KR20230054734A - 필터 카트리지를 갖는 물 탱크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탱크 기부(2)를 갖는 가전 제품용 물 탱크(1)에 관한 것으로서, 탱크 기부(2) 상에는, 필터 카트리지(4)를 밀봉식으로 연결하기 위해, 탱크 기부(2)의 벽을 통해 가전 제품으로 물의 유동을 위한 탱크 통로 개구를 둘러싸는 환형 탱크 밀봉면이 제공되어 있다. 물 탱크는, 탱크 밀봉면을 바이패스하는 물 통로가 탱크 밀봉면 외부로부터 탱크 통로 개구로 내향으로 제공되고, 물 통로는 필터 카트리지가 삽입될 때 필터측 작동 요소에 의해 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

필터 카트리지를 갖는 물 탱크
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 물 탱크에 관한 것이다.
필터 카트리지는 통상적으로 의도된 용도에 따라 수질을 개선하기 위해, 물 탱크가 있는 물-보유(water-carrying) 가전 제품, 특히 커피 머신(coffee machines), 티 머신(tea machines) 등과 같은 음료 기계(beverage machines)에 사용된다. 이온 교환 수지와 같은 연수화(water softening)를 위한 또는 활성탄과 같은 맛을 개선하기 위한 필터 매체가 이러한 필터 카트리지에 종종 사용된다. 예를 들어, 미네랄 또는 비타민 등의 첨가와 같은, 건강을 위한 또는 맛 개선을 위한 첨가제의 계량 첨가는 또한 이미 필터 매체와 조합하여 제공된다.
종래 기술에 따른 이러한 기기의 물 탱크는 통상적으로 이러한 탱크용으로 의도되는 필터 카트리지의 필터 연결 요소의 밀봉 연결을 위한 환형 탱크 밀봉면을 갖는 탱크 기부에 탱크 연결 요소를 갖는데, 이 요소는 물이 필터 카트리지와 물 탱크로부터 가전 제품으로 유동하게 하기 위한 탱크 기부 내의 탱크 통로 개구를 에워싼다.
이러한 물 탱크 및 필터 카트리지는 예를 들어 공보 DE 10 2004 049 877 A1, EP 1 867 606 A1 및 DE 197 17 054 C2에 설명되어 있다.
부적합한 필터 카트리지가 사용되는 것을 방지하기 위해, 탱크 연결 요소는 미리 코딩 요소가 제공되어 있어 이들 코딩 요소와 정합하는 필터 카트리지만 사용될 수 있게 된다. 공보 EP 2 433 906 B1, EP 2 063 972 B1, EP 2 049 220 B1, EP 2 049 221 B1 및 EP 2 049 218 B1에 개시되어 있는 특정 설계에서, 밀봉부 및 탱크 밀봉면의 다각형 형상이 또한 코딩을 위해 사용되어, 밀봉부 자체가 또한 밀봉 기능에 더하여 부가의 코딩 기능을 갖게 된다.
이들 설계는 각형 윤곽이 둥근 윤곽에 비교하여 밀봉 기능을 구현하는 것을 더 어렵게 한다는 단점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 물 탱크 및 대안적인 필터 카트리지를 제안하는 것이고, 여기서 물 탱크로부터 여과수를 흡입하는 것은 적합한 필터 카트리지에 의해서만 가능하다.
청구항 1의 전제부에 따른 물 탱크 및 필터 카트리지로부터 진행하여, 이 목적은 그 특징적인 특징에 의해 달성된다.
이하에서, 물 탱크에 할당될 요소는 일반적으로 단어 "탱크"가 선행되고, 필터 카트리지에 할당될 요소는 일반적으로 단어 "필터"가 선행된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 개발예의 특징은 필수는 아니지만 존재할 수도 있도록 이하에 설명된다.
본 발명에 따른 필터 카트리지를 갖는 본 발명에 따른 물 탱크는 물 탱크는, 탱크 밀봉면을 바이패스하는 물 통로가 탱크 밀봉면 외부로부터 탱크 통로 개구로 내향으로 제공되고, 물 통로는 필터 카트리지의 삽입시에 폐쇄 요소에 의해 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이러한 폐쇄 요소는 부적합한 필터 카트리지의 사용을 방지하기 위한 코딩 요소를 나타낸다. 이 물 통로가 폐쇄되지 않으면, 미여과수가 통과되어, 필터 카트리지를 바이패스한다. 물 통로 및 연관 폐쇄 요소의 모두는 상이한 필터 카트리지 및/또는 물 탱크에 대해 상이하게 설계될 수 있고 따라서 상이하게 코딩될 수 있다.
본 발명의 유리한 개선에서, 탱크 밀봉면은 중심축에 관련하여 그 원주를 따라 가변 반경을 가져, 탱크 밀봉면이 반경방향 오목부 및/또는 반경방향 볼록부를 포함하게 되고, 볼록부 및/또는 오목부는 둥근 프로파일을 갖는다.
대응하는 형상의 필터측 필터 연결 피스가 이러한 탱크 연결 요소 내에 삽입될 수 있다. 교번하는 원주방향 곡률의 형상에 의해, 필터 연결 피스가 탱크 밀봉면이 반경방향 내향으로 지향하는 상태에서 탱크 연결 요소 내에 삽입될 때, 원하는 밀봉 효과가 실질적으로 전체 원주 둘레에 달성될 수 있다.
탱크 밀봉면은 환형 탱크 밀봉면이 탱크 연결 요소의 내부면을 형성하도록 필터 카트리지의 필터 밀봉면과 정합하게 설계될 수 있고, 상기 내부면은 탱크 통로 개구의 중심축을 향해 지향한다.
필터 밀봉면의 오목부 및/또는 볼록부가 원형 라인 주위에 주기적으로 진동하게 설계되어 있는 필터 카트리지의 사용을 위해, 탱크 밀봉면의 오목부 및/또는 볼록부는 또한 원형 라인 주위에 주기적으로 진동하여 필터 밀봉면과 정합하도록 설계된다.
대응적으로 성형된 필터 밀봉면에 적응하기 위해, 3 cm 미만의 직경을 갖는 원형 라인을 따라 6개의 오목부와 6개의 볼록부가 탱크 밀봉면 상에 또한 제공될 수 있다.
환형 탱크 연결 요소는 반경방향 볼록부 및/또는 반경방향 오목부가 미리 형성되어 있는 환형 엘라스토머 밀봉부를 포함할 수 있다. 이러한 탱크 연결 요소는 필터 밀봉면의 영역에 있는 그 환형 필터 연결 피스가 동작 온도에서 치수적으로 안정한 플라스틱으로 구성되는 필터 카트리지와 관련하여 특히 유리하다. 엘라스토머 밀봉부는 필터 카트리지의 삽입 동안 필터 카트리지의 치수적으로 안정한 플라스틱으로 변한다.
엘라스토머 밀봉부는 바람직하게는 반경방향 볼록부 및/또는 반경방향 오목부의 내부에서, 필터 카트리지에 대해 밀봉하는 탱크 밀봉면을 갖는다.
더욱이, 엘라스토머 밀봉부의 탱크 밀봉면이 중심축을 향해 상부로부터 아래로 이어지는 비스듬한 프로파일을 가지면 유리하다. 이 프로파일은, 엘라스토머 밀봉부가 필터 카트리지의 삽입 중에 점점 더 외향으로 탄성 변형되고, 결과적인 복원력은 원하는 밀봉 효과를 보장하는 접촉 압력을 생성하는 효과를 갖는다.
엘라스토머 밀봉부의 변형에 의해, 고정 기능 및 밀봉 기능에 추가하여 하나 이상의 다른 기능이 실행될 수 있다. 이들은 예를 들어, 본 발명 등에 따른 통로를 폐쇄 또는 개방하기 위한 밸브 또는 바이패스 기능 등과 같은 유압 기능을 포함할 수 있다.
엘라스토머 밀봉부의 사용을 위해, 탱크 기부가 체결 링과 체결 링 내에 삽입된 엘라스토머 밀봉부를 포함하면 유리하다. 외부에 놓인 체결 링은 이어서 엘라스토머 밀봉부가 팽창하는 것을 방지하여, 엘라스토머의 탄성 복원력이 접촉 압력을 발생하기 위해 거의 완전히 이용 가능하다.
체결 링과 엘라스토머 밀봉부 사이의 유동을 회피하기 위해, 엘라스토머 밀봉부는 체결 링에 대해 엘라스토머 밀봉부의 밀봉 폐쇄를 위한 밀봉면을 가질 수 있다. 더욱이, 엘라스토머 밀봉부는 탱크 기부에 대한 체결 링의 밀봉 폐쇄를 위한 밀봉면을 가질 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 물 통로는 탱크 기부 내의 미여과수를 위한 바이패스 채널로서 제공될 수 있고, 이 채널은 물 탱크 내부로부터 체결 링을 통해 그리고 엘라스토머 밀봉부를 통해 연장한다. 이는 필터 카트리지가 삽입되지 않은 경우 물 탱크로부터의 배수를 허용한다. 이러한 배수는 필터 카트리지가 이용 가능하지 않으면 또는 필터 카트리지 없는 동작이 요구되면, 예를 들어 연관 기기의 세정 또는 물때 제거와 같은 유지보수 작업에 요구될 수도 있다. 이러한 경우에 사용되는 세정제 또는 물때 제거제가 필터 카트리지에 진출하지 않아야 한다.
바이패스 채널은 예를 들어, 엘라스토머 밀봉부 내에 환형 간극을 포함할 수 있어, 물이 원주 둘레에 분포된 방식으로 출구 라인 내로 유동하게 된다.
엘라스토머 밀봉부는 바람직하게는, 특히 엘라스토머 밀봉부 내로의 필터 카트리지의 삽입에 의해, 바이패스 채널이 폐쇄될 수 있는 폐쇄 요소를 포함한다. 그 결과, 적합한 필터 카트리지를 사용할 때 임의의 추가 조치 없이 바이패스가 폐쇄될 수 있다.
엘라스토머 밀봉부는 예를 들어, 폐쇄 요소가 환형 간극에서 2개의 대향하는 환형 밀봉면을 포함하고, 이를 통해 엘라스토머 밀봉부의 변형시에 환형 간극이 폐쇄될 수 있는 이러한 방식으로, 형성될 수 있다. 필터 카트리지가 엘라스토머 밀봉부 내에 삽입될 때 2개의 환형 밀봉면의 내부 밀봉면이 확장되면, 바이패스 채널이 폐쇄된 상태에서 외부 환형 밀봉면과의 형태 맞춤 맞물림이 실행되어야 한다.
탱크 기부에 대한 체결 링 및/또는 엘라스토머 밀봉부의 간단한 부착을 허용하기 위해, 체결 링은 탱크 기부 상에 래치 결합하기 위한 래치 결합 요소를 포함할 수 있다.
더욱이, 필터 카트리지 내에 삽입을 위한 센터링 요소가 탱크 기부 상에 제공될 수 있다. 이러한 센터링 요소에 의해, 정확한 동작 위치에 필터 카트리지를 삽입하기 위한 안내가 발생할 수 있다. 게다가, 센터링 요소의 형상은 또한 단지 적합한 필터 카트리지만 사용되는 것을 보장하기 위해 추가 코딩을 위해 사용될 수 있다. 게다가, 이러한 센터링 요소는 또한 예를 들어 필터 카트리지의 비틀림 또는 기울어짐에 대한 고정 기능을 제공할 수 있다. 필터 카트리지의 비의도된 풀림이 또한 적절한 마찰 표면에 의해 방지될 수 있어, 필터 카트리지를 제거할 때 대응 마찰력이 극복되어야 하게 된다. 부가의 고정 요소가 또한 센터링 요소에 부착될 수 있다.
센터링 요소를 엘라스토머 밀봉부에 연결하기 위해, 센터링 요소는 엘라스토머 밀봉부 내의 리셉터클에 놓이고 에지에서 그 후방에 맞물리는 기부판을 가질 수 있다. 따라서, 센터링 요소는 엘라스토머 밀봉부에 의해 탱크 기부에 체결된다.
미여과수의 바이패스가 제공되는 경우, 센터링 요소는 예를 들어, 기부판에 중앙 배수구를 향해 개방된 바이패스 개구를 가질 수 있다.
센터링 요소는 바람직하게는 센터링 요소의 기부판으로부터 상향으로 돌출하고 중심축에 대해 가변 반경을 갖는 환형 외부면을 갖는 센터링 맨드릴을 포함하여, 외부면이 반경방향 오목부 및/또는 반경방향 볼록부를 포함하게 된다. 이러한 센터링 맨드릴은 연관 필터 카트리지의 필터 연결 피스 및 엘라스토머 밀봉부의 외부 윤곽에 적응된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 센터링 맨드릴의 외부면의 오목부 및/또는 볼록부는 원형 라인 주위에서 주기적으로 진동하게 설계된다. 이 설계는 대응 엘라스토머 밀봉부의 형상에 대응하고, 따라서 단지 적합한 필터 카트리지의 삽입을 위해 오목부 및/또는 볼록부를 갖는 환형 간극만을 자유롭게 남긴다. 따라서, 이 구성은 엘라스토머 밀봉부 내에서 상이한 형상의 연결 기하학 형상의 사용을 방지하고 따라서 코딩을 개선시킨다. 게다가, 필터 연결 피스의 지지는 필터 카트리지가 삽입될 때 대향 외부측의 엘라스토머 밀봉부를 신뢰적으로 변형시키기 위해, 그 볼록부 및/또는 오목부를 따라, 필터 연결 피스의 내부측 상에서 발생할 수 있다.
센터링 맨드릴의 외부면의 오목부 및/또는 볼록부는 엘라스토머 밀봉부 및/또는 필터 연결 피스의 형상에 적응하기 위해 둥근 프로파일을 가질 수 있다.
엘라스토머 밀봉부 및/또는 필터 연결 피스의 대응 프로파일로, 3 cm 미만의 직경을 갖는 원형 라인을 따라 6개의 오목부 및 6개의 볼록부가 센터링 맨드릴을 적응시키기 위해 센터링 맨드릴의 외부면 상에 제공된다.
오목부 및/또는 볼록부를 갖는 외부면 위에, 유리한 실시예에서, 단차부 및 내향 오프셋 돌출부가 제공되고, 이 돌출부는 필터 카트리지 내로 더 삽입되고 따라서 더 큰 축방향 안내 길이를 제공한다.
부적합한 필터 카트리지에 의한 이 단차부 상의 축방향 밀봉을 방지하기 위해, 주연 표면의 연속부에서 상향 돌출하는 적어도 하나의 톱니가 환형 외부면 위에 배열될 수 있다.
탱크 통로 개구로 이어지는 적어도 하나의 관통 개구는 환형 외부면 위의 센터링 요소에 제공될 수 있고, 이 관통 개구는 필터 카트리지 내로의 물 입구를 물 출구와 연결하고 단지 본 발명에 따른 방식으로 밀봉하는 필터 카트리지에 의해서만 폐쇄된다.
축방향 안내 및 센터링은, 환형 벽 위의 센터링 요소에 제공되는 적어도 하나의 가이드 리브에 의해 개선될 수 있다. 물의 유동은 이 가이드 리브 옆에서, 또는 여러 가이드 리브의 경우 그 사이에서 가능하다. 이들 가이드 리브는 필터 카트리지가 압박될 때 전술된 가이드 홈 내에 안내될 수 있다.
가이드 리브 또는 가이드 리브들이 중심축을 향해 상부에서 경사져 있다는 사실로부터 필터 카트리지의 센터링된 삽입을 위한 추가 안내 보조부가 발생한다. 필터 연결 피스는, 센터링된 위치에 도달할 때까지, 압박될 때 이들 경사부를 따라 활주될 수 있다.
엘라스토머 밀봉부는 또한 물 탱크로부터의 원치 않는 물이 체결 링을 통해 필터 카트리지를 지나 유동하지 않는 것을 보장하기 위해, 탱크 기부에 관련한 체결 링의 밀봉 폐쇄를 위한 밀봉면을 가질 수 있다.
체결 링은 또한 체결 링을 인서트 부분 또는 탱크 기부 상에 래치 결합하기 위한 래치 결합 요소를 포함할 수 있다. 이는 체결 링의 조립을 용이하게 한다. 상기에 나타낸 바와 같이, 센터링 요소가 또한 체결 링에 의해 유지되면, 이는 그 조립 및 적절하게는 또한 그 아래에 위치된 물 탱크 밸브의 조립을 단순화한다.
탱크 기부에 속하는 인서트 피스가 탱크 기부 상에 제공되는 경우 물 탱크의 설계가 단순화되고, 이 인서트 피스는 필터 카트리지의 연결을 위해 물 탱크 상에 제공된 부분을 포함한다. 인서트 피스로, 상이한 연결 구조체가 상이한 인서트 피스를 사용함으로써, 동일한 물 탱크 설계로 쉽게 제조될 수 있다. 게다가, 상이한 요구 사항이 따라서 물 탱크 및 각각의 인서트 피스의 제조 공차와 관련하여 선택될 수 있다.
이러한 인서트 피스는 유리하게는 엘라스토머 밀봉부 및/또는 체결 링 및/또는 센터링 요소 및/또는 적어도 부분적으로 바이패스 채널일 수 있다. 모든 필수 탱크 연결 구조체가 인서트 피스 상에 제공될 수 있어, 물 탱크는 단순히 적절한 인서트 피스의 선택을 통해 특정 필터 카트리지에 적응될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 물 탱크에서, 탱크 밀봉면에 적응되는 필터 카트리지가 사용된다. 이러한 필터 카트리지에서, 필터 밀봉면은 환형 필터 연결 피스의 원주를 따른 필터 밀봉면의 프로파일이 중심축에 관련하여 가변 반경을 갖는 이러한 방식으로 전개되어, 필터 밀봉면이 반경방향 볼록부 및/또는 반경방향 오목부를 갖는 탱크 밀봉면에 대응하게 되고, 여기서 볼록부 및/또는 오목부는 코너 또는 에지가 회피되도록 둥근 프로파일을 갖는다. 동시에, 필터 연결 피스는 바이패스를 폐쇄하기 위한 작동 요소로서 역할을 할 수 있다.
이 필터 연결 피스의 설계는 추가 코딩 옵션을 제공한다. 필터 밀봉면의 형상은 탱크 밀봉면의 대응 형상과 정합하고, 원주의 프로파일에 걸쳐 외부측으로부터 내부측으로 그리고 그 반대로 교번하는 곡률은 고정된 탱크측 접촉 표면 상으로 또는 내로, 형상이 적응되지 않는 성형된 밀봉부를 클램핑하거나 가압하는 것을 더 어렵게 하거나 완전히 불가능하게 한다.
탱크 밀봉면을 갖는 필터 밀봉면의 밀봉 효과는 볼록부 및/또는 오목부의 둥근 프로파일에 의해 개선되어, 코너 또는 에지가 회피되게 된다. 둥근 프로파일에 의해, 밀봉면의 영역에서 코너 또는 에지의 회피에 의해, 예를 들어 종래 기술에서와 같은 다각형 형상과 비교하여 밀봉 기능이 개선된다. 예를 들어, 원형 형상에 비교하여, 기계적 클램핑 및 따라서 고정이 가변 반경에 의해 또한 개선될 수 있다.
반경방향 볼록부 및/또는 오목부는 또한 환형 스프링의 형상을 시뮬레이션하고, 그 원주는 탄성 방식으로 팽창되거나 압축될 수 있다. 스프링 효과는 또한 스프링 압력이 연관 탱크 밀봉면에 대해 필터 밀봉면을 평탄하게 가압하기 때문에, 밀봉 효과를 개선시킨다. 필터 밀봉면과 탱크 밀봉면은 또한 필터 카트리지를 고정하는 역할을 하고 이어서 필터 고정면 또는 탱크 고정면을 형성할 수 있다. 필터 밀봉면과 탱크 밀봉면의 상호 작용에서 이 고정 기능은 이러한 스프링 효과에 의해 개선된다.
필터 밀봉면의 탄성 변형성은, 필터 밀봉면을 갖는 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스가 필터 밀봉면의 영역에서, 서로 평행하거나 기울어지게 연장하는 벽 내부측 및 벽 외부측을 갖는 환형 벽을 갖는다는 사실에 의해 개선될 수 있다. 연결 피스가 탱크 고정면 상에 압박되는지 탱크 밀봉면 내에 삽입되는지 여부에 따라, 환형 벽의 벽 외부측 또는 벽 내부측은 필터 밀봉면을 포함하거나 형성한다.
이 설계에서, 필터 밀봉면에 대향하는 벽의 측면은 대응적으로 더 크거나 더 작은 원주를 갖는 동일한 형상을 갖기 때문에, 이 벽은 전체적으로 환형 스프링으로서 설계된다. 환형 벽은 이어서 서로 평행하거나 서로를 향해 기울어진 주연 측면을 갖는 환형 스프링을 형성한다.
필터 밀봉면을 갖는 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스는 적어도 필터 밀봉면의 영역에서, 엘라스토머보다 동작 온도에서 더 치수적으로 안정한 플라스틱으로 구성될 수 있다. 이 강도로 인해, 필터 카트리지의 필터 연결 피스는 밀봉된 연결을 설정하기 위해, 그 형상을 변화하지 않고, 탱크측 탱크 밀봉면 상에 접촉 압력을 인가하는 것이 가능하다.
이러한 치수적으로 안정한 플라스틱은 엘라스토머보다 더 강하여, 물 탱크 측면 상의 엘라스토머 밀봉부가 필터 연결 피스에 의해 변형될 수 있게 된다. 접촉 압력이 이 방식으로 발생될 수 있다. 엘라스토머 밀봉부의 변형에 의해, 엘라스토머 밀봉부의 하나 이상의 추가 기능, 예를 들어 고정 기능, 밸브 바이패스 기능 등과 같은 기계적 또는 유압 기능을 제공하는 것이 또한 가능하다.
이는 예를 들어, 필터 밀봉면이 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스의 외부면을 형성하고, 상기 외부면은 필터 출구 개구의 중심축으로부터 이격하여 지향할 때 유리하다. 교번하는 원주방향 곡률에도 불구하고, 이러한 필터 연결 피스는 원하는 밀봉 효과 및/또는 고정 효과를 달성하기 위해, 대응 반경방향 내향 지향 탱크 밀봉면을 갖는 물 탱크측 물 탱크 밀봉부 내에 삽입될 때 실질적으로 전체 원주 둘레에 외향 접촉 압력을 인가하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 개선에서, 필터 밀봉면의 볼록부 및 오목부의 배열은 원주에 대해 회전 대칭성이다. 이는 장착 위치에서 필터 카트리지의 더 안정한 고정 및 밀봉을 갖고 원주 둘레에 균등하게 분포된 환형 스프링의 복원력을 야기한다. 볼록부 및/또는 오목부가 원형 라인 주위에서 주기적으로 진동하도록 설계될 때 원주에 대한 필터 밀봉면의 회전 대칭성 설계가 얻어진다. 이는 필터 카트리지의 상이한 각도 위치를 허용하여, 그에 연결하는 것을 더 쉽게 한다. 더욱이, 다른 기술적 기능이 또한 각도에 따라 제공될 수 있다.
설치 위치에서 필터 카트리지의 더 안정한 고정은, 탱크 밀봉면 및/또는 필터 밀봉면의 볼록부 및 오목부가 원주 둘레에 동일한 각도로 배열된다는 사실에 의해 달성된다. 따라서, 이 방식으로 형성된 환형 스프링은 볼록부의 영역 및 오목부의 영역의 모두에서 원주 둘레에 균일하게 변형될 수 있다.
필터 고정면의 볼록부 및 오목부는 원형 라인을 따라 파형 형상을 형성할 수 있고, 파형 형상은 볼록부를 형성하는 볼록 원호와 오목부를 형성하는 오목 원호의 교번 시퀀스로 구성된다. 원형 라인을 따르는 프로파일은 반경방향 지향 스프링 효과를 야기한다.
오목 및 볼록 원호가 오목 및 볼록 곡률 사이의 전이부에서의 전환점에서 접선 방향으로 연결되면 환형 스프링의 스프링 효과가 더 개선될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 볼록 원호의 호 길이는 오목 원호의 호 길이보다 길다. 따라서, 볼록 원호의 커버 각도는 오목 원호의 커버 각도보다 크다. 그 결과, 곡률 사이의 접선 방향 전이부는 환형 스프링의 중심 원과 관련하여 비스듬히 연장되어, 변형 중에 전이부에서 반경방향 내향 또는 외향 지향 힘이 발생하지 않게 된다.
특정 실시예에서, 볼록 및 오목 원호는 동일한 세그먼트 반경을 갖는다. 이는 변형 중에 세그먼트 내에서 비슷한 힘 분포를 야기한다.
원호는 볼록 및 오목 원호가 외부 포락선 원 내부 및 내부 포락선 원 외부에 놓이는 이러한 방식으로 배열될 수 있고, 볼록 원호의 원 중심점은 내부 포락선 원 내부에 놓이고 오목 원 중심의 원 중심점은 외부 포락선 원 외부에 놓인다. 이 형상은 포락선 원 또는 포락선 원 사이의 중심선을 연장하는 원의 세그먼트와 관련하여 평탄한 프로파일을 야기하여, 이에 의해 환형 스프링의 팽창 또는 수축을 용이하게 한다.
내부 포락선 원의 반경이 외부 포락선 원의 반경의 5% 내지 15% 사이일 때 양호한 기능이 나타났다.
더욱이, 볼록 및/또는 오목 원호의 반경이 외부 포락선 원의 반경의 20% 내지 35%이면 유리한 것으로 입증되었다.
이러한 환형 스프링의 스프링 효과는 그에 대해 평행하거나 기울어지게 연장하는 벽 외부측과 벽 내부측 사이의 벽 두께가 외부 포락선 원의 반경의 7% 내지 10%이면 또한 유리하다.
더욱이, 프로파일은 오목 및 볼록 원호의 곡률 사이의 전환점이 외부 포락선 원보다 내부 포락선 원에 더 가까울 때 유리한 것으로 나타났다.
필터 밀봉면은 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스의 외부면을 형성할 수 있고, 상기 외부면은 필터 출구 개구의 중심축으로부터 이격하여 지향할 때 유리하다. 교번하는 원주방향 곡률에도 불구하고, 이러한 필터 연결 피스는 원하는 밀봉 및/또는 고정 효과를 달성하기 위해, 대응 반경방향 내향 지향 탱크 고정면을 갖는 물 탱크 측면 상의 개구 내에 삽입될 때 실질적으로 전체 원주 둘레에 탄성 외향 접촉 압력을 인가하는 것이 가능하다. 반대로, 대응 반경방향 외향 지향 탱크 밀봉면을 갖는 물 탱크 측면 상의 탱크 연결 피스 상에 플러깅될 때, 원하는 밀봉 및/또는 고정 효과를 달성하기 위해, 탄성 내향 접촉 압력이 반경방향 내향 지향 필터 밀봉면에 의해 실질적으로 전체 원주 둘레에 인가될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 필터 고정면은 필터 연결 피스의 내부측 및 외부측의 모두에 제공되고, 이들 중 하나 또는 모두는 동시에 필터 밀봉면을 형성한다. 이러한 필터 연결 피스는 탱크 측면 상의 환형 슬릿 내에 삽입될 수 있고, 이 슬릿의 측벽은 각각 탱크 고정면 및/또는 탱크 밀봉면을 형성한다.
매우 양호한 기능을 갖는 배열은 예를 들어, 6개의 볼록부와 6개의 오목부가 3 cm 미만의 직경을 갖는 원형 라인을 따라 제공되는 것으로 발견되었다.
필터 카트리지의 필터 입구 개구는 필터 연결 피스 외부에 환형 스크린 개구로서 설계될 수 있고, 이에 의해 물 탱크 내의 필터 카트리지가 그 내부에 수용된 물에 대해 개방된다.
물 탱크 상에 센터링 요소를 안내하고 수용하기 위한 가이드 구조체가 필터 연결 피스 내에 제공되면 필터 카트리지가 개선된다. 따라서, 필터 카트리지는 연관 물 탱크 내에 삽입시에 축방향으로 정렬되고 이 배향에서 동작 위치에 고정될 수 있다.
가이드 구조체가 물 탱크 상에 센터링 요소의 적어도 하나의 가이드 리브를 수용하기 위해 축방향으로, 즉, 중심축에 평행하게 연장하는 적어도 하나의 가이드 홈을 갖는 경우, 이 가이드 구조체는 물 탱크 상에서 연관 센터링 요소와 상호 작용하고 물 탱크 내에 삽입시에 축방향 이동으로, 필터 카트리지를 적어도 하나의 각도 위치로 안내하고 부가적으로 이를 거기에 고정할 수 있다.
다수의 각도 위치에서 안내 및 고정을 제공하기 위해, 가이드 구조체는 이 목적을 위해 원주 둘레에 분포된 다수의 가이드 홈을 가질 수 있다.
홈 폭이 동작 위치에 관련하여 저부로부터 상향으로 테이퍼지는 이러한 방식으로 가이드 홈의 벽이 둥글게 될 때 원하는 각도 위치 내로의 필터 카트리지의 양호한 안내가 달성된다. 필터 카트리지의 안내는 가이드 홈의 벽이 홈 폭이 내부측으로부터 외부측으로 반경방향으로 테이퍼지는 이러한 방식으로 둥글게 될 때 더욱 개선될 수 있다. 2개의 테이퍼 홈 형상의 조합은 이러한 홈에 진입하는 물 탱크 상의 센터링 요소의 리브에 대한 일종의 깔때기 효과를 야기한다.
언급된 홈 형상은 예를 들어, 가이드 홈을 연결하는 가이드 구조체의 벽 내의 내부 곡률에 의해 형성될 수 있다.
필터 밀봉면의 본 발명의 형상은 또한 필터 고정면과 동시에 제공되는 필터 밀봉면에 의해, 필터 카트리지의 고정을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 필터 고정면으로서 제공되는 본 발명의 필터 밀봉면의 형상은, 반경방향 볼록부 및/또는 오목부가 그 원주가 탄성 방식으로 팽창 및/또는 압축될 수 있는 환형 스프링의 형상을 형성하기 때문에, 필터 고정면의 영역에서 필터 연결 피스의 변형을 용이하게 한다. 가변 반경에 의해 용이하게 되는 이러한 변형은, 예를 들어 원형 형상 또는 다각형 형상과 비교하여, 기계적 클램핑 및 따라서 고정을 개선하는 것을 가능하게 한다.
필터 고정면의 탄성 변형성은, 필터 고정면을 갖는 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스가 필터 고정면의 영역에서, 서로 평행하거나 기울어지게 연장하는 벽 내부측 및 벽 외부측을 갖는 환형 벽을 갖는다는 사실에 의해 개선될 수 있다. 연결 피스가 탱크 고정면 상에 압박되는지 탱크 고정면 내에 삽입되는지 여부에 따라, 환형 벽의 내부면 또는 외부면은 필터 고정면을 포함하거나 형성한다.
이 실시예에서 필터 고정면에 대향하는 벽의 측면은 대응적으로 더 크거나 더 작은 원주를 갖는 동일한 형상을 갖기 때문에, 이 벽은 전체적으로 환형 스프링으로서 설계된다. 환형 벽은 이어서 평행하거나 상호 기울어진 주연 측면을 갖는 환형 스프링을 형성한다.
더욱이, 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스는 수직에 대해 경사진 외부 및/또는 내부 벽을 가질 수 있어, 외부 벽과 내부 벽은 필터 카트리지의 동작 위치에 관련하여 상부로부터 하향으로 수렴하게 된다. 이는 2개의 적합하게 성형된 탱크 측면 사이의 간극 내로의 연결 피스의 삽입을 용이하게 하는 안내 보조부를 생성하고, 탱크 측면은 적어도 부분적으로 내부 및/또는 외부 탱크 밀봉면을 형성할 수 있다.
이에 따라, 경사진 외부 벽은 외부 필터 밀봉면 벽을 가질 수 있고 그리고/또는 경사진 내부 벽은 대응 탱크 밀봉면과의 밀봉 형태 맞춤 맞물림으로 진입하기 위해 내부 필터 밀봉면을 가질 수 있다.
전술된 가전 제품용 필터 카트리지에 대응하는 물 탱크는 탱크 기부를 갖고, 환형 탱크 밀봉면이 필터 카트리지의 밀봉 연결을 위해 탱크 기부 상에 제공되고, 이 탱크 밀봉면은 물이 필터 카트리지 외부로 탱크 기부의 벽을 통해 가전 제품으로 유동하게 하기 위한 탱크 통로 개구를 에워싼다. 전술된 필터 밀봉면과의 유리한 상호 작용을 위해, 탱크 밀봉면의 프로파일은 또한 중심축에 대해 그 원주를 따라 가변 반경을 가져, 탱크 밀봉면이 반경방향 오목부 및/또는 반경방향 볼록부를 포함하게 된다.
이는 물 탱크의 부분 상의 필터 카트리지에 대해 상기에 나타낸 코딩 옵션을 야기한다. 탱크 밀봉면의 이 형상은, 대응 필터 밀봉면을 갖는 필터 카트리지가 전술된 바와 같이 물 탱크에 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 이 형상으로 인해, 재료의 선택과 그 배열은 또한 필터 카트리지 및 탱크측 연결부의 적응을 위해 결정적일 수 있고, 따라서 또한 코딩의 부분일 수 있다. 이 방식으로, 밀봉면의 영역의 코너 또는 에지가 회피될 수 있는데, 이는 예를 들어 종래 기술로부터의 다각형 형상과 비교하여 밀봉 기능이 개선되는 것을 의미한다. 예를 들어, 원형 형상에 비교에 의해, 기계적 클램핑 및 따라서 고정이 가변 반경에 의해 또한 개선될 수 있다.
탱크 밀봉면 및 필터 밀봉면의 형상의 상호 적응에 의해, 탱크 및 필터 카트리지 상의 모두에서 각각의 장점이 달성된다. 따라서, 탱크 필터 표면 및 설명된 엘라스토머 밀봉부는 항상 이러한 목적을 위해 설명된 필터 밀봉면 또는 탱크 밀봉면과 동일한 형상 사양을 갖는다.
본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있고 이하의 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 삽입된 필터 카트리지를 갖는 탱크 기부의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 센터링 요소 및 체결 링을 갖는 탱크 기부의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 3은 내장형 센터링 요소 및 내장형 체결 링을 갖는 도 2에 따른 탱크 기부의 사시도를 도시하고 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에 따른 탱크 기부의 평면도를 도시하고 있다.
도 5는 측면으로부터 본 필터 카트리지의 연결 영역의 사시도를 도시하고 있다.
도 6은 아래로부터 비스듬히 본 필터 카트리지의 연결 영역의 사시도를 도시하고 있다.
도 7은 탱크 기부 내에 삽입된, 필터 연결 피스의 레벨에서 절결 개방된 필터 카트리지의 사시도를 도시하고 있다.
도 8은 탱크 기부 내에 삽입된, 가이드 홈의 레벨에서 절결 개방된 필터 카트리지의 사시도를 도시하고 있다.
도 9는 탱크 기부 내에 삽입된 필터 카트리지의 사시도를 도시하고 있다.
도 10은 센터링 요소의 사시도를 도시하고 있다.
도 11은 물 탱크 밸브가 개방된 상태에서, 필터 카트리지를 갖지 않는 탱크 기부의 단면도를 도시하고 있다.
도 11a 및 도 11b는 탱크 밀봉부의 폐쇄 가능한 바이패스 라인을 예시하기 위해 도 11로부터의 2개의 상세 확대도를 도시하고 있다.
도 12는 삽입된 필터 카트리지를 갖는 도 11에 따른 탱크 기부의 단면도를 도시하고 있다.
도 12a는 폐쇄된 바이패스 라인을 예시하기 위해 도 12로부터의 상세 확대도를 도시하고 있다.
도 13은 본 발명에 따른 필터 연결 피스의 개략 단부도를 도시하고 있다.
도 13a는 도 13의 상세 확대도를 도시하고 있다.
도 14는 연결 피스의 경사에 의한 안내 보조부를 예시하기 위해 연결 영역을 나타내는 필터 카트리지의 단면도를 도시하고 있다.
도 1은 커피 머신과 같은 음료 기계, 예를 들어 종래 기술에 따른 전자동 커피 머신의 물 탱크(1)의 일반적인 구성을 도시하고 있다. 물 탱크(1)는 탱크 기부(2)와 부분적으로 점선으로 도시되어 있는 물 탱크 측벽(3)을 포함한다. 필터 하우징(5)을 갖는 필터 카트리지(4)가 물 탱크(1) 내에 삽입된다. 탱크 기부(2)와 필터 카트리지(4) 사이의 연결은 물 탱크 상의 탱크 연결 요소(6)와 필터 상의 필터 연결 요소(7)를 통해 실현된다.
필터 카트리지(4)는 물 탱크(1)의 내부(8)에 위치되는데, 즉, 동작 중에, 이는 물 탱크(1) 내에 저장된 물에 완전히 또는 부분적으로 직립되어 있다. 물 탱크(1)를 음료 기계(도시되어 있지 않음)에 연결하기 위한 물 탱크(1)의 필터 연결 피스(9)가 물 탱크(1)의 하부측으로부터 돌출된다.
도 2는 체결 링(10) 및 센터링 요소(11)가 탱크 기부(2)의 오목부(12) 내에 배치를 위해 제공되어 있는 탱크 기부(2)의 둥근 섹션을 도시하고 있다. O-링으로서 설계된 밀봉부(14)를 갖는 탱크 밸브 본체(13)가 마찬가지로 도 2에서 볼 수 있고, 탱크 밸브 본체로부터 2개의 핀(15)이 상향 돌출한다. 체결 링(10)은 또한 엘라스토머 밀봉부(16)를 갖는다.
도 3 및 도 4에서, 체결 링(10)과 센터링 요소(11)는 탱크 기부(2)에 내장된다. 여기서 핀(15)이 센터링 요소를 통과할 수 있고 따라서 물 탱크의 삽입시에 탱크 밸브 본체(13)가 작동되어야 하는 연관 기기 연결과 관련하여 물 탱크를 코딩하기 위한 코딩 요소를 형성한다는 것을 알 수 있다. 게다가, 도 4는 물 탱크 밀봉부(17)를 형성하는 엘라스토머 밀봉부(16)가 중심축(A)에 대해 그 원주를 따라 가변 반경(R)을 갖는 환형 밀봉부이므로, 탱크 밀봉면(18)을 형성하는 물 탱크 밀봉부(17)의 내부면이 반경방향 오목부(19) 및 반경방향 볼록부(20)를 포함하게 된다는 것을 명확하게 도시하고 있다. 제1 탱크 밀봉면(18)은 또한 제1 탱크 고정면으로서 역할을 한다.
도 5는 적합한 필터 카트리지(22)의 연결 영역(21)을 도시하고 있다. 필터 연결 피스(23)는 축방향으로 연장하는 돌출부(25) 및 오목부(26)를 갖는 외부 링(24)에 의해 둘러싸인 내부 링을 형성한다. 내부 링(23)과 외부 링(24) 사이에는 물이 그를 통해 필터 카트리지로 진입하는 환형 입구 스크린(27)이 있다. 필터 연결 피스(23)의 외부면(28) 및 내부면(68)은 마찬가지로 탱크 밀봉면(18)과 정합하도록 볼록부(29) 및 오목부(30)를 구비한다. 필터 연결 피스(23)의 외부면(28) 및/또는 내부면(68)은 또한 필터 고정면으로서 역할을 할 수 있다.
도 6의 도면은 전술된 필터 카트리지(22)의 연결 영역(21)의 부분 뿐만 아니라 또한 센터링 요소(11)를 수용하기 위한 필터 카트리지(22)의 가이드 구조체(31)의 특수 설계를 도시하고 있다. 가이드 구조체는 다각형 링(34)의 에지(33)와 정렬되는 가이드 홈(32)을 갖는데, 본 예에서는 육각형 링의 6개의 에지와 정렬되는 6개의 가이드 홈을 갖는다. 도 7에 따른 위로부터의 단면도에서, 단면 평면은 이 다각형 링(34)을 통해 연장한다.
에지(33)와 가이드 홈(32) 사이에 있는 내부 곡률(35)은 필터 카트리지의 내부 내로 상향 인접한다. 내부 곡률(35)은 가이드 홈(32)의 측벽(36)을 형성한다. 이 곡선형 형상으로 인해, 가이드 홈(32)의 벽(36)은 상향 축방향으로(동작 위치에 대해) 그리고 내부로부터 외부로 반경방향으로 테이퍼진다. 계면에서, 도 8에 따라 위에서 볼 때, 단면 평면은 가이드 홈(32)이 명확하게 형성되는 레벨에서 연장한다. 라이저 파이프(37)가 내부 상에 중앙에 연결되고, 이를 통해 필터 카트리지(22)로 진입하는 물이 필터 섹션으로 상향으로 지향된다.
도 9는 전체 필터 카트리지(22)를 도시하고 있다. 필터 하우징(37)에서, 이는 선택적 측방향 계량 개구(38)와 기부에 설명된 물 연결부를 갖는다. 선택적 계량 개구(38)는 필터 카트리지가 필터 하우징(37) 내에 수용된 계량 챔버로부터 급수부 내로 첨가제, 예를 들어 미네랄, 비타민 등을 배출하도록 설계되어 있는 경우에만 제공된다. 이러한 계량 챔버는 필터 섹션에 대해 필터 하우징(37) 내에서 폐쇄되기 때문에, 여과와 관련하여 더 이상 중요하지 없다. 따라서, 본 발명에 따른 필터 카트리지는 또한 이 계량 챔버 및 그 계량 개구(38)를 갖지 않고 즉시 구성될 수 있다. 도 9는 특히 이 설명에서 상기 및 이하의 언급이 관련되는 동작 위치를 도시하고 있다.
도 10은 센터링 요소(11)의 사시도를 도시하고 있다. 센터링 요소는, 장착 상태에서, 엘라스토머 밀봉부의 리셉터클에 놓이고 에지에서 그 후방에 맞물리는 기부판(39)을 구비한다. 센터링 맨드릴(40)은 기부판(39)으로부터 상향 돌출하고 제2 탱크 고정면을 또한 형성하는 환형 외부면(41)을 갖는다. 이 외부면(41)은 중심축(A)에 대해 원주를 따라 변하는 반경을 가져, 이 외부면(41)은 또한 반경방향 오목부(42) 및 볼록부(43)를 포함하게 된다. 따라서, 외부면(41)은 필터 연결 피스(9)의 대응 형상에 적응된다.
추가 적응을 위해, 이 외부면(41)의 오목부(42) 및 볼록부(43)는 또한 원형 라인 주위에서 주기적으로 진동하도록 설계되고 둥근 프로파일을 갖는다. 도시되어 있는 실시예에서, 필터 카트리지(22)의 예시된 실시예의 설계에 대응하여, 6개의 오목부(42) 및 6개의 볼록부(43)가 3 cm 미만의 직경을 갖는 원형 라인을 따라 제공된다. 다른 필터 카트리지에서, 외부면(41) 및/또는 제2 탱크 고정면의 적응은 이에 따라 수정되어야 한다.
센터링 맨드릴(11)의 외부면(41)에 대한 모든 조정은, 설치 상태에서, 단지 외부면(41)과 엘라스토머 밀봉부(16) 사이의 환형 슬릿만이 필터 연결 피스(23)의 삽입을 위해 개방되는 효과를 갖는다. 이는 부적합한 필터 카트리지의 사용에 대한 추가 코딩을 야기한다. 게다가, 이 방식으로 센터링 맨드릴(11)의 외부면(41) 상에 필터 연결 피스(23)의 내부를 지지하는 것이 가능하다. 이 방식으로, 엘라스토머 밀봉부(16) 상의 필터 연결 피스의 접촉 압력은 전체 원주를 따라 가변 형상에 걸쳐 균일하게 증가될 수 있다.
적어도 하나의 상향 돌출 톱니(44)가 환형 외부면 위에 제공된다. 하나 이상의 톱니(44)가 센터링 맨드릴(40)의 단차부(45) 상에 장착된다. 단차부(45)에 대향하는 외부면(41)의 형상을 따르는 다른 융기부(46)가 톱니(44)로부터 소정 거리에 부착되어, 간극(47)이 톱니와 융기부(46) 사이에 남게 된다. 톱니 또는 톱니들(44) 및/또는 융기부(46)는 코딩을 바이패스하기 위한 축방향 밀봉부의 사용을 방지할 수 있다. 외부면(41) 위에는 센터링 요소(11)의 장착 상태에서, 탱크 관통 개구로 이어지는 관통 개구(48)가 또한 제공된다. 필터 카트리지(22)의 여과수는 이 관통 개구(48)를 통해 물 탱크로부터 배출될 수 있다.
하나 이상의 기부 관통 개구(49)가 기부판(39)의 외부면(41) 아래에 제공된다. 미여과수는 이들 기부 개구를 통해 물 탱크 외부로 유도될 수 있다. 융기부(46) 아래 및 외부면(41)을 지지하는 벽 내에는 탱크 밸브 본체(13)를 수용하기 위한 공동(50)이 있다.
환형 외부면(41) 위에는, 도시되어 있는 예시적인 실시예에서와 같이 그 상부면에서 경사질 수 있는 가이드 리브(51)가 제공된다. 이 방식으로 형성된 가이드 경사부(52)는 필터 카트리지(22)의 가이드 홈(32) 내에 가이드 리브(51)를 삽입할 때 도움을 준다. 도 4에 따른 단면도에서, 끼워진 필터 카트리지(22) 내의 가이드 리브(51)의 가이드 경사부(52)를 명확하게 볼 수 있다.
도 11, 도 11a, 도 11b, 도 12 및 도 12a는 필터 카트리지(22)를 갖거나 갖지 않는 필터 카트리지의 연결을 위한 물 탱크(1)의 조립된 구성요소를 도시하고 있다. 체결 링(10)은 물 탱크의 기부 리브(54) 후방에서 맞물림으로써 탱크 기부(2) 상에 래치 결합될 수 있는 래치 결합 돌출부(53)를 구비한다. 엘라스토머 밀봉부(16)는 체결 링(10) 아래에서 맞물리고 따라서 탱크 기부(2) 상에 체결 링(10)으로 엘라스토머 밀봉부(16)를 유지하는 기부 부분(55)을 갖는다.
탱크 기부(2)에 대한 밀봉을 위해, 엘라스토머 밀봉부(16)는 밀봉면을 갖는데, 이는 본 경우에 밀봉 비드(56)에 의해 실현된다. 체결 링(10)에 대한 엘라스토머 밀봉부(16)의 밀봉 폐쇄를 위해 원주방향 밀봉면이 다양한 지점에 제공될 수 있다. 도시되어 있는 예시적인 실시예에서, 엘라스토머 밀봉부(16)의 상부에 일체로 형성된 환형 밀봉부(57)가 제공되는데, 이는 체결 링의 밀봉 홈(58) 내에서 체결 링과 밀봉부를 형성한다.
엘라스토머 밀봉부(16)는 성형되고 단일편으로 서로 접합되는 외부 링(59) 및 내부 링(60)을 포함한다. 원주를 따라, 외부 링(59) 및 내부 링(60)의 형상은 체결 링(10), 필터 연결 피스(23), 엘라스토머 밀봉부(16) 및 이에 의해 형성된 오목부 및 볼록부의 가변 반경을 따른다. 외부 링(59)은 단차형이고 환형 밀봉부(57) 및 밀봉 비드(56)를 지지한다. 외부 링(59)은 더욱이 미여과수가 그를 통해 유동 방향(P1)으로 외부 링(59)과 내부 링(60) 사이의 환형 간극(62)으로 진입할 수 있는 하나 이상의 바이패스 개구(61)를 구비한다. 조립 상태에서, 엘라스토머 밀봉부(16)의 바이패스 개구(61)는 체결 링(11) 내의 바이패스 개구(63)에 바로 인접하는데, 이는 또한 예를 들어 도 1 및 도 3에서 볼 수 있다. 바이패스 개구(63)를 통해, 미여과수는 방향(P2)으로 환형 간극(62)으로부터 물 탱크(1) 외부로 대응 음료 기계 내로 유동할 수 있다.
그 하부측에서, 내부 링(60)은 외부 링(59) 상의 밀봉면(65)에 대향하여 놓여 있는 밀봉 립(64)을 갖는다. 엘라스토머 밀봉부(16)의 이완 상태에서, 외부 링(59)과 내부 링(60) 사이의 환형 간극(62)은 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 저부에서 개방되어, 바이패스 내에서 안내된 미여과수는 유동 방향(P2)으로 환형 간극(62) 외부로 유동할 수 있게 된다. 이 상태에서, 물 탱크 밀봉부(17)를 형성하는 내부 링(60)의 내부측(66)은 프로파일에서 하향 및 내향 경사진다. 바이패스의 설계는 도 11a 및 도 11b에 따른 확대도에서 강조되어 있다.
필터 연결 피스(23)를 갖는 필터 카트리지(22)가 삽입될 때, 엘라스토머 밀봉부(16)는 내부측(66)이 외향으로 가압되고 필터 연결 피스를 따라 실질적으로 수직으로 연장되도록 변형된다. 프로세스에서, 밀봉 립(64)은 대향 밀봉면(65) 상으로 가압되고, 따라서 환형 간극(62) 및 또한 바이패스 개구(61, 63)를 통한 바이패스가 폐쇄된다. 변형은 탱크 밀봉면(17)을 필터 밀봉면(28)에 대해 가압하고 동시에 밀봉 립(64)을 밀봉면(65)에 대해 가압하는 접촉 압력을 발생시킨다. 이 상태는 도 12 및 도 12a에 도시되어 있다.
도 11 및 도 12의 모두의 탱크 밸브 본체(13)는 연관 기기의 정지부(더 상세히 도시되어 있지 않음)에 의해 복원 스프링(67)에 대항하여 공동(50) 내로 리프팅되고 따라서 삽입된 물 탱크에 대응하는 개방 위치에 있다. 물 탱크가 기기로부터 제거되면, 탱크 밸브 본체(13)는 복원 스프링(67)의 압력 하에서 폐쇄된다.
탱크 밀봉면(18)은 엘라스토머 밀봉부(16)의 내부측(66)에 의해 형성되고 동시에 제1 탱크 고정면(18)을 구성한다. 이 측면에서, 상기에 이미 나타낸 바와 같이, 필터 밀봉면(28)에 의해 형성된 제1 필터 고정면(28)은, 필터 카트리지(5, 22)의 삽입 상태에서, 고정 및 밀봉 형태 맞춤 맞물림이 달성되는 이러한 방식으로 엘라스토머 밀봉부(16)를 변형시키는 접촉 압력 하에 있다.
필터 연결 피스(23)의 내부면에 의해 형성되는 제2 필터 고정면(68)(도 5 참조)은 제2 탱크 고정면을 형성하는 외부면(41) 상에 지지된다. 이 형태 맞춤은 마찬가지로 접촉 압력 하에서 생성된다. 본 발명에 따른 필터 연결 피스(23)의 형상은, 요구되면 탄성 방식으로 확장될 수 있는 환형 벽(69)을 형성하도록 이루어진다. 이는 대응 장력에 의해 발생하는 양호한 고정으로 공차 보상의 가능성을 야기한다. 제1 필터 고정면(28)과 제2 필터 고정면(68)의 평행하거나 상호 기울어진 형상으로 인해, 그 사이에 놓인 연결 피스(23)의 환형 파형 벽(69)은 파형 환형 스프링(70)을 형성한다. 제2 필터 고정면(68)은 또한 제2 필터 밀봉면으로서 작용할 수 있다.
도 13의 정면도에 따른 그리고 도 13a의 상세 확대도에 따른 필터 연결 피스는 볼록부(29) 및 오목부(30)를 갖는 설명된 파형 형상을 도시하고 있다. 벽 두께(W)를 갖는 필터 연결 피스(23)의 환형 벽(69)은 벽 외부측(71) 상에 제1 필터 고정면(28) 및 벽 내부측(72) 상에 제2 필터 고정면(68)을 갖는다. 벽 외부측(71)과 벽 내부측(72)은 도시되어 있는 도면에서 평행하게 연장하지만, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 축방향으로 서로를 향해 경사져 있다. 따라서, 파형 형상은 점선에 의해 나타낸 중심선(73)에 의해 추가로 예시된다.
중심선(73)은 그 반경이 가변 반경의 최대값을 갖는 외부 포락선 원(74)과, 그 반경이 파형 형상의 가변 반경의 최소 반경을 갖는 내부 포락선 원(75) 사이에서 기복을 이룬다. 중심선(73)의 볼록부(29) 및 오목부(30)는 볼록 원호(76)의 형상의 파정부(wave crests)와 오목 원호(77)의 형상의 파곡부(wave troughs)를 형성한다. 도시되어 있는 실시예에서, 모든 원호(76, 77)는 동일한 세그먼트 반경(S)을 갖는다. 원호(76, 77)의 중심점(78, 79)은 볼록 원호(76)에 대한 내부 포락선 원(75) 내에 그리고 오목 원호(77)에 대해 외부 포락선 원(74)의 외부에 놓여 있다. 볼록 원호(76)와 오목 원호(77)는 서로 접선 방향으로 병합되고 원주 둘레에 균일하게 분포되어, 회전 대칭 형상을 야기한다. 도시되어 있는 예시적인 실시예에서, 6개의 볼록 원호(76)와 6개의 오목 원호(77)가 제공되고, 이들은 30°의 각도 거리로 교번하는데, 즉 볼록 원호(76)는 서로로부터 이격하여 60°의 각도(α)로 놓여 있고 오목 원호(77)도 마찬가지이다.
세그먼트 반경의 선택 및 연관된 중심점(78, 79)의 연관된 위치를 통해, 중심선은 비교적 얕은 곡률을 갖고, 중심 원 라인(80) 주위에 파형 방식으로 연장된다. 중심선(73)은 중심 원 라인(80)과 둔각(β)으로 교차한다. 그 결과, 볼록부(29)의 호 길이는 오목부(30)의 호 길이보다 상당히 더 길고, 그 결과 볼록부(29)의 세그먼트 원호에 의해 커버된 각도(γ)는 오목부(30)에 의해 커버된 각도(δ)보다 상당히 더 크다. 이 형상은 필터 연결 피스(23)의 스프링 효과를 개선시킨다.
비교를 위해, 도면은 또한 그 세그먼트 중심점(82)이 중심선(73) 바로 위에 놓여 있는 원호(81)를 도시하고 있다. 이 실시예에서 실현되지 않은 이 프로파일은 상당히 더 작은 세그먼트 반경 및 중심선(73)에 실질적으로 수직인 프로파일을 갖는다.
내부 포락선 원(75)의 반경이 외부 포락선 원(74)의 반경의 5% 내지 15%이고 볼록 및/또는 오목 원호의 반경이 외부 포락선 원(74)의 반경의 20% 내지 35%인 반경 및 벽 두께에서 양호한 스프링 효과가 나타났다. 그에 대해(동작 위치에 대해) 평행하거나 기울어지게 연장하는 벽 외부측(71)과 벽 내부측(72) 사이의 벽 두께(W)는 바람직하게는 외부 포락선 원(74)의 반경의 5% 내지 15%이다.
도시되어 있는 예에서, 외부 포락선 원(74)은 대략 11 mm의 반경을 갖고 내부 포락선 원(75)은 대략 9.75 mm의 반경을 갖는다. 볼록 및 오목 원호의 세그먼트 반경은 대략 3.08 mm이고 그에 대해 평행하거나 기울어지게 연장하는 벽 외부측(71)과 벽 내부측(72) 사이의 벽 두께는 대략 0.9 mm이다.
도 14로부터, 설계에 따라 또한 하나 또는 2개의 필터 밀봉면(28)을 형성하는 필터 연결 피스(23)의 외부 벽(71) 및/또는 내부 벽(72)은 수직에 대해 각도(ω1 또는 ω2)만큼 경사져서, 이들이 필터 카트리지(4, 22)의 동작 위치에 대해 상부로부터 하향으로 수렴하게 된다는 것을 알 수 있다. 각도(ω1 및/또는 ω2) 주위의 이들 경사부 또는 경사부들은 엘라스토머 밀봉부(16)와 물 탱크(1)의 외부면(41) 사이의 환형 간극 내에 연결 피스(23)를 삽입할 때 삽입 보조부를 형성한다.
1: 물 탱크
2: 탱크 기부
3: 물 탱크 측벽
4: 필터 카트리지
5: 필터 하우징
6: 탱크 연결 요소
7: 필터 연결부
8: 내부
9: 필터 연결 피스
10: 체결 링
11: 센터링 요소
12: 오목부
13: 탱크 밸브 본체
14: 밀봉부
15: 핀
16: 엘라스토머 밀봉부
17: 물 탱크 밀봉부/링 밀봉부
18: 탱크 밀봉면
19: 오목부
20: 볼록부
21: 연결 영역
22: 필터 카트리지
23: 필터 연결 피스/내부 링
24: 외부 링
25: 돌출부
26: 오목부
27: 입구 스크린
28: 필터 밀봉면/외부면
29: 볼록부
30: 오목부
31: 가이드 구조체
32: 가이드 홈
33: 에지
34: 다각형 링
35: 내부 곡률
36: 벽
37: 필터 하우징
38: 계량 개구
39: 기부판
40: 센터링 맨드릴
41: 외부면
42: 오목부
43: 볼록부
44: 톱니
45: 단차부
46: 융기부
47: 간극
48: 관통 개구
49: 기부 관통 개구
50: 공동
51: 가이드 리브
52: 가이드 경사부
53: 래치 결합 돌출부
54: 기부 리브
55: 기부 부분
56: 밀봉 비드
57: 링 밀봉부
58: 밀봉 홈
59: 내부 링
60: 외부 링
61: 바이패스 개구
62: 링 간극
63: 바이패스 개구
64: 밀봉 립
65: 밀봉면
66: 내부측
67: 복원 스프링
68: 제2 필터 고정면/내부면
69: 벽
70: 환형 스프링
71: 벽 외부측
72: 벽 내부측
73: 중심선
74: 외부 포락선 원
75: 내부 포락선 원
76: 볼록 원호
77: 오목 원호
78: 중심점
79: 중심점
80: 중심 원 라인
81: 원호
82: 세그먼트 중심점
83: 전환점
84: 탱크 통로 개구
A: 축
W: 벽 두께
S: 세그먼트 반경
P1: 유동 방향
P2: 유동 방향

Claims (15)

  1. 탱크 기부(2)를 갖는 가전 제품용 물 탱크(1)이며, 필터 카트리지(4)의 밀봉 연결을 위해, 탱크 기부(2)의 벽을 통해 가전 제품으로의 물의 유동을 위한 탱크 통로 개구(84)를 둘러싸는 환형 탱크 밀봉면(13, 19)이 탱크 기부(2) 상에 제공되는, 물 탱크(1)에 있어서,
    탱크 밀봉면(18)을 바이패스하는 물 통로(61, 62, 63)가 탱크 밀봉면(18) 외부로부터 탱크 통로 개구(84)로 내향으로 제공되고, 이 물 통로(61, 62, 63)는 필터 카트리지의 삽입시 필터측 작동 요소(23)에 의해 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  2. 제1항에 있어서, 필터 카트리지(4, 22)의 탱크 밀봉면(18) 및/또는 필터 밀봉면(28)은 중심축(A)에 관련하여 가변 반경을 가져, 탱크 밀봉면(18) 및/또는 필터 밀봉면이 반경방향 오목부(19, 30) 및/또는 반경방향 볼록부(20, 29)를 포함하게 되고, 볼록부(20, 29) 및/또는 오목부(19, 30)는 둥근 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탱크 밀봉면(18)은 환형 탱크 연결 요소의 내부면을 형성하고, 상기 내부면은 탱크 통로 개구(84)의 중심축을 향해 지향하는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크 밀봉면(18) 및/또는 필터 밀봉면(28)의 오목부(19, 30) 및/또는 볼록부(20, 29)는 원형 라인(80) 주위로 주기적으로 진동하게 설계되는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 반경방향 볼록부(19) 및/또는 반경방향 오목부(20)가 미리 형성되어 있는 환형 엘라스토머 밀봉부(16)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크 밀봉면(18)은 엘라스토머 밀봉부(16)의 반경방향 볼록부(19) 및/또는 반경방향 오목부(20)의 내부측에 배열되는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크 밀봉면(18)은 중심축(A)을 향해 상부로부터 아래로 이어지는 비스듬한 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 물 탱크(1)로부터 미여과수를 위한 바이패스 채널로서, 탱크 밀봉면(18) 외부로부터 탱크 통로 개구(84)로 내향으로 탱크 밀봉면(18)을 바이패스하는 물 통로(61, 62, 63)가 탱크 기부에 제공되고 물 탱크 내부(8)로부터 엘라스토머 밀봉부(16)를 통해 연장하는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 바이패스 채널(61, 62, 63)은 엘라스토머 밀봉부(16)에 환형 간극(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 엘라스토머 밀봉부(16)는 바이패스 채널(61, 62, 63)이 폐쇄될 수 있는 폐쇄 요소(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 요소는 환형 간극(62)에서 2개의 대향하는 환형 밀봉면(64, 65)을 포함하고, 이를 통해 환형 간극(62)이 엘라스토머 밀봉부(16)의 변형에 의해 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  12. 제1항에 있어서, 필터 밀봉면(28)을 갖는 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스(23)는 적어도 필터 밀봉면(28)의 영역에서, 동작 온도에서 치수적으로 안정하고 특히 엘라스토머보다 강한 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 밀봉면(28)은 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스(23)의 외부면을 형성하고, 상기 외부면은 필터 출구 개구의 중심축(A)으로부터 이격하여 지향하는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 연결 요소의 환형 필터 연결 피스(23)는 외부 벽(71) 및/또는 내부 벽(72)을 갖고, 외부 벽 및/또는 내부 벽은, 필터 카트리지의 동작 위치에 관련하여, 외부 벽(71)과 내부 벽(72)이 상부로부터 하향으로 수렴하도록 수직에 대해 각도(ω1 및/또는 ω2)만큼 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 물 탱크(1).
  15. 하우징 외부로부터 하우징 내부를 분리하는 카트리지 하우징(5)을 구비하는 필터 카트리지(4)이며, 필터 카트리지(4)의 동작 중에 카트리지 하우징(5)의 외부 환경에 대해 개방되어 있는 필터 입구 개구(40)가 제공되고, 동작 중에 물의 유동 방향에 대해, 필터 입구 개구는 카트리지 하우징(5) 내부로 물을 채널링하기 위한 디바이스에 의해 하류로 이어지고, 이 디바이스는 적어도 하나의 필터 매체를 갖고 필터 카트리지(4) 외부로 물을 흡입하기 위해 필터 출구 개구에서 종료하는 적어도 하나의 필터 챔버를 포함하고, 필터 카트리지를 물 탱크(1)에 연결하기 위한 환형 필터 연결 피스(23)가 제공되는, 필터 카트리지(4)에 있어서,
    필터 연결 피스(23)는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 물 탱크 상에 설계되는 것을 특징으로 하는, 필터 카트리지(4).
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