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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Rückspülfilter zum Filtern von Trink- oder Brauchwasser, welcher von einer Betriebsstellung, bei welcher Wasser vom Einlass durch den Filter zum Auslass geleitet wird, zum Rückspülen in eine Rückspülstellung umschaltbar ist, bei welcher Wasser vom Einlass in umgekehrter Richtung durch den Filter zum Ablauf leitbar ist enthaltend:
- (a) ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass;
- (b) eine an dem Gehäuse vorgesehene Filtertasse mit einem verschließbaren Ablauf;
- (c) ein zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag axialbeweglich geführtes Filterelement mit einem oberen Filterabschnitt und einem unteren Filterabschnitt, welches derart in der Filtertasse angeordnet ist, dass ein mit dem Einlass verbindbarer äußerer Ringraum zwischen dem unteren Filterabschnitt und der Filtertasse gebildet ist;
- (d) einen Ringvorsprung außen auf dem Filterelement zwischen dem oberen Filterabschnitt und dem unteren Filterabschnitt zum Trennen des äußeren Ringraums vom Bereich außerhalb des oberen Filterabschnitts, wobei der Ringvorsprung mit einer Schulter auf der Innenwandung der Filtertasse derart zusammenwirkt, dass
(i) die Verbindung vom Einlass zum äußeren Ringraum in einer oberen Stellung des Filterelements geöffnet ist und in einer unteren Stellung des Filterelements blockiert ist; und
(ii) die Verbindung vom Einlass zum Bereich außen um den oberen Filterabschnitt in der oberen Stellung des Filterelements blockiert ist und der unteren Stellung des Filterelements geöffnet ist.
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Wasserfilter dienen dazu, Trink- oder Brauchwasser zu filtern. Dabei bleiben Schmutzpartikel im Filtermaterial hängen. Mit der Zeit setzt sich das Filtermaterial zu. Dann gelangt weniger oder gar kein Wasser mehr durch den Filter. Es ist also erforderlich, den Filter regelmäßig zu reinigen oder zu erneuern. Es gibt Filter mit mit Filtermaterial, das vollständig ausgetauscht wird. Bei Rückspülfiltern wird die Strömung durch das Filtermaterial regelmäßig umgekehrt. Dann werden die Schmutzpartikel im Filtermaterial von der Strömung mitgerissen und das Rückspülwasser durch einen Ablauf entsorgt.
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Stand der Technik
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EP 1 688 170 B1 der Anmelderin offenbart einen Rückspülfilter, bei dem zwei Filter vorgesehen sind. Ein erster Filter zum Filtern des Wassers in einer Betriebsstellung und ein zweiter Filter zum Filtern des für die Rückspülung vorgesehenen Wassers.
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DE 10 2009 003 343 A1 der Anmelderin offenbart eine Filteranordnung mit einem in einer Filtertasse angeordneten Rückspülfilter. Der Filter weist am unteren Ende der Filtertasse einen Ablauf auf, der mit einem Kugelhahn verschlossen ist. Wenn der Kugelhahn geöffnet wird, entsteht eine Druckdifferenz, durch welche die Filteranordnung hydraulisch in eine Rückspülstellung bewegt ist. Die Anordnung erfordert neben dem Kugelhahn mehrere Ringräume, welche nur mit einem großen Durchmesser der Filtertasse zu verwirklichen sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen schlankeren Rückspülfilter zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Rückspülfilter der eingangs genannten Art gelöst, enthaltend
- (e) ein Ventilschließkörper zum Verschließen des Ablaufs fest an dem Filterelement befestigt ist, welches einer Bewegung des Filterelements folgt;
- (f) das Filterelement fest mit einem Kraftübertragungselement verbunden ist, über welches eine Axialbewegung des Filterelements mechanisch erzeugbar ist.
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Anders als bei bekannten Anordnungen wird das Filterelement nicht hydraulisch, sondern mechanisch bewegt. Bekannte Anordnungen öffnen erst einen Kugelhahn und erzeugen hydraulische Kräfte. Diese hydraulischen Kräfte bewirken eine Bewegung des Filterelements. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Filterelement bewegt und dabei das Ventil geöffnet oder geschlossen. Das Kraftübertragungselement, das Filterelement und der Ventilschließkörper bilden eine gemeinsam bewegbare Komponente. Wenn also eine mechanische Kraft auf das Kraftübertragungselement ausgeübt wird, wird der Ventilschließkörper in Öffnungs- oder Schließrichtung axial bewegt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung erfordert keinen Kugelhahn am Ablauf und keinen doppelten Boden mit einem hydraulisch betätigten Ventil. Dadurch kann die gesamte Anordnung einfacher ausgebildet werden, ist schlanker und kostengünstiger Herstellbar.
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Das Kraftübertragungselement kann insbesondere mit einem von Hand betätigbaren Stellgriff zusammenwirken, mit welchem eine manuell ausgeübte Kraft auf das Filterelement übertragbar ist. Es kann aber auch ein Motor vorgesehen sein, welcher die Bewegung des Filterelements bewirkt. Der Stellgriff kann eine Axialbewegung durchführen, die auf das Kraftübertragungselement übertragen wird. Es ist aber auch möglich, einen drehbaren Stellgriff zu verwenden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement einen unverdrehbar gehaltenen, axialbeweglichen Gewindering umfasst, der mit einer drehbar gelagerten Gewindespindel zusammenwirkt, wobei die Gewindespindel in axialer Richtung unbeweglich ist. Die Gewindespindel hat ein Außengewinde, dass in das Innengewinde des Gewinderings eingreift. Wenn die in axialer Richtung unbewegliche Gewindespindel gedreht wird, wird der unverdrehbare Gewindering in axialer Richtung bewegt. Das Filterelement mit dem Ventilschließkörper folgt dieser Axialbewegung.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewindespindel mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten, drehbaren Handgriff verbunden ist.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Impeller mit verringertem Strömungsdurchmesser innerhalb des Filterelements vorgesehen, durch welchen Wasser in der Rückspülstellung derart leitbar ist, dass es mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit entgegen der Strömungsrichtung in der Betriebsstellung durch das Filterelement fließt. Mit einer höheren Strömungsgeschwindigkeit lassen sich festsitzende Schmutzpartikel besser vom Filterelement lösen. Bei gleicher Wassermenge bewirkt der Impeller durch eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts oder durch Pulsieren eine höhere Strömungsgeschwindigkeit.
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Vorzugsweise ist der Impeller drehbar um eine Führungsstange gelagert. Durch eine Drehung des Impellers kann der Wasserstrahl nacheinander auf verschiedene Winkelbereiche des Filterelements gerichtet werden.
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Vorzugsweise sind die Führungsstange und der Impeller in axialer Richtung unbeweglich gehalten. Dann wird nur das Filterelement mit dem Ventilschließkörper bewegt. Die Führungsstange bildet die in axialer Richtung feste Führung für den Impeller. Der Impeller kann beispielsweise mit einem Sicherungsring in seiner axialen Lage gesichert werden.
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Das Filterelement ist vorzugsweise mit einem Boden verschlossen und der Boden weist eine Aufnahme für die Führungsstange auf. Der Boden kann an das Filterelement angeformt oder von unten eingeschraubt, eingesteckt oder eingeklipst werden. Die Aufnahme kann in eine Öffnung im Boden eingeschraubt oder eingesteckt werden oder an den Boden angeformt werden.
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Vorzugsweise ist der Ventilschließkörper an dem Boden des Filterelements vorgesehen. Es ist aber auch möglich, den Ventilschließkörper über Stege, Rippen oder dergleichen am Filterelement zu befestigen. Der Ventilschließkörper kann fest verbunden oder angeformt sein.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungsstange mit einem oberen Ende axial unbeweglich in einer Aufnahme in der Gewindespindel gehalten ist. Dadurch ist die Führungsstange sowohl am oberen, als auch am unteren Ende sicher gehalten.
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Vorzugsweise weist der Impeller Düsenspalte auf, welche einen schmalen, langgestreckten Strahl erzeugen. Eine Düsenspalte ist anders als rotationssymmetrische Düsen langgestreckt und nur in einer Richtung verjüngt. Die Düsenspalten können sich von oben nach unten ganz oder teilweise über die Höhe des Filterelements erstrecken. Insbesondere kann der Impeller zwei gegenüberliegende Düsenspalte aufweisen. Dann kompensieren sich die durch den Strahl erzeugten lateralen Kräfte.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düsenspalte in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. Dadurch wird eine Kompensation der lateralen Kräfte bei maximaler Strömungsgeschwindigkeit erreicht, denn jedem Höhenbereich ist immer nur eine Düsenspalte zugeordnet.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düsenspalte unter einem spitzen Winkel auf die Innenseite des Filterelements gerichtet sind. Dann wird der Impeller hydraulisch zu einer Rotation angetrieben.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Definitionen
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In dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen haben alle Begriffe eine dem Fachmann geläufige Bedeutung, welche der Fachliteratur, Normen insbesondere DIN EN 806-1 und DIN EN 1717 und den einschlägigen Internetseiten und Publikationen, insbesondere lexikalischer Art, beispielsweise www.Wikipedia.de, www.wissen.de oder www.techniklexikon.net, der Wettbewerber, forschenden Institute, Universitäten und Verbände, beispielsweise Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. oder Verein Deutscher Ingenieure, dargelegt sind. Insbesondere haben die verwendeten Begriffe nicht die gegenteilige Bedeutung dessen, was der Fachmann den obigen Publikationen entnimmt.
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Weiterhin werden hier folgende Bedeutungen für die verwendeten Begriffe zugrunde gelegt:
- Absperrung:
- ist jede Art von Einrichtung, welche einen Fluidstrom ganz oder teilweise blockiert. Typische Absperrungen sind Kugelhähne oder Ventile.
- Armatur:
- ist ein Bauteil zur Installation in oder an einer Rohrleitung oder anderen Fluidinstallation zum Absperren, Regeln oder Beeinflussen von Stoffströmen. Eine Armatur kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und wird an einer Stelle in oder an der Rohrleitung installiert. Armaturen sind beispielsweise und nicht abschließend: Anschlussvorrichtungen, Anschlussarmaturen, Hauptabsperrarmaturen, Wartungsarmaturen, Drosselarmaturen, Entnahmestellen, Entnahmearmaturen, Entleerungsarmaturen, Sicherungsarmaturen, Sicherheitsarmaturen und Stellarmaturen.
- Auslass
- ist eine ablaufseitige Öffnung in einem Gehäuse, aus welcher ein Stoffstrom herausfließen kann. Die Öffnung kann insbesondere an eine Rohrleitung oder eine weitere Armatur angeschlossen sein oder frei zur Atmosphäre hin öffnen.
- axial
- ist die Richtung der Rotationsachse von ganz oder teilweise rotationssymmetrischen Bauteilen, wie etwas Rohren oder langgestreckten Gehäusen. Bei Bauteilen ohne Rotationssymmetrie ist es die Hauptströmungsrichtung in einem Bauteilabschnitt.
- Durchgang
- ist eine Verbindung, welche Stoffströme ermöglicht.
- Einlass
- ist eine zulaufseitige Öffnung in einem Gehäuse, in welchen ein Stoffstrom hineinfließen kann. Die Öffnung kann insbesondere an eine Rohrleitung oder eine weitere Armatur angeschlossen sein oder frei zur Atmosphäre hin öffnen.
- Filter
- ist eine Einrichtung, mit welcher Feststoffe aus einem Fluidstrom zurückgehalten werden.
- Gehäuse
- Begrenzung für Stoffe, Bauteile, Instrumente und Messgeräte nach außen. Ein Gehäuse kann einteilig oder aus mehreren verbundenen Gehäuseteilen mehrteilig ausgebildet sein und aus einem oder mehreren Materialien bestehen.
- Griff
- nach außen ragendes Bauteil zum manuellen Halten oder Bewegen.
- sradial
- senkrecht zu einer axialen Richtung.
- Rohr
- Hohlkörper aus zylindrischen Abschnitten. Dient üblicherweise als Rohrleitung.
- Rückspülen
- Durchströmen einer Komponente oder von Filtermaterial in umgekehrter Richtung und Ablassen des Spülmediums nach außen
- Rückspülfilter
- Filter, welcher durch Rückspülen gereinigt wird.
- Schulter
- Übergang von Abschnitten unterschiedlicher Durchmesser oder Dicken.
- Stutzen
- Rand oder Übergangsstück an einer Öffnung.
- Ventil
- Bauteil zur Absperrung oder Regelung des Durchflusses von Fluiden.
- Ventilschließkörper
- Bauteil, welches zum Schließen eines Ventildurchgangs geeignet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Querschnitt durch eine Rückspülfilteranordnung mit einem Filter und einem Hilfsfilter zum Filtern des Rückspülwassers in Betriebsstellung.
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2 entspricht der Darstellung in 1 in Rückspülstellung.
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3 ist ein Querschnitt durch die Anordnung aus 1 entlang der Schnittlinie C-C.
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4 ist ein Querschnitt durch die Anordnung aus 1 entlang der Schnittlinie F-F.
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5 ist eine Explosionsdarstellung des oberen Teils der Anordnung aus 1.
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6 ist eine Explosionsdarstellung des unteren Teils der Anordnung aus 1 mit einem Impeller.
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7 ist eine separate Darstellung des Filterelements für die Anordnung aus 1.
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8 ist eine Explosionsdarstellung der gesamten in 1 gezeigten Anordnung.
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9 ist eine perspektivische Darstellung eines Reduzierrings zur gezielten Reduzierung des wirksamen Durchmessers der Filtertasse an einem ausgewählten Bereich.
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10 illustriert die Einbaulage des Reduzierrings aus 9 in der Betriebsstellung.
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11 illustriert die Einbaulage des Reduzierrings aus 9 in der Rückspülstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine Filteranordnung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Anordnung 10 dient zum Filtern von Trink- oder Brauchwasser. Die Anordnung 10 weist eine Anschlussarmatur 12 bekannter Bauart auf. Die Anschlussarmatur 12 hat einen Einlass 14 und einen koaxialen Auslass 16, mit dem sie in einer Rohrleitung (nicht dargestellt) montiert werden kann. Der Auslass 16 ist mit einem Zentralkanal 22 verbunden. Der Einlass 14 ist mit einem Ringkanal 18 verbunden, der koaxial um den Zentralkanal 22 angeordnet ist. Zentralkanal 22 und Ringkanal 18 münden in einer Verbindung 24, mit der ein Gehäuse 20 mit einem zugehörigen Anschluss angeschlossen wird. Es versteht sich, dass das Gehäuse 20 bei einem alternativen Ausführungsbeispiel statt mit dem gezeigten Anschluss beispielsweise auch mit einem planen Flansch oder mit koaxialem Einlass und Auslass direkt in die Rohrleitung eingebaut werden kann.
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Das Gehäuse 20 weist einen nach unten ragenden äußeren Anschlussstutzen 26 mit einem Innengewinde 28 auf. In das Innengewinde 28 ist eine Filtertasse 30 aus transparentem Kunststoff eingeschraubt. Es versteht sich, dass die Filtertasse 30 auch aus einem anderen Material gefertigt sein kann. Koaxial zum äußeren Anschlussstutzen 26 bildet das Gehäuse 20 einen inneren Anschlussstutzen 32. Der äußere Anschlussstutzen 26 ist mit einem Ringkanal 34 im Gehäuse 20 und so über den Ringkanal 18 mit dem Einlass 14 verbunden. Der Innenraum 38 des inneren Anschlussstutzens 32 ist mit einem Zentralkanal 36 im Gehäuse 20 und so über den Zentralkanal 22 mit dem Auslass 16 verbunden.
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In die Filtertasse 30 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Filterelement 44 aus Kunststoff auf nachstehend beschriebene Weise axialbeweglich geführt. Das Filterelement 44 weist vier vertikale Streben 54 auf. Die Streben 54 haben einen dreieckigen Querschnitt, wie dies im Querschnitt C-C in 3 gut zu erkennen ist. Zwischen den Streben 54 sind Ringsegmente 64 übereinander angeformt. Die Ringsegmente 64 liegen dicht übereinander und bilden kleine Zwischenräume. Auf das so gebildete, zylindrische Filterelement 44 ist ein Sieb 124 aufgezogen. Dies ist in 3 erkennbar. Zusammen mit den Streben 54 halten die Ringsegmente 64 und das Sieb 124 Schmutzpartikel im Wasser zurück, während das Wasser durch die Zwischenräume und das Sieb 124 nach innen fließen kann.
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Das Filterelement 44 weist in axialer Richtung zwei Filterabschnitte mit Ringsegmenten 64 und jeweils einem eigenen Siebteil auf: einen unteren, größeren Filterabschnitt 66 und einen oberen, kleineren Filterabschnitt 68. Dies ist in 1 und 2 gut zu erkennen. Der obere Filterabschnitt 68 bildet einen Hilfsfilter. Der untere Filterabschnitt 66 bildet einen Hauptfilter. Zwischen den Filterabschnitten 66 und 68 ist ein Bereich 70 ohne Zwischenräume. In dem Bereich 70 ist außen ein Ringvorsprung 72 angeformt. Der Ringvorsprung 72 weist eine Ringnut mit einer Dichtung 74 auf. Oberhalb des oberen Filterabschnitts 68 ist ein weiterer Ringvorsprung 42 vorgesehen. Der Ringvorsprung 42 weist eine Ringnut mit einer Dichtung 40 auf. Die Dichtung 40 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Nutring ausgeführt.
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Die Dichtung 40 dichtet einen zwischen den Streben 54 des Filterelements 44 und innerem Anschlussstutzen 32 gebildeten Ringraum 46 nach oben ab. Der Ringraum 46 ist in 3 zu erkennen. Es kann also kein Wasser außen am Filterelement 44 vorbei nach oben in den Auslassbereich 38 fließen. Das freie Ende des inneren Anschlussstutzens 32 bildet einen Anschlag für eine Bewegung des Filterelements 44, wenn dieses mit dem Ringvorsprung am Anschlussstutzen 32 anschlägt.
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Das Filterelement 44 ist axialbeweglich. 1 zeigt das Filterelement 44 in einer oberen Stellung. Das ist die Betriebsstellung. 2 zeigt das Filterelement 44 in einer unteren Stellung. Das ist die Rückspülstellung. Die Filtertasse 30 ist nach oben etwas aufgeweitet. Der untere Bereich 48 ist außen schlanker ausgeführt und hat innen einen geringeren Durchmesser. Dadurch ist eine Schulter 50 an der Innenwandung der Filtertasse 30 gebildet. In der Rückspülstellung liegt die Dichtung 74 unterhalb der Schulter 50 an der Innenwandung der Filtertasse 30 an. Auf diese Weise wird der Ringraum 46 in einen oberen Ringraum 58 und einen unteren Ringraum 56 getrennt. Dies ist in 2 zu erkennen. Das Wasser kann in der Rückspülstellung nicht vom unteren Ringraum 56 in den oberen Ringraum 58 fließen. In der Betriebsstellung ist die Dichtung 74 oberhalb der Schulter 50 angeordnet. Dann ist der Ringraum 46 durchgehend. Dies ist in 1 zu erkennen.
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In das untere Ende des Filterelements 44 ist ein Boden 52 eingeschraubt. Hierzu ist ein Gewinde 60 und eine Dichtung vorgesehen. Der Boden 52 verschließt das Filterelement 44. Die Bewegung des Filterelements 44 nach unten wird durch den Boden 52 nach unten begrenzt, wenn dieser am Tassenboden 84 anschlägt. In der Mittenachse bildet der Boden 52 einen Vorsprung 76, der sich in axialer Richtung nach unten erstreckt. Der Vorsprung 76 ist mit einer ebenfalls axialen Aufnahme 80 versehen, die nach oben öffnet und in der eine Führungsstange 78 aufgenommen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 80 am oberen Ende mit einem zusätzlichen Rand versehen, durch welchen die Länge der Aufnahme vergrößert wird.
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Auf das untere Ende des Vorsprungs 76 ist ein Ventilschließkörper 82 aufgesteckt. Die Filtertasse 30 bildet unterhalb des Tassenbodens 84 einen nach unten vorspringenden Ring 86. Der Ring 86 ist mit einem Außengewinde 88 versehen. Auf das Außengewinde 88 ist ein Ablaufkörper 90 aufgeschraubt. Der Tassenboden 84 ist mit einem Durchgang 92 versehen. In der Betriebsstellung ist das Filterelement 44 in einer oberen Position, die in 1 dargestellt ist. In dieser Stellung verschließt der Ventilschließkörper 82 den Durchgang 92 im Tassenboden 84. Ein Reduzierrring 85 ist in die Filtertasse 30 eingesetzt. Der Reduzierring 85 ist in 9 noch einmal separat dargestellt. Der Reduzierring liegt mit einem ersten Ringelement 87 auf dem Tassenboden 84 unmittelbar an der Innenwandung der Filtertasse 30 auf. Über Stege 91 ist das erste Ringelement 87 mit einem zweiten Ringelement 89 verbunden. Dadurch wird das zweite Ringelement 89 fest und unbeweglich in seiner Lage gehalten. Das zweite Ringelement 89 dient zur Reduzierung des Innendurchmessers der Filtertasse 30. Am unteren Rand des Filterelements 44 ist außen eine Ringdichtung 93 in einer Ringnut vorgesehen. In der Betriebsstellung, wenn sich das Filterelement 44 in einer oberen Stellung befindet, liegt die Dichtung 93 genau auf der Höhe des zweiten Ringelements 89 des Reduzierrings 85. Es können dadurch keine Schmutzpartikel an der Dichtung vorbei in den Bereich unmittelbar vor dem Tassenboden gelangen. Eine Bewegung des Filterelements 44 nach unten in die Rückspülstellung wird so nicht behindert.
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In der Rückspülstellung ist das Filterelement 44 in einer unteren Position, die in 2 dargestellt ist. In dieser Stellung ist der Ventilschließkörper 82 unterhalb des Tassenbodens 84 mit dem Durchgang 92 angeordnet. Die Dichtung 93 befindet sich auf Höhe der Stege 91, so dass Wasser mit den Schmutzpartikeln an der Dichtung 93 vorbeifließen kann. Die Filtertasse 30 ist nach unten zum Ablaufkörper 90 geöffnet. Der Ablaufkörper 90 hat eine Ablauföffnung 94, über die Wasser nach außen abfließen kann.
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Das aus Ventilschließkörper 82 und Durchgang 92 gebildete Ablaufventil macht einen zusätzlichen Kugelhahn überflüssig. Das Ablaufventil wird durch die Bewegung des Filterelements 44 geöffnet und geschlossen.
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Das Gehäuse 20 bildet am oberen Ende einen Kragen 96 mit einem Durchgang 98 nach außen. Dieser ist in 5 gut zu erkennen. Der Kragen 96 und der Durchgang 98 sind koaxial zum Filterelement 44 und zur Führungsstange 78 angeordnet. In den Durchgang 98 ist von innen eine Gewindespindel 100 eingesteckt und mit Dichtungen 102 und 104 nach außen abgedichtet. Die Gewindespindel 100 ist in axialer Richtung unbeweglich. Unterhalb des Kragens 96 ist die Gewindespindel 100 mit einem Außengewinde 106 versehen. Das Außengewinde 106 ist in ein Innengewinde 108 eines Gewinderings 110 eingeschraubt. Der Gewindering 110 ist in axialer Richtung beweglich innerhalb des von dem Kragen 96 gebildeten Hohlraums angeordnet.
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4 ist ein Querschnitt entlang der Schnittebene F-F in 1. Auf der Mittenachse ist die Führungsstange 78 angeordnet. Ein Sicherungsring 112 greift in eine Ringnut in der Führungsstange 78 und hält diese in ihrer axialen Lage fest. Der Sicherungsring 112 wird über eine Aussparung 114 in der Gewindespindel 100 eingeklipst.
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Der Gewindering 110 ist außen mit vier Längsnuten 116 in axialer Richtung versehen, die sich gleichmäßig entlang des Umfangs verteilen. Die Längsnuten erstrecken sich über die gesamte Höhe des Gewinderings 110. Vorsprünge 118 auf der Innenseite des Kragens 96 greifen in die Längsnuten 116. Auf diese Weise ist der Gewindering in axialer Richtung beweglich, aber unverdrehbar gehalten. Eine Drehung der Gewindespindel 100 führt auf diese Weise zu einer Axialbewegung des Gewinderings 110.
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Die Gewindespindel 100 erstreckt sich durch den Durchbruch 98 im Kragen 96 bis nach außen. Auf den Kragen ist ein Handgriff 120 aufgesteckt. Ein Pin 122 mit einem Vierkant ist durch eine Öffnung in dem Handgriff 120 in den oberen Teil der Gewindespindel 100 eingesteckt. Statt eines Vierkants ist auch jeder andere Mitnehmer und jede andere formschlüssige Verbindung geeignet. Eine Drehung des Handgriffs 120 führt zu einer Drehung der Gewindespindel 100 und einer Axialbewegung des Gewinderings 110. Die Gewindespindel 100 und die darin gehaltene Führungsstange 78 bleiben in axialer Richtung unbeweglich, wie in 2 gut zu erkennen ist.
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Die Streben 54 ragen nach oben über das Filterelement 44 hinaus. Der Gewindering 110 ist fest mit den Streben 54 verbunden. Der Gewindering 110 und das Filterelement 44 bilden eine axialbewegliche Einheit, die in 7 – hier ohne Sieb 124 – gesondert dargestellt ist. Zusammen mit dieser Einheit wird der Boden 52 und der Ventilschließkörper 82 in axialer Richtung bewegt. Man erkennt in 2, dass sich die Aufnahme 80 in dem Boden 52 in axialer Richtung entlang der gehäusefesten Führungsstange 78 bewegt.
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Im Innenraum des unteren Filterabschnitts 66 ist ein allgemein mit 126 bezeichneter Impeller angeordnet. Der Impeller 126 ist in 3 und 6 gut zu erkennen. Der Impeller 126 weist innen eine rohrförmige Führung 128 auf, welche sich in axialer Richtung um die Mittenachse erstreckt. Die Führungsstange 78 ist lose durch die Führung 128 geführt. Ein koaxialer äußerer Zylinderring 130 ist über Radialstege 132 mit der rohrförmigen Führung 128 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei gegenüberliegende Radialstege 132 vorgesehen. Es versteht sich, dass auch einer oder mehr Radialstege 132 vorgesehen sein können. Zwischen Zylinderring 130 und rohrförmiger Führung 128 ist ein Ringraum 134 gebildet. In dem Ringraum 134 fließt Wasser.
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Etwa um 90° winkelversetzt zu den Radialstegen 132 bildet der Zylinderring 130 zwei gegenüberliegende Düsenspalte 136. In 6 ist zu erkennen, dass sich die Düsenspalte 136 in axialer Richtung über etwa die Hälfte der Höhe des Impellers 126 erstrecken. Dabei ist eine der Düsenspalte im oberen und eine der Düsenspalte im unteren (nicht dargestellt) Bereich vorgesehen. Die Düsenspalte 136 sind unter einem spitzen Winkel auf die Innenseite des Filterelements 44 und des Siebs 124 gerichtet. Ein bei der Rückspülung aus der Öffnung der Längsdüse 136 austretender Wasserstrahl hat also eine in axialer Richtung langgestreckte Form und trifft schräg auf das Filterelement 44 und das Sieb 124. Wasser, das durch die Düsenspalte 136 hindurchgedrückt wird, treibt den Impeller zu einer Rotationsbewegung um die Mittenachse an. Das Wasser trifft also kontinuierlich auf unterschiedliche Bereiche der Innenseite des Filterelements. Sicherungsringe 170 sichern den Impeller gegen eine axiale Bewegung. Dieser bleibt in seiner axialen Lage.
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Auf dem Impeller 126 sitzt ein Deckel 140. Der Deckel 140 ist so ausgebildet, dass die Oberseite der Düsenspalte 136 verschlossen wird. Der Bereich des Ringraums 134 innerhalb des Impellers 126 hingegen bleibt nach oben offen.
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Im Folgenden wird erläutert, wie das Wasser in der in der 1 gezeigten Betriebsstellung durch die Armatur fließt. Pfeile illustrieren dabei die Fließrichtung.
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In der in 1 gezeigten Betriebsstellung ist das Filterelement 44 und der Ventilschließkörper 82 in einer oberen Stellung. Vom Einlass 14 gelangt das Wasser durch den Ringkanal 18 und die Verbindung 24 in den Ringkanal 34 im Gehäuse 20. Dies ist durch einen Pfeil 142 illustriert. Der Ringkanal 34 ist mit dem Innenraum der Filtertasse 30 verbunden. Dies ist durch einen Pfeil 144 illustriert. Im Innenraum der Filtertasse 30 sitzt das Filterelement 44. Zwischen Filtertasse 30 und Filterelement 44 ist der Ringraum 150 gebildet. Das Wasser fließt in den Ringraum 150 in Richtung der Pfeile 146. Vom Ringraum 150 fließt das Wasser in das Filterelement 44. Dabei fließt das Wasser von außen nach innen durch den unteren Filterabschnitt 66 des Filterelements 44. Dies ist durch Pfeil 148 illustriert. Schmutzpartikel bleiben im unteren Filterabschnitt 66 außen am Filterelement 44 hängen. Das gefilterte Wasser fließt im Ringraum 46 durch den unteren Filterabschnitt 66 und den oberen Filterabschnitt 68 nach oben. Dies ist durch Pfeil 152 illustriert. Es fließt dann in Richtung des Pfeils 154 durch den Zentralkanal 36 und 22 zum Auslass 16. Dort steht es zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
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Mit der Zeit setzt sich der Filter mit Schmutzpartikeln zu. Dann muss der Filter rückgespült werden. Die Rückspülstellung ist in 2 dargestellt. Zum Erreichen der Rückspülstellung wird der Handgriff 120 und damit die Gewindespindel 100 gedreht. Mit der Drehung wird, wie oben beschrieben, der Gewindering 110, das Filterelement 44 und der Ventilschließkörper 82 nach unten bewegt. Durch diese mechanische Bewegung wird der Durchgang 92 im Tassenboden 84 der Filtertasse 30 geöffnet. Wasser fließt nach unten ab.
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In der Rückspülstellung ist der Bereich oberhalb der Dichtung 74 nach unten abgedichtet. Das Wasser kann nicht mehr in den Ringraum 150 um den unteren Filterabschnitt 66 fließen. Es fließt in Richtung des Pfeils 156 durch den oberen Filterabschnitt 68 nach innen. Der Deckel 140 ist teilweise offen. Durch die so gebildete Öffnung fließt das Wasser von oben nach unten in den Ringraum 134 innerhalb des Impellers 126. Von dort wird es durch die Düsenspalte 136 von innen nach außen durch den unteren Filterabschnitt 66 und das zugehörige Sieb 124 gedrückt. Dabei werden außen anhaftende Schmutzpartikel mitgerissen. Die durch den Impeller 126 bewirkte erhöhte Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht es auch festsitzende Partikel zu lösen. Dadurch, dass die Strömung schräg auftrifft, wird der Impeller 126 in Rotation versetzt. Es wird also der gesamte Winkelbereich überstrichen und rückgespült. Die Teilung auf zwei Düsenspalte vermeidet laterale Kräfte.
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Die Dichtung 74 lässt kein Wasser nach oben fließen. Entsprechend fließt das gesamte Rückspülwasser nach unten durch den nun geöffneten Durchgang 92 ab. Anders als bei bekannten Anordnungen wird das Filterelement nicht hydraulisch nach dem Öffnen nach unten in die Rückspülstellung bewegt, sondern mechanisch durch Betätigung des Handgriffs 120. Ein Kugelhahn oder eine Membran zur Unterstützung der hydraulischen Kräfte auf das Filterelement sind nicht erforderlich. Dadurch ist die Anordnung bei gleicher Filterfläche schlanker und hat einen geringeren Durchmesser. Es werden weniger Bauteile benötigt.
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Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Illustration der in den Ansprüchen beanspruchten Erfindung. Merkmale, welche gemeinsam mit anderen Merkmalen offenbart sind, können in der Regel auch alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen, die im Text oder in den Zeichnungen explizit oder implizit in den Ausführungsbeispielen offenbart sind, verwendet werden. Maße und Größen sind nur beispielhaft angegeben. Dem Fachmann ergeben sich geeignete Bereiche aus seinem Fachwissen und brauchen hier daher nicht näher erläutert werden. Die Offenbarung einer konkreten Ausgestaltung eines Merkmals bedeutet nicht, dass die Erfindung auf diese konkrete Ausgestaltung beschränkt werden soll. Vielmehr kann ein solches Merkmal durch eine Vielzahl anderer, dem Fachmann geläufigen Ausgestaltungen verwirklicht werden. Die Erfindung kann daher nicht nur in Form der erläuterten Ausgestaltungen verwirklicht werden, sondern durch alle Ausgestaltungen, welche vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abgedeckt sind. So ist es beispielsweise möglich die Anschlussarmatur und deren Verbindung mit dem Gehäuse auf vielfältige Weise zu verändern ohne dass vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.
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Die Begriffe "oben", "unten", "rechts" und "links" beziehen sich ausschließlich auf die beigefügten Zeichnungen. Es versteht sich, dass beanspruchte Vorrichtungen auch eine andere Orientierung annehmen können. Der Begriff "enthaltend" und der Begriff "umfassend" bedeuten, dass weitere, nicht-genannte Komponenten vorgesehen sein können. Unter dem Begriff "im Wesentlichen", "vorwiegend" und "überwiegend" fallen alle Merkmale, die eine Eigenschaft oder einen Gehalt mehrheitlich, d.h. mehr als alle anderen genannten Komponenten oder Eigenschaften des Merkmals aufweisen, also bei zwei Komponenten beispielsweise mehr als 50%.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1688170 B1 [0003]
- DE 102009003343 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 806-1 [0022]
- DIN EN 1717 [0022]
