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Die Erfindung betrifft eine Filterkartusche mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 stehenden Merkmalen.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Beispiel Filtersäulen einzusetzen, mit denen eine kontinuierlich durchgeführte Entsalzung beziehungsweise Vollentsalzung von Rohwasser mit Hilfe eines Filtermediums in Form von Ionenaustauscherharzen realisiert werden kann. Die
DE 2 137 796 A1 schlägt hierfür vor, in einem zylindrischen Rohr nachgeschaltete Kammern für das Anionenaustauscherharz und durch einen dicht abschließenden Boden davon getrennt, weitere Kammern für das Kationenaustauscherharz vorzusehen. Für einen Austausch des Filtermediums ist es jedoch notwendig, das Filtermedium aus den Kammern zu entleeren und wieder zu befüllen, was sich als umständlich und zeitaufwendig erwiesen hat, zumal bei einem Austausch Vorort ein erhebliches Verschmutzungsriskio durch danebengefallenes Ionenaustauscherharz besteht.
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Die
DE 43 12 580 C1 beschreibt eine Klein-Wasseraufbereitungsanlage insbesondere für Kaffeemaschinen, bei welcher über einen drucklosen Zulauf Rohwasser auf einen oder mehrere Ionenaustauschbehälter aufgegeben und diese(r) nur aufgrund der Schwerkraft durchströmt wird/werden. Mit einer Füllung des Filtermediums sollen sich 10 l bis 100 l Rohwasser aufbereiten lassen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass aufgrund der langsamen Strömungsgeschwindigkeit des Rohwassers in dem Ionenaustauschbehälter nur ein geringer Wasserdurchsatz erzielt werden kann, der sich auch durch eine größere Anzahl von hintereinandergeschalteten Ionenaustauschbehältern nicht steigern lässt.
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Die
DE 40 35 563 A1 offenbart ein Wasseraufbereitungsgerät bestehend aus einer ersten und zweiten mit Ionenaustauschmaterial befüllten Kammer, die sich in einem unteren Gehäuseabschnitt und einem oberen Gehäuseabschnitt befinden. Das Rohwasser gelangt über einen Wassereinlauf zunächst in die untere Kammer, steigt von dort über Durchgänge in die obere Kammer und verlässt diese durch einen in einem Deckel installierten Wasserauslauf. Der untere Gehäuseabschnitt ist über eine Verbindungsstange mit dem oberen Gehäuseabschnitt verschraubt, wodurch die Gehäuseabschnitte gegeneinander verspannt sind. Der Nachteil dieses bekannten Wasseraufbereitungsgerätes liegt in der fest vorgegebenen Leistung des Wasseraufbereitungsgerätes, so dass für jede Leistungsklasse spezifische obere und untere Gehäuseabschnitte vorzuhalten sind.
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Der Erfindung lag ausgehend von dieser Situation die Aufgabe zugrunde, eine Filterkartusche bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Länge variabel ist und Vorort in vorgegebene, unterschiedlich lange Filterkammern einer druckbeaufschlagten Wasseraufbereitungsanlage eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Während des Gebrauchs werden die Filterkartuschen von Rohwasser durchströmt, welches jeweils zuerst durch den Filterdeckel in den Innenraum eintritt, dort von dem darin eingeschlossenen Filtermedium aufbereitet wird und über Durchflussöffnungen in der Bodenwand abfließt.
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Bei einem Filterwechsel stehen dem Servicetechniker mit verschiedenen Filtermedien konfektionierte Filterkartuschen zur Verfügung, die aufgrund ihrer identischen Bauweise in der vorgesehenen Kombination oder auch in neuer, an die tatsächliche Wasserqualität angepasster Kombination in das Filtergehäuse eingesetzt werden. Aufgrund des durch Filterbecher und Filterdeckel gekapselten Innenraumes kann während der Demontage/Montage der Filterkartuschen kein Filtermedium austreten und Verschmutzungen verursachen.
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Unter einer dichtenden Verbindung wird eine Verbindung verstanden, die unter den zu erwartenden Betriebsbedingungen dicht ist, das heißt vorzugsweise bis 6 bar, besonders bevorzugt bis 10 bar Wasserdruck.
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Der wesentliche Vorteil einer Verbindung der Filterelemente über ihre oberen und unteren Verbindungsabschnitte liegt darin, dass die Filterelemente während der Montage lediglich nacheinander in das Filtergehäuse ohne zusätzliche Verbindungsmittel eingesetzt zu werden brauchen. Die Verbindung der Filterelemente ist bevorzugt eine Steckverbindung in axialer Richtung der Filterelemente.
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Vorteilhafterweise ist die Bodenwand an dem unteren Verbindungsabschnitt angeordnet oder Bestandteil des unteren Verbindungsabschnittes.
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Zweckmäßigerweise weist der obere Verbindungsabschnitt einen umlaufenden oberen Wandabschnitt auf und der untere Verbindungsabschnitt des benachbarten Filterelementes ist klemmend von dem umlaufenden oberen Wandabschnitt umgriffen oder umgreift diesen. Für eine druckdichte Verbindung der benachbarten Filterelemente ist der umlaufende, obere Wandabschnitt in Umfangsrichtung geschlossen. Die Begriffe „umgriffen“ und „umgreift“ verdeutlichen, dass es für die Erfindung unerheblich ist, ob der umlaufende, obere Wandabschnitt bezüglich des unteren Verbindungsabschnittes in radialer Richtung außen oder innen liegt. Unter dem Ausdruck „klemmen“ wird eine Verbindung verstanden, bei der die Bewegbarkeit eines Bauteiles durch Kraftschluss verhindert wird. Die Haltekraft muss dabei größer sein, als die auf das zu befestigende Bauteil wirkende Kraft.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der umlaufende obere Wandabschnitt auf der Oberseite des Filterdeckels angeordnet und der Filterdeckel stützt sich an einer Stirnseite und/oder einer Innenseite und/oder Außenseite der Umfangswand ab. Bei dieser Ausführungsform übernimmt der Filterdeckel neben der Funktion eines Verschlusses des Innenraumes noch die zusätzliche Funktion einer mechanischen Verbindung zu dem benachbarten Filterelement. Der obere Wandabschnitt steht in axialer Richtung gegenüber dem Filterdeckel vor und ist vorzugsweise konzentrisch zu der Umfangswand des Filterbechers ausgerichtet.
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Bei der in Rede stehenden Ausführungsform kann der Filterdeckel dichtend mit der Stirnseite verbunden sein, so dass ein Eintritt von Rohwasser in den Innenraum des Filterelementes vermieden wird, was insbesondere bei in Strömungsrichtung entfernt liegenden Filterelementen zu vermeiden ist, da es andernfalls zu einer Kontamination des bereits ganz oder teilweise aufbereiteten Wassers kommt.
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Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der umlaufende obere Wandabschnitt aus einer Innenseite und/oder Außenseite der Umfangswand gebildet und der Filterdeckel stützt sich zwischen dem umlaufenden oberen Wandabschnitt und der Bodenwand ebenfalls an der Innenseite ab. Bei dieser alternativen Ausführungsform beschränkt sich die Funktion des Filterdeckels auf den Abschluss des Innenraums, so dass ein Austritt des Filtermediums während eines Wechsels der Filterelemente wirksam vermieden wird. Die Verbindung der benachbarten Filterelemente erfolgt über die aneinander liegenden und sich in axialer Richtung überlappenden Umfangswände. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass der Filterdeckel nicht druckdicht gegenüber dem Filterbecher befestigt zu sein braucht, da sich dieser vollständig im Innenraum befindet und an dieser Stelle kein Eintritt von Rohwasser in die Filterkartusche möglich ist.
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Vorzugsweise weist der untere Verbindungsabschnitt einen umlaufenden unteren Wandabschnitt auf und bei miteinander verbundenen Filterelementen ist der obere Verbindungsabschnitt des benachbarten Filterelementes klemmend von dem umlaufenden unteren Wandabschnitt umgriffen oder umgreift diesen. Aus Dichtigkeitsgründen sollte auch der umlaufende, untere Wandabschnitt in sich geschlossen sein.
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Vorteilhafterweise ist der umlaufende untere Wandabschnitt an der Unterseite der Bodenwand ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht insbesondere ein Umschließen des nächstgelegenen, umlaufenden, oberen Wandabschnitts von außen.
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Alternativ zu der Unterseite der Bodenwand kann der umlaufende untere Wandabschnitt auch aus einer Außenseite der Umfangswand gebildet sein, der dann vorzugsweise durch den nächstgelegenen, umlaufenden oberen Wandabschnitt von außen umschlossen ist.
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Zweckmäßigerweise weisen der umlaufende obere und untere Wandabschnitt die gleiche Konizität auf. Unter der gleichen Konizität wird eine parallele Ausrichtung der zueinander ausgerichteten und gegenüberstehenden umlaufenden oberen und unteren Wandabschnitte verstanden. Die gleiche Konizität der umlaufenden Wandabschnitte verbessert die Dichtigkeit der verbundenen Filterelemente.
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Der Filterdeckel kann klemmend an der Umfangswand befestigt sein. Hierdurch lässt sich vor der Montage das Filterelement öffnen und mit dem entsprechenden Filtermedium auffüllen. Aufgrund der Klemmverbindung gelingt auch ein Wiederöffnen nach vorhergegangener Benutzung ohne zusätzliches Werkzeug, da die klemmende Verbindung verhältnismäßig unempfindlich gegen Ablagerungen und Verschmutzungen ist und sich daher auch nach längerer Gebrauchszeit lösen lässt.
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Günstigerweise greift an dem endseitig angeordneten Filterelement ein abdichtendes Bodenelement an. Das Bodenelement weist vorzugsweise eine Topfform mit einer ringförmigen Anschlusswand und mit einer die ringförmige Anschlusswand endseitig verschließenden Bodenverschlusswand auf. Mit dem Bodenelement stützt sich die Filterkartusche in axialer Richtung gegenüber dem Filtergehäuse ab. Das Bodenelement ist dichtend mit dem nächstgelegenen Filterelement verbunden, um auch an diesem Übergang einen Eintrag von Rohwasser von außerhalb der Filterkartusche zu vermeiden und, sofern ein Steigrohr vorgesehen ist, einen Eintritt des aus dem benachbarten Filterelement austretenden Reinwassers in das Steigrohr zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise ist die ringförmige Anschlusswand des Bodenelementes und der untere Verbindungsabschnitt des benachbarten Filterelementes klemmend von der ringförmigen Anschlusswand umgriffen oder umgreift diese von außen. Die ringförmige Anschlusswand kann vorzugsweise von außen an dem unteren Verbindungsabschnitt, insbesondere dem umlaufenden, unteren Wandabschnitt angreifen. Prinzipiell kann jedoch auch die ringförmige Anschlusswand innen liegen und von dem hierzu außen befindlichen, unteren Verbindungsabschnitt, insbesondere einem an der Unterseite der Bodenwand ausgebildeten umlaufenden, unteren Wandabschnitt, umgeben sein.
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Die ringförmige Anschlusswand kann die gleiche Konizität aufweisen wie der jeweils daran anliegende untere Verbindungsabschnitt, wodurch ein Zentrieren der zusammenzufügenden Bauteile Filterelement/Bodenelement vereinfacht und eine druckdichte Verbindung erzielt wird.
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Vorzugsweise ist der Innenraum des Filterelementes von einem in axialer Richtung verlaufenden Steigrohr durchsetzt. Mittels des Steigrohres fließt das Reinwasser nach einem Passieren aller Filterelemente zurück und kann auf der Oberseite der Filterkartusche abgenommen werden. Das Steigrohr ist vorzugsweise segmentartig aufgebaut, wobei jedem Filterelement ein Segment des Steigrohres zugeordnet ist. Im axialen Verlauf des Steigrohres erfolgt kein Zufluss von Wasser; dieses tritt ausschließlich im Bereich des Bodenelementes in das Steigrohr ein.
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Vorteilhafterweise ist das Steigrohr zentrisch innerhalb des Filterbechers angeordnet. Hierdurch lassen sich die Filterelemente besonders einfach stapeln, ohne dass einzelne Filterelemente in Umfangsrichtung zeitraubend ausgerichtet oder mit einer zusätzlichen Montagehilfe versehen werden müssen.
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Günstigerweise sind die Umfangswand und/oder die Bodenwand und/oder das Steigrohr aus einer einstückig, integralen Baueinheit gebildet. Unter dem Begriff „einstückig“ wird eine Baueinheit verstanden, die nicht zerstörungsfrei in weitere Einzelteile zerlegt werden kann. Vorzugsweise ist diese integrale Baueinheit aus Kunststoff gefertigt, um Korrosion zu verhindern und die Fertigungskosten sowie die Masse niedrig zu halten. Besonders bevorzugt ist eine Herstellung im Spritzgussverfahren.
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Das Steigrohr kann durch die Bodenwand hindurchgeführt oder an der Bodenwand angeformt sein, wobei die zweitgenannte Ausführungsform besonders günstig für das Spritzgussverfahren geeignet ist.
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Zweckmäßigerweise ist an einem ersten Ende des Steigrohres eine Muffe ausgeformt. Eine Muffe ist ein Bauelement zur unterbrechungsfreien Verbindung zweier Rohre oder Kabel und das Gegenstück zum Nippel. Der Nippel ist im vorliegenden Fall das Steigrohr des benachbarten Filterelementes. Somit dient die Muffe der Verbindung des Steigrohres eines ersten Filterelementes mit dem Steigrohr eines daran anschließenden, zweiten Filterelementes.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Muffe in die Bodenwand integriert ist. Hierdurch ist die Muffe ortsfest gegenüber dem zugehörigen Filterelement gehalten und der darunter liegende Endabschnitt des Steigrohres braucht lediglich in die Muffe eingeführt zu werden. Die Muffe weist hierzu vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser als das Steigrohr auf, der mitunter für eine effektive Abdichtung auch konisch zulaufen kann.
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Günstigerweise weist ein zweites, dem ersten Ende gegenüberliegendes Ende des Steigrohres eine derartige Länge auf, dass dieses in die Muffe des benachbarten Filterbechers hineinstößt. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Muffe mit der Unterseite der Bodenwand abschließt und das Steigrohr gegenüber der Umfangswand in axialer Richtung vorsteht. Alternativ hierzu kann auch die Muffe gegenüber der Bodenwand vorstehen und das Steigrohr gegenüber der Umfangswand zurückversetzt sein oder mit dieser abschließen. Wesentlich ist stets, dass die Muffe und das Steigrohr in zusammengefügter Position zweier benachbarter Filterelemente überlappend ineinandergesteckt sind.
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Für ein einfaches Stapeln oder Entstapeln der Filterkartuschen, kann an der Umfangswand eine Griffvorrichtung ausgebildet sein. Hierdurch wird das Positionieren und Ausrichten der Filterelemente in einem Filtergehäuse während der Montage vereinfacht. Nach Ablauf der Betriebszeit müssen die Filterelemente aus dem in der Regel zylindrischen und eng anliegenden Filtergehäuse herausgezogen werden, wobei die Filterelemente zumindest teilweise noch mit Wasser gefüllt und entsprechend schwer sind. Eine Entnahme gestaltet sich bei einem Greifen der Umfangswand oder des Filterdeckels ohne zusätzliche Griffvorrichtung als äußerst schwierig.
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Die Erfindung ist auch an einer Filtervorrichtung mit einem Filtergehäuse und mit einer darin angeordneten Filterkartusche verwirklicht, wobei das Filtergehäuse eine topfförmige Filterkammer sowie einen diese druckdicht verschließenden Filterkammerdeckel aufweist und durch den Filterkammerdeckel ein Anschlussstutzen und ein Rohrstutzen hindurchgeführt sind. Unter einem Anschlussstutzen und einem Rohrstutzen wird jeweils ein kurzes, durch den Filterkammerdeckel hindurchreichendes Stück Rohr verstanden. Der Anschlussund/oder Rohrstutzen kann auch mit einem Flanschanschluss versehen sein. An den Anschluss- und/oder Rohrstutzen kann beispielsweise eine Wasserleitung angeschlossen werden, wobei vorteilhafterweise das Rohwasser über den Anschlussstutzen einströmt und das Reinwasser über den Rohrstutzen abfließt.
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Das Filtergehäuse ist üblicherweise ortsfest in einem Gebäude angebracht. Nach einem Verbinden des Anschlussstutzens mit der Wasserleitung wird das Filtergehäuse mit Rohwasser entsprechend dem anliegenden Leitungsdruck beaufschlagt.
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Vorzugsweise ist in geschlossenem Zustand von Filterkammer und Filterkammerdeckel der Anschlussstutzen an ein Verteilelement angeschlossen, welches das einströmende Rohwasser auf der Oberseite des nächstgelegenen Filterdeckels verteilt. Als Verteilelement kann vorteilhafterweise ein Schlauch dienen, der auf den nächstgelegenen Filterdeckel lose aufgelegt ist. Für eine besonders gleichmäßige Verteilung des einströmenden Rohwassers über den Querschnitt der Filterkartusche hinweg, kann der Schlauch mehrere in axialer Richtung versetzt angeordnete Austrittsöffnungen aufweisen.
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In geschlossenem Zustand von Filterkammer und Filterkammerdeckel kann der Rohrstutzen dichtend mit dem Steigrohr verbunden sein. Hierdurch wird vermieden, dass Rohwasser mit dem bereits aufbereiteten Reinwasser vermischt wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rohrstutzen in Richtung der Filterkammer in seiner axialen Richtung längenvariabel vorgespannt. Da sich die Toleranzen der zusammengesetzten Filterelemente aufaddieren und zudem die Filterkartusche inklusive der zusammengesetzten Steigleitung unter Vorspannung steht, sorgt der längenvariabel vorgespannte Rohrstutzen für einen entsprechenden Ausgleich, wodurch wiederum die Dichtigkeit erhöht wird.
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Günstigerweise verbleibt zwischen der Filterkartusche und einer Innenwand der Filterkammer ein freier Ringraum. Dieser Ringraum füllt sich während des Betriebes mit Rohwasser und trägt zur Druckentlastung der Filterelemente bei, da im Ringraum der Wasserdruck des beaufschlagten Rohwassers herrscht. Dieser wiederum verhindert wirksam ein Aufblähen der Umfangswand durch den innerhalb des jeweiligen Filterelementes herrschenden Wasserdruck.
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Die Größe der Filterkammer kann zweckmäßigerweise stets derart beschaffen sein, dass eine vorgegebene ganze Zahl von Filterelementen darin aufeinander stapelbar ist. Andernfalls wäre die zusammengesetzte Filterkartusche zu kurz und keine Abdichtung der Filterelemente untereinander sowie mit dem Bodenelement nicht möglich. Sofern die angestrebte Wasserqualität mit weniger Filterelementen erreicht wird als für das Erreichen der benötigten Länge der Filterkartusche notwendig sind, können in die Filterkammer auch Filterelemente ohne Filtermedium eingesetzt werden, mit dem Ziel, die für die Filterkammer notwendige Länge der Filterkartusche zu erreichen.
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Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigen die
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1: einen Querschnitt durch drei aufeinandergestapelte Filterelemente mit aufgesetzten Filterdeckeln gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2: einen Querschnitt durch einen Filterdeckel gemäß 1;
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3: einen Querschnitt durch einen Filterbecher;
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4: einen Querschnitt durch ein Bodenelement;
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5: einen Querschnitt durch ein Filterelement gemäß einer zweiten Ausführungsform mit in den Filterbecher eingeschobenem Filterdeckel;
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6: einen Querschnitt durch zwei Filterelemente gemäß einer dritten Ausführungsform mit jeweils in den Filterbecher eingeschobenem Filterdeckel und
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7: einen Querschnitt durch eine Filtervorrichtung mit Filtergehäuse und darin angeordneter Filterkartusche gemäß 1.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Filterkartusche 1 bestehend aus drei Filterelementen 3a, 3b, 3c und einem das endseitige Filterelement 3c abschließenden Bodenelement 17. Jedes Filterelement 3a, 3b, 3c weist einen topfförmigen Filterbecher 4 auf, der aus einer Umfangswand 5a und einer diese endseitig verschließenden Bodenwand 5b gebildet ist. In jedem Innenraum 7 der Filterelemente 3a, 3b, 3c befindet sich ein Filtermedium 34, das hinsichtlich seiner Beschaffenheit in Abhängigkeit der Qualität des Rohwassers und/oder auch dem Anspruch an das Reinwasser identisch oder verschieden sein kann. Grundsätzlich ist es auch möglich, eines oder mehrere der Filterelemente 3a, 3b, 3c gar nicht mit einem Filtermedium 34 zu bestücken und das jeweilige Filterelement 3a, 3b, 3c lediglich als leeren Platzhalter in die Filterkartusche 1 einzusetzen, um die für das Filtergehäuse 2 (siehe 7) vorgesehene Länge der Filterkartusche 1 zu erreichen. Grundsätzlich sind die zusammen eingesetzten Filterelemente 3a, 3b, 3c identisch ausgestaltet, um möglichst lediglich einen einzigen Typ der Filterelemente 3a, 3b, 3c herstellen und bevorraten zu müssen.
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Jeder Filterbecher 4 ist mit einem Filterdeckel 6 verschlossen, so dass weder während des Transportes der Filterelemente 3a, 3b, 3c noch während des Betriebes oder dessen Auswechselns das Filtermedium 34 entweichen kann.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform gemäß 1 ist der Filterdeckel 6 auf eine Stirnseite 13 (siehe 3) der Umfangswand 5a aufgesetzt und kraftschlüssig damit verbunden. Der Filterdeckel 6 des Filterelementes 3b, 3c übernimmt darüber hinaus die Funktion eines oberen Verbindungsabschnittes 10b, indem dieser einen unteren Verbindungsabschnitt 10a des darüber angeordneten Filterelementes 3a, 3b umschließt. Den Filterdeckel 6 in Alleinstellung zeigt 2.
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Der obere Verbindungsabschnitt 10b ist aus einem umlaufenden, oberen Wandabschnitt 14 gebildet, der kranzartig gegenüber einer Oberseite 11 des Filterdeckels 6 in axialer Richtung vorsteht. Eine Innenseite 35 des umlaufenden, oberen Wandabschnittes 14 läuft in Richtung des Innenraums 7 konisch zu. Der untere Verbindungsabschnitt 10a ist aus einem umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 der Umfangswand 5a gebildet, der vorzugsweise in Richtung des Filterdeckels 6 konisch aufgeweitet ist. Der umlaufende, untere Wandabschnitt 15 ist reibschlüssig in den umlaufenden, oberen Wandabschnitt 14 eingeschoben, so dass hieraus eine druckdichte, klemmende Verbindung resultiert. Durch ein Auseinanderziehen der umlaufenden Wandabschnitte 14, 15 in axialer Richtung lassen sich die jeweiligen Filterelemente 3a, 3b, 3c für eine Demontage wieder separieren.
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Um eine möglichst genaue Ausrichtung und darüber hinaus druckdichte Verbindung der Filterelemente 3a, 3b, 3c untereinander zu erzielen, entspricht die Konizität des umlaufenden, unteren Wandabschnittes 15 der Konizität des umlaufenden, oberen Wandabschnittes 14. Die entsprechenden umlaufenden Wandabschnitte 14, 15 weisen somit eine überlappende, flächenartige Berührung auf.
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Während des Betriebes strömt das aufzubereitende Rohwasser zunächst durch im Filterdeckel 6 angeordnete erste Durchflussöffnungen 8 in den Innenraum 7 des Filterelementes 3a und verlässt diesen wieder nach Passieren des Filtermediums 34 durch in der Bodenwand 5 ausgebildete zweite Durchflussöffnungen 9. Von den zweiten Durchflussöffnungen 9 gelangt das nunmehr einstufig aufbereitete Wasser in die ersten Durchflussöffnungen 8 des nächstgelegenen Filterelementes 3b, durchströmt den zugehörigen Innenraum 7 und verlässt das Filterelement 3b durch die entsprechenden zweiten Durchflussöffnungen 9 in der Bodenwand 5b. In Abhängigkeit der eingesetzten Anzahl von Filterelementen 3a, 3b, 3c lässt sich eine entsprechende Anzahl von Filterstufen in die Filterkartusche 1 einbauen.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung kommt in Verbindung mit einem in 1 nicht und in 7 besonders gut zu erkennenden Steigrohr 19 zum Einsatz, welches das aus dem Filterelement 3c austretende Wasser zurück zu einer Wassereintrittsseite 36 der Filterkartusche 1 leitet. Hierfür ist es notwendig, dass die Filterkartusche 1 endseitig mittels eines Bodenelementes 17 verschlossen ist, welches von außen an dem umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 des Filterelementes 3c klemmend befestigt ist.
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Das Bodenelement 17 weist hierfür eine Becherform mit einer ringförmigen Anschlusswand 18 und einer diese zentrisch abschließenden Bodenverschlusswand 32 auf. Die Anschlusswand 18 verläuft komplementär zu dem umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 und ist von außen auf diesen aufgeschoben.
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Die 3 stellt weitere Details des Filterbechers 4 entsprechend der in 1 gezeigten Ausführungsform dar. An der Umfangswand 5a greift an gegenüberliegenden Seiten, benachbart zu der Stirnseite 13, eine Griffvorrichtung 23 in Form eines schwenkbaren Henkels an. Mit Hilfe der Griffvorrichtung 23 lassen sich die Filterelemente 3a, 3b, 3c nacheinander in das Filtergehäuse 2 (siehe 7) absenken und im Rahmen eines Wechsels die Filterelemente 3a, 3b, 3c einzeln wieder entnehmen.
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Zentrisch innerhalb des Filterbechers 4 ragt das Steigrohr 19 rechtwinklig zu der Bodenwand 5a in Richtung der Stirnseite 13 empor und ist dabei in axialer Richtung von der Umfangswand 5a überlappt. Im Bereich der Bodenwand 5b geht das Steigrohr 19 mit seinem ersten Ende 20 in eine Muffe 22 über, die wiederum fest in die Bodenwand 5b eingesetzt ist. Vorzugsweise ist der gesamte Filterbecher 4 mit der Umfangswand 5a, der Bodenwand 5b und dem Steigrohr 19 nebst Muffe 22 als einstückiges Kunststoffteil hergestellt.
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Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei welcher der Filterdeckel 6 zentrisch in Richtung des Innenraums 7 eingeschoben wurde und sich seitlich an einer Innenseite 12 der Umfangswand 5a abstützt. Der Filterdeckel 6 ist reibschlüssig in die Umfangswand 5a eingesetzt, wobei diese nicht zwingend druckdicht beschaffen zu sein braucht. Der Filterdeckel 6 dient lediglich dem Zweck, das Filtermedium (siehe 1) innerhalb des Innenraums 7 zu halten, wohingegen die druckdichte Verbindung gegen in die Filterkartusche 1 eindringendes Rohwasser durch den ersten unteren und oberen Verbindungsabschnitt 10a, 10b realisiert wird.
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Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ist der untere Verbindungsabschnitt 10a des Filterelementes 3a aus dem umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 der Umfangswand 5a gebildet, welcher unmittelbar in den umlaufenden, oberen Wandabschnitt 14 des Filterelementes 3b eingeschoben ist. Der umlaufende, obere Wandabschnitt 14 des oberen Verbindungsabschnittes 10b ist durch die Innenseite 12 in einem Bereich zwischen Filterdeckel 6 und Stirnseite 13 der Umfangswand 5a definiert. Der umlaufende, obere Wandabschnitt 14 und der umlaufende, untere Wandabschnitt 15 weisen die gleiche Konizizät auf und sind durch eine reibschlüssige Klemmverbindung miteinander verbunden.
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In der 6 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit zwei beabstandet übereinanderstehenden Filterelementen 3a, 3b gezeigt, die jeweils einen unteren Verbindungsabschnitt 10a aufweisen, der unmittelbar an der Bodenwand 5b angreift. Die Bodenwand 5b weist hierfür an ihrer Unterseite 16 einen in Richtung des benachbarten Filterelementes 3b vorstehenden umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 auf, dessen Innendurchmesser größer gewählt ist als der maximale Außendurchmesser der Umfangswand 5a des Filterelementes 3b.
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Bei einem weiteren Absenken des Filterelementes 3a auf das darunter befindliche Filterelement 3b kommt der umlaufende, untere Wandabschnitt 15 des Filterelementes 3a in Wirkverbindung mit dem umlaufenden, oberen Wandabschnitt 14 des Filterelementes 3b, welcher aus einer Außenseite 31 der Umfangswand 5a gebildet ist. Zeitgleich schiebt sich die Muffe 22 des Filterelementes 3a über ein zweites Ende 21 des Steigrohres 19 des Filterelementes 3b und stellt dadurch eine dichtende Verbindung her.
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Prinzipiell ist es auch möglich, anstelle des an der Innenseite 12 der Umfangswand 5a abgestützten Filterdeckels 6 einen an der Stirnseite 13 der Umfangswand 5a befestigten Filterdeckel 6 entsprechend der Ausführungsform gemäß 1 vorzusehen. Bei einer derartigen, in dieser Kombination nicht gezeigten Ausführungsform wäre der obere Verbindungsabschnitt 10b ausschließlich am Filterdeckel 6 angeordnet und der umlaufende, obere Wandabschnitt 14 des Filterdeckels 6 wäre entweder in den an der Bodenwand 5b ausgeformten umlaufenden, unteren Wandabschnitt 15 hineingesteckt oder würde diesen von außen umschließen.
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Die 7 verdeutlicht in einem Querschnitt eine betriebsbereite Kombination von Filterkartusche 1 und Filtergehäuse 2. Das Filtergehäuse 2 weist eine endseitig geschlossene, zylindrische Filterkammer 24 auf, die mittels eines Filterkammerdeckels 25 druckdicht verschließbar ist. Hierfür kann der Filterkammerdeckel 25 gegen die Filterkammer 24 über Knebelschrauben 37 und eine zwischen Filterkammerdeckel 25 und Filterkammer 24 befindliche O-Ringdichtung 38 verspannt werden.
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In dem Filterkammerdeckel 25 ist exzentrisch ein Anschlussstutzen 26 angeordnet, der an ein Verteilelement 27 in Form eines Schlauchstückes angeschlossen ist und über den Rohwasser auf die Filterkartusche 1 aufgegeben wird. Für eine gleichmäßige Verteilung des Rohwassers über der Filterkartusche 1 und einen hohen Durchsatz weist das Verteilelement 27 mehrere in axialer Richtung zueinander versetzte Austrittsöffnungen 33 auf.
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Das Wasser durchströmt die Filterkartusche 1 in dem durch Pfeile angedeuteten Fließweg. Darüber hinaus überströmt das aus dem Verteilelement 27 austretende Rohwasser auch den Filterdeckel 6 und sammelt sich in einem Ringraum 30 zwischen der Filterkartusche 1 und einer Innenwand 29 der Filterkammer 24.
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Durch diese konstruktive Maßnahme herrscht innerhalb der Filterkartusche 1 annähernd derselbe Druck wie in dem Ringraum 30, so dass die Wandstärke der Filterelemente 3a, 3b, 3c geringer ausgeführt werden kann als wenn der gesamte Wasserdruck ausschließlich von innen auf die Filterelemente 3a, 3b, 3c wirken würde.
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Das Rohwasser durchströmt nacheinander zunächst die Filterelemente 3a, 3b, 3c und gelangt von dort in das Bodenelement 17. Vom Bodenelement 17 tritt das zu Reinwasser aufbereitete Rohwasser in das Steigrohr 19 ein. In der gezeigten Ausführungsform ragt auf der Unterseite 16 der Bodenwand 5b des Filterelementes 3c die Muffe 22 hervor, welche integraler Bestandteil des im Innenraum 7 verlaufenden Steigrohres 19 ist. An jedem Filterelement 3a, 3b, 3c ist ein Steigrohr 19 angeordnet, so dass bei zusammengesetzter Filterkartusche 1 ein segmentartig zusammengesetzter Rohrzug entsteht.
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Dem Steigrohr 19 des Filterelementes 3a steht der zentrisch und druckdicht in den Filterkammerdeckel 25 eingesetzte Rohrstutzen 28 gegenüber, welcher beim Befestigen des Filterkammerdeckels 25 an der Filterkammer 24 dichtend mit dem Steigrohr 19 in Wirkeingriff gelangt. Durch den Rohrstutzen 28 kann das aufbereitete Reinwasser einem nicht gargestellten Leitungsnetz zugeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filterkartusche
- 2
- Filtergehäuse
- 3a–c
- Filterelement
- 4
- Filterbecher
- 5a
- Umfangswand
- 5b
- Bodenwand
- 6
- Filterdeckel
- 7
- Innenraum
- 8
- erste Durchflussöffnung
- 9
- zweite Durchflussöffnung
- 10a
- unterer Verbindungsabschnitt
- 10b
- oberer Verbindungsabschnitt
- 11
- Oberseite Filterdeckel
- 12
- Innenseite Umfangswand
- 13
- Stirnseite Umfangswand
- 14
- umlaufender oberer Wandabschnitt
- 15
- umlaufender unterer Wandabschnitt
- 16
- Unterseite Bodenwand
- 17
- Bodenelement
- 18
- ringförmige Anschlusswand Bodenelement
- 19
- Steigrohr
- 20
- erstes Ende Steigrohr
- 21
- zweites Ende Steigrohr
- 22
- Muffe
- 23
- Griffvorrichtung
- 24
- Filterkammer
- 25
- Filterkammerdeckel
- 26
- Anschlussstutzen
- 27
- Verteilelement
- 28
- Rohrstutzen
- 29
- Innenwand Filterkammer
- 30
- Ringraum
- 31
- Außenseite Umfangswand
- 32
- Bodenverschlusswand Bodenelement
- 33
- Austrittsöffnungen Rohwasser
- 34
- Filtermedium
- 35
- Innenseite oberer Wandabschnitt
- 36
- Wassereintrittsseite
- 37
- Knebelschrauben
- 38
- O-Ringdichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2137796 A1 [0002]
- DE 4312580 C1 [0003]
- DE 4035563 A1 [0004]
