist. Da eine solche Dosierkammer innerhalb des Filtergehäuses 37 gegenüber der Filterstrecke geschlossen ist, hat diese keine weitere Bedeutung bezüglich der Filtration. Eine erfindungsgemäße Filterpatrone kann also ohne weiteres auch ohne diese Dosierkammer und deren Dosieröffnung 38 ausgebildet sein. In Fig. 9 ist insbesondere die Betriebsposition erkennbar, auf die sich die Angaben oben und unten in dieser Beschreibung beziehen.
In Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung des Zentrierelementes 11 zu sehen. Das Zentrierelement ist mit einer Bodenplatte 39 versehen, die in montiertem Zustand in einer Aufnahme der Elastomerdichtung liegend diese randseitig hintergreift . Von der Bodenplatte 39 steht ein Zentrierdorn 40 nach oben ab, der eine ringförmige Außenfläche 41 aufweist, die auch eine zweite Tankfixierfläche bildet. Diese Außenfläche 41 weist einen entlang des Umfangs variierenden Radius gegenüber der zentralen Achse A auf, so dass auch diese Außenfläche 41 radiale Einbuchtungen 42 und Ausbuchtungen 43 umfasst. Die Außenfläche 41 ist so an eine entsprechende Form des FilteranschlussStutzens 9 angepasst. Zur weiteren Anpassung sind auch die Einbuchtungen 42 und Ausbuchtungen 43 dieser Außenfläche 41 periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet und weisen einen runden Verlauf auf. In der dargestellten Ausführung sind entsprechend der Gestaltung der dargestellten Ausführung der Filterpatrone 22 sechs Einbuchtungen 42 und sechs Ausbuchtungen 43 entlang einer Kreislinie mit einem Durchmesser kleiner 3 cm vorgesehen. Bei einer anderen Filterpatrone ist die Anpassung der Außenfläche 41 bzw. der zweiten Tankfixierfläche entsprechend passend abzuändern.
Alle Anpassungen der Außenfläche 41 des Zentrierdorns 11 führen dazu, dass in eingebautem Zustand nur ein ringförmiger Schlitz zwischen der Außenfläche 41 und der Elastomerdichtung 16 zum Einführen des FilteranschlussStutzens 23 offen ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Kodierung gegen die Verwendung einer nicht geeigneten Filterpatrone. Zudem ist auf diese Weise eine Abstützung des Filteranschlussstutzens 23 auf dessen Innenseite an der Außenfläche 41 des Zentrierdorns 11 möglich. So kann um der Anpressdruck des FilteranschlussStutzens auf die Elastomerdichtung 16 über die variierende Form entlang der gesamten Umfangsform gleichmäßig erhöht werden.
Oberhalb der ringförmigen Außenfläche ist wenigstens ein nach oben abstehender Zahn 44 vorgesehen. Der eine oder die mehrere Zähne 44 sind auf einer Abstufung 45 des Zentrierdorns 40 angebracht . Weitere, der Form der Außenfläche 41 folgende Erhöhungen 46 gegen über der Abstufung 45 sind mit einem Abstand zu den Zähnen 44 angebracht, so dass zwischen den Zähnen und den Erhöhungen 46 eine Lücke 47 verbleibt. Der Zahn oder die Zähne 44 und/oder die Erhöhungen 46 können den Einsatz einer axialen Dichtung zur Umgehung der Kodierung verhindern. Oberhalb der Außenfläche 41 ist weiterhin eine DurchlassÖffnung 48 vorgesehen, die in montiertem Zustand des Zentrierelementes 11 zu einer Tankdurchlassöffnung führt. Durch diese Durchlassöffnung 48 kann das filtrierte Wasser einer Filterpatrone 22 aus dem Wassertank abgeführt werden.
Eine oder mehrere Bodendurchlassöffnungen 49 sind unterhalb der Außenfläche 41 in der Bodenplatte 39 vorgesehen. Durch diese Bodenöffnungen kann ungefiltertes Wasser aus dem Wassertank geleitet werden. Unterhalb der Erhöhungen 46 und innerhalb der die Außenfläche 41 tragenden Wand ergibt sich ein Hohlraum 50 für die Aufnahme des Tankventilkörpers 13.
Oberhalb der ringförmigen Außenfläche 41 sind Führungsrippen 51 vorgesehen, die an ihrer Oberseite wie im dargestellten Ausführungsbeispiel abgeschrägt sein können. Die so gebildeten Führungsschrägen 52 helfen beim Einführen der Führungsrippen 51 in die Führungsnuten 32 einer Filterpatrone 22. In der SchnittdarStellung nach Fig. 4 sind die Führungsschrägen 52 der Führungsrippen 51 in der aufgesteckten Filterpatrone 22 gut zu erkennen.
In den Fig. 11, 11a, 11b, 12 und 12a sind die zusammengebauten Bauteile des Wassertanks 1 für den Anschluss einer Filterpatrone ohne und mit Filterpatrone 22 dargestellt. Der Befestigungsring 10 ist mit einem Rastvorsprung 53 versehen, mit dem er am Tankboden 2 verrasten kann, indem er eine Bodenrippe 54 des Wassertanks hintergreift. Die Elastomerdichtung 16 hat einen Bodenabschnitt 55, der den Befestigungsring 10 untergreift und so die Elastomerdichtung 16 mit dem Befestigungsring 10 am Tankboden 2 hält.
Für die Abdichtung gegenüber dem Tankboden 2 weist die Elastomerdichtung 16 eine Dichtfläche auf, die vorliegend durch einen Dichtwulst 56 realisiert ist. Für den dichten Abschluss der Elastomerdichtung 16 gegenüber dem Befestigungsring 10 kann eine umlaufende Dichtfläche an verschiedenen Stellen vorgesehen werden . Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine oben an der Elastomerdichtung 16 angeformte Ringdichtung 57 vorgesehen, die in einer Dichtnut 58 des Befestigungsrings mit diesem dichtet .
Die Elastomerdichtung 16 umfasst einen Außenring 59 und einen Innenring 60, die einstückig miteinander ausgeformt und verbunden sind. Der Außenring 59 und der Innenring 60 folgen beide in ihrer Form entlang dem Umfang dem variierenden Radius des Befestigungsrings 10, des FilteranschlussStutzens 23 und der Elastomerdichtung 16 und den dadurch gebildeten Einbuchtungen und Ausbuchtungen. Der Außenring 59 ist abgestuft und trägt die Ringdichtung 57 sowie den Dichtwulst 56. Der Außenring 59 ist weiterhin mit einer oder mehreren Bypassöffnungen 61 versehen, durch die ungefiltertes Wasser in Fließrichtung PI in den Ringspalt 62 zwischen dem Außenring 59 und dem Innenring 60 gelangen kann. Die Bypassöffnung 61 der Elastomerdichtung 16 liegt in montiertem Zustand unmittelbar im Anschluss an eine Bypassöffnung 63 im Befestigungsring 11, die z.B. auch in den Fig. 1 und 3 zu sehen ist. Durch die Bypassöffnung 63 kann in Richtung P2 ungefiltertes Wasser aus dem Ringspalt 62 aus dem Wassertank 1 in die entsprechende Getränkemaschine fließen.
Der Innenring 60 weist an seiner Unterseite eine Dichtlippe 64 auf, der am Außenring 59 eine Dichtfläche 65 gegenüberliegt. Im entspannten Zustand der Elastomerdichtung 16 ist der Ringspalt 62 zwischen dem Außenring 59 und dem Innenring 60 unten offen, wie in Fig. 11 zu sehen ist, so dass das im Bypass geführte ungefilterte Wasser aus dem Ringspalt 62 in Fließrichtung P2 abfließen kann. In diesem Zustand ist die Innenseite 66 des Innenrings 60, die die Wassertankdichtung 17 bildet, im Verlauf nach unten nach innen abgeschrägt. Die Ausgestaltung des Bypasses ist in den Vergrößerungen gemäß den Fig. 11a und b hervorgehoben .
Beim Einsetzen einer Filterpatrone 22 mit dem Filteranschluss stutzen 23 wird die Elastomerdichtung 16 verformt, so dass die Innenseite 66 nach außen gedrückt wird und im Wesentlichen senkrecht entlang dem Filteranschlussstutzen verläuft . Dabei wird die Dichtlippe 64 auf die gegenüberliegende Dichtfläche 65 gedrückt und somit der Ringspalt 62 und damit auch der Bypass durch die Bypassöffnungen 61, 63 geschlossen. Durch die Verformung wird ein Anpressdruck erzeugt, der die Tankdichtfläche 17 an die Filterdichtfläche 28 und zugleich die Dichtlippe 64 auf die Dichtfläche 65 drückt. Dieser Zustand ist in Fig. 12 und Fig. 12a gezeigt.
Der Tankventilkörper 13 ist sowohl in Fig. 11 als auch in Fig.
12 durch einen nicht näher gezeigten Anschlag der zugehörigen Maschine gegen eine Rückstellfeder 67 in den Hohlraum 50 angehoben und so in der geöffneten Stellung, die dem eingesetzten Wassertank entspricht. Wird der Wassertank aus der Maschine entfernt, schließt der Tankventilkörper 13 unter dem Druck der Rückstellfeder 67.
Die Tankdichtfläche 18 wird durch die Innenseite 66 der Elastomerdichtung 16 gebildet und stellt zugleich eine erste Tankfixierfläche 18 dar. An dieser Seite liegt wie bereist o.a. eine durch die Filterdichtfläche 28 gebildete erste Filterfixierfläche 28 im eingesteckten Zustand der Filterpatrone 5,22 unter einem Anpressdruck an, der die Elastomerdichtung 16 so verformt, dass ein fixierender und dichtender Formschluss zustande kommt. An der die zweite Tankfixierfläche bildenden Außenfläche 41 liegt dabei eine zweite Filterfixierfläche 68 (s. Fig. 5) an, die durch die Innenfläche des Filteranschlussstutzens 23 gebildet wird. Dieser Formschluss wird ebenfalls unter einem Anpressdruck ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Formgebung des Filteranschlussstutzens 23 bildet dieser eine ringförmige Wand 69 aus, die bei Bedarf federnd geweitet werden kann.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eines Toleranzausgleiches bei einer guten Fixierung, die durch die entsprechende Verspannung bewirkt wird. Durch die beiderseitige parallele oder zueinander geneigte Formgebung der ersten Filterfixierfläche 28 und einer zweiten Filterfixierfläche 68 bildet die dazwischen liegende ringförmige, gewellte Wand 69 des AnschlussStutzens 23 eine gewellte Ringfeder 70. Die zweite Filterfixierfläche 68 kann dabei auch als zweite Filterdichtfläche wirken.
Der Filteranschlussstutzen gemäß der Stirnansicht Fig. 13 sowie der Ausschnittvergrößerung gemäß Fig. 13a zeigt die beschriebene Wellenform mit Ausbuchtungen 29 und Einbuchtungen 30. Die ringförmige Wand 69 des FilteranschlussStutzens 23 mit einer Wandstärke W weist an der Wandaußenseite 71 die erste Filterfixierfläche 28 und auf der Wandinnenseite 72 die zweite Filterfixierfläche 68 auf. Die Wandaußenseite 71 und die Wandinnenseite 72 verlaufen in der dargestellten Ansicht parallel, sind jedoch in axialer Richtung zueinander hin abgeschrägt, was weiter unten noch erläutert wird. Die Wellenform wird daher anhand einer gestrichelt dargestellten Mittellinie 73 weiter veranschaulicht.
Die Mittellinie 73 verläuft wellenförmig zwischen einem äußeren Hüllkreis 74 dessen Radius den größten Wert des variierenden Radius aufweist, und einem inneren Hüllkreis 75, dessen Radius den kleinsten Radius des variierenden Radius der Wellenform aufweist . Die Ausbuchtungen 29 und Einbuchtungen 30 der Mittelinie 73 bilden Wellenberge in der Form konvexer Kreissegmente 76 und Wellentäler in der Form konkaver Kreissegmente 77. In der dargestellten Ausführung zeigen alle Kreissegmente 76, 77 den gleichen Segmentradius S. Die Mittelpunkte 78, 79 der Kreissegmente 76, 77 liegen für die konvexen Kreissegmente 76 innerhalb des inneren Hüllkreises 75 und für die konkaven Kreissegmente 77 außerhalb des äußeren Hüllkreises 74. Die konvexen Kreissegmente 76 und die konkaven Kreissegmente 77 gehen tangential ineinander über und sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, so dass sich eine drehsymmetrische Form ergibt. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind jeweils sechs konvexe Kreissegmente 76 und sechs konkave Kreissegmente 77 vorgesehen, die alternierend in einem Winkelabstand von 30° liegen, d.h. die konvexen Kreissegmente 76 liegen zueinander um einen Winkel a von 60° auseinander und die konkaven Kreissegmente 77 ebenso.
Durch die Wahl des Segmentradius und die damit einhergehende Position der zugehörigen Mittelpunkte 78, 79 verläuft die Mittelinie vergleichsweise flach gewölbt, wellenförmig um die Mittelkreislinie 80 herum. Die Mittellinie 73 schneidet die Mittelkreislinie 80 unter einem stumpfen Winkel ß. Hierdurch ist die Bogenlänge der Ausbuchtungen 29 deutlich länger als die Bogenlänge der Einbuchtungen 30, wodurch der von dem Segmentbogen der Ausbuchtungen 29 überstrichene Winkel g deutlich größer ist als der von den Einbuchtungen 30 überstrichene Winkel d. Diese Form verbessert die Federwirkung des FilteranschlussStutzens 23.
Zum Vergleich sind in der Zeichnung noch Kreissegmente 81 dargestellt, deren Segmentmittelpunkte 82 direkt auf der Mittellinie 73 liegen. Dieser in dieser Ausführungsform nicht realisierte Verlauf weist deutlich kleinere Segmentradien und einen im Wesentlichen senkrechten Verlauf zur Mittellinie 73 auf.
Eine gute Federwirkung hat sich bei Radien und Wandstärken gezeigt, bei denen der Radius des inneren Hüllkreises 75 zwischen 5% und 15% des Radius des äußeren Hüllkreises 74 und der Radius der konvexen und/oder konkaven Kreissegmente zwischen 20% und 35% des Radius des äußeren Hüllkreises 74 liegt. Die Wandstärke W zwischen der Wandaußenseite 71 und der hierzu (bezogen auf die Betriebsposition) parallel oder geneigt verlaufenden Wandinnenseite 72 liegt bevorzugt zwischen 5% und 15% des Radius des äußeren Hüllkreises 74.
Im dargestellten Beispiel weist der äußere Hüllkreis 74 einen Radius von ca. 11 mm und der innere Hüllkreis 75 einen Radius von ca. 9,75 mm auf. Dabei beträgt der Segmentradius der konvexen und konkaven Kreissegmente ca. 3,08 mm und die Wandstärke zwischen der Wandaußenseite 71 und der hierzu parallel oder geneigt verlaufenden Wandinnenseite 72 ca. 0,9 mm.
In Fig. 14 ist zu erkennen, dass die Außen 71 - und/oder die Innenwand 72 des Filteranschlussstutzens 23, die je nach Ausführungsform auch eine oder zwei Filterdichtflächen 28 bilden, gegenüber der Vertikalen um die Winkel col oder ω2 abgeschrägt sind, so dass sie bezogen auf die Betriebsposition der Filterpatrone 4, 22 von oben nach unten zusammenlaufen.
Diese Abschrägung oder Abschrägungen um den oder die Winkel wΐ und/oder ω2 bilden eine Einführhilfe beim Einführen des AnschlussStutzens 23 in den Ringspalt zwischen der Elastomerdichtung 16 und der Außenfläche 41 des Wassertanks 1. Bezugszeichenliste:
1 Wassertank
2 Tankboden
3 Wassertankseitenwand
4 Filterpatrone
5 Filtergehäuse
6 Tankanschlusselement
7 Filteranschluss
8 Innenraum
9 Filteranschlussstutzen
10 Befestigungsring
11 Zentrierelement
12 Vertiefung
13 Tankventilkörper
14 Dichtung
15 Pin
16 Elastomerdichtung
17 Wassertankdichtung/Ringdichtung
18 Tankdichtfläche
19 Einbuchtung
20 Ausbuchtung
21 Anschlussbereich
22 Filterpatrone
23 Filteranschlussstutzen/innerer Ring
24 Äußerer Ring
25 Vorsprung
26 Rücksprung
27 Einlasssieb
28 Filterdichtfläche /Außenfläche
29 Ausbuchtung
30 Einbuchtung 31 Führungsstruktur
32 Führungsnut
33 Kante
34 Polygonring
35 Innenwölbung
36 Wandung
37 Filtergehäuse
38 Dosieröffnung
39 Bodenplatte
40 Zentrierdorn
41 Außenfläche
42 Einbuchtung
43 Ausbuchtung
44 Zahn
45 Abstufung
46 Erhöhung
47 Lücke
48 Durchlassöffnung
49 Bodendurchlassöffnung
50 Hohlraum
51 Führungsrippe
52 Führungsschräge
53 Rastvorsprung
54 Bodenrippe
55 Bodenabschnitt
56 Dichtwulst
57 Ringdichtung
58 Dichtnut
59 Innenring
60 Außenring
61 Bypassöffnung
62 Ringspalt
63 Bypassöffnung 64 Dichtlippe
65 Dichtfläche
66 Innenseite
67 Rückstellfeder
68 Zweite Filterfixierfläche/Innenfläche
69 Wand
70 Ringfeder
71 Wandaußenseite
72 Wandinnenseite
73 Mittellinie
74 Äußerer Hüllkreis
75 Innerer Hüllkreis
76 Konvexes Kreissegment
77 Konkaves Kreissegment
78 Mittelpunkt
79 Mittelpunkt
80 Mittelkreislinie
81 Kreissegment
82 Segmentmittelpunkt
83 Wendepunkt
84 Tankdurchgangsöffnung
A Achse W Wandstärke S Segmentradius P1 Fließrichtung P2 Fließrichtung

Claims

Patentansprüche:
1 .Wassertank (1) für eine Haushaltsmaschine mit einem Anschluss für eine Filterpatrone (22), wobei an dem Tankboden eine ringförmige Tankdichtfläche zum dichten Anschluss der Filterpatrone (22) vorgesehen ist und die Tankdichtfläche eine Tankdurchgangsöffnung zum Durchfluss des Wassers aus der Filterpatrone (22) durch die Wandung des Tankbodens zur Haushaltsmaschine umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankdichtfläche (18) entlang ihrem Umfang einen variierenden Radius gegenüber einer zentralen Achse aufweist, so dass die Tankdichtfläche (18) radiale Einbuchtungen (19) und/oder radiale Ausbuchtungen (20) umfasst, wobei die Ausbuchtungen (29) und/oder Einbuchtungen (30) einen runden Verlauf aufweisen.
2. Wassertank (1) für eine Haushaltsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassertank (1) eine Filterpatrone (22) aufweist, die mit einem Filtergehäuse
(37) versehen ist, dessen Wandung eine Gehäuseinnenseite von einer Gehäuseaußenseite wasserdicht trennt, wobei eine in Betriebsposition der Filterpatrone (4) an deren unteren Endbereich angeordnete, gegenüber der äußeren Umgebung des Filtergehäuses(5) offene Filtereinlassöffnung (27) vorgesehen ist, wobei bezogen auf die Strömungsrichtung im Betrieb im Anschluss an die Filtereinlassöffnung (27) eine Vorrichtung zur Wasserleitung im Inneren des Filtergehäuses (37) vorgesehen ist, die wenigstens eine, wenigstens ein Filtermedium aufweisendes Filterkammer umfasst und in einer Filterauslassöffnung zum Absaugen von Wasser aus der Filterpatrone (22) endet, und wobei ein Filteranschlusselement mit einem ringförmigen Filteranschlussstutzen (23) vorgesehen ist, der eine ringförmige Filterdichtfläche (28) für den dichten Anschluss der Filterpatrone (22) an einer Tankdichtfläche im Wassertank aufweist, wobei der Verlauf der Filterdichtfläche
(28) entlang dem Umfang des ringförmigen Filteranschlussstutzens (23) einen variierenden Radius gegenüber einer zentralen Achse aufweist, so dass die Filterdichtfläche (28) radiale Ausbuchtungen (29) und/oder radiale Einbuchtungen (30) umfasst, wobei die Ausbuchtungen
(29) und/oder Einbuchtungen (30) einen runden Verlauf aufweisen.
3. Wassertank (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Tankdichtfläche (18) und/oder die ringförmige Filterdichtfläche (28) über ihren gesamten, geschlossenen Umfang radial dichtend ausgebildet sind.
4.Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der die Filterdichtfläche (28) aufweisende ringförmige Filteranschlussstutzen (23) des Filteranschlusselementes wenigstens im Bereich der Filterdichtfläche (28) aus einem bei Betriebstemperatur formfesten Kunststoff besteht, der insbesondere fester als ein Elastomer ist.
5.Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Filterdichtfläche (28) eine von der zentralen Achse (A) der Filterauslassöffnung wegweisenden Außenfläche des ringförmigen Filteranschlussstutzens (23) des Filteranschlusselementes bildet.
6.Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Ausbuchtungen (29) und Einbuchtungen (30) der Filterdichtfläche (28) drehsymmetrisch über den Umfang ausgebildet ist.
7. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (29) und/oder Einbuchtungen (30) periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet sind.
8. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Ausbuchtungen (29) und Einbuchtungen (30) der Filterdichtfläche (28) mit gleichen Winkeln über den Umfang ausgebildet ist.
9. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (29) und/oder Einbuchtungen (30) einen runden Verlauf aufweisen.
10. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sechs Ausbuchtungen (29) und sechs Einbuchtungen (30) entlang einer Kreislinie vorgesehen sind, die einen Durchmesser kleiner 3cm aufweist.
11. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des FilteranschlussStutzens (23) eine FührungsStruktur zur Führung und Aufnahme eines tankseitigen Zentrierelementes (11) vorgesehen ist.
12. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die FührungsStruktur (31) wenigstens eine Führungsnut (32) zur Aufnahme wenigstens einer Führungsrippe (51) des tankseitigen Zentrierelementes (11) aufweist.
13. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die FührungsStruktur (31) mehrere umfangsseitig verteilte Führungsnuten (32) aufweist.
14. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Führungsnuten (32) derart gerundet ist, dass die Nutenbreite bezogen auf die BetriebsStellung sich von unten nach oben verjüngt.
15. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Führungsnuten(32) derart gerundet ist, dass die Nutenbreite sich von innen nach außen verjüngt.
16. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die sich verjüngende Form der Führungsnuten als Innenwölbung (35) in einer die Führungsnuten verbindenden Wandung (36) ausgebildet ist.
17. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Filterauslassöffnung (28) der Filterpatrone (22) (4) als ringförmige Sieböffnung (27) ausgebildet ist.
18. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der die Filterdichtfläche (28) aufweisende ringförmige Filteranschlussstutzen (23) des Filteranschlusselementes wenigstens im Bereich der Filterdichtfläche (28) eine Wand (69) mit einer parallel oder geneigt zur einer Wandinnenseite (72) verlaufenden, die Filterdichtfläche (28) umfassenden oder bildenden Wandaußenseite (71) aufweist.
19. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Filteranschlussstutzen (23) des Filteranschlusselementes eine Außen- (71) und/oder eine Innenwand (72) aufweist, die, bezogen auf die Betriebsposition der Filterpatrone, gegenüber der Vertikalen um einen Winkel wΐ und/oder w2 abgeschrägt ist, so dass die Außenwand (71) und die Innenwand (72) der Filterpatrone von oben nach unten zusammenlaufen .
20. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die abgeschrägte Außenwand 71 eine äußere (28) und/oder die abgeschrägte Innenwand 72 eine innere Filterdichtfläche aufweist.
21. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Tankdichtfläche (18) eine zur zentralen Achse der Tankdurchgangsöffnung hinweisende Innenfläche eines ringförmigen Tankanschlusselementes bildet.
22. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtungen (19) und/oder Ausbuchtungen (20) periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet sind.
23. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtungen (19) und/oder Ausbuchtungen (20) einen runden Verlauf aufweisen.
24. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sechs Einbuchtungen (19) und sechs Ausbuchtungen (20) entlang einer Kreislinie mit einem Durchmesser kleiner 3cm vorgesehen sind.
25. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Tankanschlusselement eine ringförmige Elastomerdichtung (16) umfasst, in der die radialen Ausbuchtungen (19) und/oder radialen Einbuchtungen (20) vorgeformt angebracht sind.
26. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der radialen Ausbuchtungen (19) und/oder radialen Einbuchtungen (20) der Elastomerdichtung (16) die Tankdichtfläche (18) angeordnet ist.
27. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Tankdichtfläche (18) einen von oben nach unten zur zentralen Achse (A) hinführenden schrägen Verlauf aufweist.
28. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Tankboden (2) einen Befestigungsring (10) und eine in den Befestigungsring (10) eingefügte Elastomerdichtung (16) umfasst.
29. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerdichtung (16) eine Dichtfläche (57) zum dichten Abschluss der Elastomerdichtung (16) gegenüber dem Befestigungsring (10) aufweist.
30. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerdichtung (16) eine Dichtfläche (56) zum dichten Abschluss des Befestigungsrings (10) gegenüber dem Tankboden(2) aufweist.
31. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das ein Bypasskanal für ungefiltertes Wasser aus dem Wassertank (1) im Tankboden vorgesehen ist, der aus dem Wassertankinnenraum durch den Befestigungsring und durch die Elastomerdichtung verläuft.
32. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal einen Ringspalt (62) in der Elastomerdichtung (16) umfasst.
33. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerdichtung (16) ein Verschlusselement umfasst, mittels dem der Bypasskanal verschließbar ist.
34. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement zwei gegenüberliegende ringförmige Dichtflächen (64,65) im Ringspalt (62) umfasst, durch die der Ringspalt (62) durch Verformung der Elastomerdichtung (16) verschließbar ist.
35. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (10) ein Rastelement (53) zur Verrastung des Befestigungsrings (10) mit dem Tankboden (2) umfasst.
36. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Tankboden ein Zentrierelement (11) zum Einführen in die Filterpatrone (22) vorgesehen ist.
37. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (11) eine Bodenplatte (39) aufweist, die in einer Aufnahme der Elastomerdichtung (16) liegt und diese randseitig hintergreift.
38. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass von der Bodenplatte (39) des Zentrierelementes (11) ein Zentrierdorn (40) nach oben absteht, der eine ringförmigen Außenfläche (41) aufweist, die einen variierendem Radius gegenüber der zentralen Achse (A) aufweist, so dass die Außenfläche (41) radiale Einbuchtungen (42) und/oder radiale Ausbuchtungen (43) umfasst.
39. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtungen (42) und/oder Ausbuchtungen (43) der Außenfläche (41) des Zentrierdorns
(40) periodisch um eine Kreislinie oszillierend ausgebildet sind.
40. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet Ansprüche, dass die Einbuchtungen
(42) und/oder Ausbuchtungen (43) der Außenfläche (41) des Zentrierdorns (40) einen runden Verlauf aufweisen.
41. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenfläche (41) des Zentrierdorns (40) sechs Einbuchtungen (42) und sechs Ausbuchtungen (43) entlang einer Kreislinie mit einem Durchmesser kleiner 3cm vorgesehen sind.
42. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das oberhalb der ringförmigen Außenfläche (41) wenigstens ein nach oben stehender Zahn (44) angeordnet ist.
43. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der ringförmigen Außenfläche (41) wenigstens eine zur Tankdurchgangsöffnung führende Durchlassöffnung (48) im Zentrierelement (11) vorgesehen ist.
44. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der ringförmige Außenfläche (41) tragenden Wand wenigstens eine Führungsrippe (51) im Zentrierelement (11) vorgesehen sind.
45. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet Ansprüche, dass die Führungsrippe (51) oder die Führungsrippen (51) an der Oberseite zur zentralen Achse hin abgeschrägt sind.
46. Wassertank (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet Ansprüche, dass am Tankboden ein zum Tankboden gehörendes Einlegeteil vorgesehen ist, das die tankseitig zum Anschluss der Filterpatrone (22) vorgesehenen Teile umfasst.
47. Filterpatrone für einen Wassertank nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem der Ansprüche 2 bis 19 ausgebildet ist.
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