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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kartuschenaufnahme für eine Mischkartusche sowie eine Sanitärarmatur mit einer entsprechenden Kartuschenaufnahme. Derartige Sanitärarmaturen dienen insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit an einem Spülbecken, Waschbecken, Dusche und/oder Badewanne.
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Sanitärarmaturen können Mischkartuschen aufweisen, mittels denen Kaltwasser und Warmwasser zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar sind. Die Mischkartusche können in einem Armaturengehäuse der Sanitärarmaturen mithilfe einer Kartuschenaufnahme befestigt werden. Das durch die Mischkartusche gemischte Mischwasser muss von der Kartuschenaufnahme zu einer Auslauföffnung eines Auslaufs des Armaturengehäuses geleitet werden. Bei bekannten Sanitärarmaturen erfolgt dies über Flüssigkeitskanäle im Armaturengehäuse. Da das Wasser dabei mit dem Armaturengehäuse in Kontakt steht, müssen Armaturengehäuse aus einem für Trinkwasser geeignetem Material, wie zum Beispiel Messing, bestehen. Derartige Materialien sind jedoch teuer. Um auch kostengünstigere Materialien für Armaturengehäuse verwenden zu können, ist es bekannt, die Flüssigkeitskanäle innerhalb der Armaturengehäuse durch Kunststoffteile auszubilden, die einen Kontakt des Mischwassers mit dem Armaturengehäuse verhindern. Bei den Kunststoffteilen handelt es sich um Spritzgussteile, die fertigungsbedingt vergleichsweise große Querschnitte aufweisen und dadurch eine Gestaltungsfreiheit der Armaturengehäuse bzw. der Ausläufe der Armaturengehäuse reduzieren. Zudem erfordern Verbindungsstellen zwischen den Kunststoffteilen und der Kartuschenaufnahme eine aufwändige Abdichtung, um Leckagen zu verhindern. Zudem erhöhen die Kunststoffteile die Teileanzahl der Sanitärarmaturen und somit ihre Montagekosten.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung einer Kartuschenaufnahme für eine Mischkartusche angegeben werden, das eine höhere Gestaltungsfreiheit von Armaturengehäusen und eine reduzierte Bauteilanzahl ermöglicht. Zudem soll auch eine Sanitärarmatur angegeben werden, deren Kartuschenaufnahme eine höhere Gestaltungsfreiheit von Armaturengehäusen und eine reduzierte Bauteilanzahl ermöglicht.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt ein Verfahren zur Herstellung einer Kartuschenaufnahme für eine Mischkartusche bei, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines Aufnahmerohlings; und
- b) Ausbilden zumindest eines Flüssigkeitswegs an dem Aufnahmerohling durch additive Fertigung.
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Die Schritte a) und b) können insbesondere nacheinander in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
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Das Verfahren dient der additiven Herstellung einer Kartuschenaufnahme für eine Mischkartusche, die insbesondere in einem Armaturengehäuse einer Sanitärarmatur anordenbar ist. Derartige Mischkartuschen dienen dem Mischen eines Kaltwassers und Warmwassers zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur und/oder der Dosierung des gemischten Mischwassers. Die Sanitärarmatur wird regelmäßig für Spülbecken, Waschbecken, Duschen und/oder Badewannen verwendet. Das Armaturengehäuse kann insbesondere einen eine Auslauföffnung aufweisenden Auslauf aufweisen. Weiterhin kann das Armaturengehäuse insbesondere zumindest teilweise aus Messing, einer Zinklegierung und/oder Kunststoff bestehen. Das Armaturengehäuse ist an einem Träger, beispielsweise einer Arbeitsplatte, dem Spülbecken, einer Wand, dem Waschbecken, der Dusche oder der Badewanne, befestigbar. Weiterhin kann das Armaturengehäuse einen (hervorstehenden bzw. abzweigenden) Auslauf aufweisen, der starr oder bewegbar mit dem Armaturengehäuse verbunden ist. Der Auslauf kann zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein. Weiterhin kann das Armaturengehäuse eine dekorative äußere Oberfläche aufweisen. Weiterhin kann der Auslauf eine Auslauföffnung aufweisen, über die eine Flüssigkeit, insbesondere (Misch-)Wasser, abgebbar ist.
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In dem Armaturengehäuse ist eine Kartuschenaufnahme zur Aufnahme und/oder Befestigung der Mischkartusche an dem Armaturengehäuse anordenbar. Die Kartuschenaufnahme ist zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet, sodass die Mischkartusche zumindest teilweise in der Kartuschenaufnahme anordenbar ist. Die Kartuschenaufnahme kann somit beispielsweise nach Art eines Adapters ausgebildet sein, mittels dem die Mischkartusche in dem Armaturengehäuse gehalten wird. Die Kartuschenaufnahme kann direkt oder indirekt, beispielsweise durch weitere Komponenten der Sanitärarmatur, an dem Armaturengehäuse befestigbar sein.
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Mittels der Mischkartusche ist insbesondere Kaltwasser mit einer Kaltwassertemperatur und Warmwasser mit einer Warmwassertemperatur zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar. Die Kaltwassertemperatur beträgt insbesondere maximal 25 °C (Celsius), bevorzugt 1 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt 5 °C bis 20°C und/oder die Warmwassertemperatur insbesondere maximal 90°C, bevorzugt 25 °C bis 90°C, besonders bevorzugt 55 °C bis 65 °C. Die Mischkartusche ist zumindest teilweise in der Kartuschenaufnahme anordenbar und/oder an der Kartuschenaufnahme befestigbar. Zudem kann die Mischkartusche mittels eines Betätigungshebels der Sanitärarmatur betätigbar sein. Beispielsweise kann mittels des Betätigungshebels die Mischwassertemperatur und/oder eine Abgabemenge des Mischwassers einstellbar sein. Die Mischkartusche kann beispielsweise nach Art eines Einhebelmischers und/oder zumindest teilweise zylinderförmig ausgebildet sein. Ferner kann die Mischkartusche ein Kartuschengehäuse aufweisen.
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Zur Herstellung der Kartuschenaufnahme wird in einem Schritt a) zunächst ein Aufnahmerohling bereitgestellt. Der Aufnahmerohling kann zumindest teilweise aus Metall (insbesondere Edelstahl oder Messing) oder Kunststoff bestehen, oder mit einem dieser Materialien (zumindest teilweise) gebildet sein. Insbesondere kann es sich bei dem Aufnahmerohling um ein Metall-Drehteil oder ein Kunststoffspritzgussteil handeln. Der Aufnahmerohling ist insbesondere zumindest teilweise rohrförmig, hülsenförmig und/oder becherförmig ausgebildet. Zudem kann sich der Aufnahmerohling zumindest teilweise entlang einer Längsachse erstrecken. Des Weiteren kann der Aufnahmerohling an einem ersten längsseitigen Ende einen Boden aufweisen, der als Sitz für die Mischkartusche dient. Dieser Boden kann Teil der Kartuschenaufnahme oder in die Kartuschenaufnahme einsteckbar sein. In dem Boden können Zuführkanälen für das Kaltwasser und Warmwasser ausgebildet sein, über die der Mischkartusche das Kaltwasser und Warmwasser zuführbar sind. Hierzu können an die Zuführkanäle Zuführleitungen, beispielsweise nach Art von flexiblen Schlauchleitungen, für das Kaltwasser und Warmwasser anschließbar sein. Die Mischkartusche ist insbesondere über ein zweites längsseitiges Ende des Aufnahmerohlings in den Aufnahmerohling einsteckbar. Weiterhin kann der Aufnahmerohling in einer Umfangsfläche zumindest eine Öffnung aufweisen, über die das durch die Mischkartusche gemischte Mischwasser abfließen kann. Die Bereitstellung des Aufnahmerohlings erfolgt im Schritt a) insbesondere in einem Arbeitsraum eines 3D-Druckers.
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In Schritt b) wird zumindest ein Flüssigkeitsweg an dem Aufnahmerohling durch additive Fertigung ausgebildet. Der zumindest eine Flüssigkeitsweg ist insbesondere zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet und kann insbesondere eine Länge von mehr als 20 mm [Millimeter] aufweisen. Weiterhin wird der zumindest eine Flüssigkeitsweg insbesondere derart ausgebildet, dass die Öffnung des Aufnahmerohlings in den zumindest einen Flüssigkeitsweg mündet. Mittels des zumindest einen Flüssigkeitswegs ist insbesondere das Mischwasser zumindest teilweise zu der Auslauföffnung führbar. Hierbei verhindert der zumindest eine Flüssigkeitsweg insbesondere einen Kontakt des Mischwassers mit dem Armaturengehäuse.
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Bei der additiven Fertigung wird Material insbesondere Schicht für Schicht auf dem Aufnahmerohling aufgetragen und so der zumindest eine Flüssigkeitsweg dreidimensional erzeugt. Bei dem Material handelt es sich insbesondere um Metall, Kunststoff oder Kunstharz. Das Ausbilden des zumindest einen Flüssigkeitswegs erfolgt insbesondere mittels 3D-Druck bzw. mittels eines 3D-Druckers. Durch die additive Fertigung ist der zumindest eine Flüssigkeitsweg insbesondere stoffschlüssig mit dem Aufnahmerohling verbunden. Somit muss keine zusätzliche Abdichtung zwischen dem Aufnahmerohling und dem zumindest einen Flüssigkeitsweg ausgebildet werden und die Teileanzahl wird reduziert. Weiterhin kann durch die additive Fertigung der zumindest eine Flüssigkeitsweg mit einem geringeren Durchmesser bzw. geringeren Querschnitt erzeugt werden, wodurch die Gestaltungsfreiheit des Armaturengehäuses steigt.
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In Schritt b) kann der zumindest eine Flüssigkeitsweg an einer planen Fläche des Aufnahmerohlings ausgebildet werden. Bei der planen Fläche handelt es sich insbesondere um einen (äußeren) Bereich des Aufnahmerohlings, der (im Wesentlichen) flach bzw. eben ist. Die plane Fläche dient im Schritt b) insbesondere als Startbereich für die additive Fertigung des zumindest einen Flüssigkeitswegs.
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Die plane Fläche kann an einer Umfangsfläche des Aufnahmerohlings ausgebildet sein. Die plane Fläche kann sich dabei insbesondere über eine gesamte Länge des Aufnahmerohlings erstrecken.
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In Schritt a) kann ein Bauteil bereitgestellt werden, das in Schritt b) mit dem Aufnahmerohling verbunden wird. Dies kann insbesondere bedeuten, dass in Schritt a) nicht nur der Aufnahmerohling, sondern auch das Bauteil bereitgestellt wird. Dieses Bauteil wird in Schritt b) durch das Ausbilden des zumindest einen Flüssigkeitswegs mit dem Aufnahmerohling verbunden. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Auslaufelement, ein Rohr, einen Perlator oder einen Mousseur handeln.
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Das Bauteil kann eine Auslauföffnung umfassen. Durch das Verbinden des Bauteils mit dem Aufnahmerohling kann das Mischwasser insbesondere über den zumindest einen Wasserweg der Auslauföffnung des Bauteils zuführbar sein. Hierzu kann das Bauteil rohrförmig ausgebildet sein und/oder zumindest einen Flüssigkeitskanal aufweisen. Durch die Auslauföffnung kann das Mischwasser insbesondere in eine Umgebung austreten.
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In Schritt b) kann der zumindest eine Flüssigkeitsweg zumindest teilweise flach ausgebildet werden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der zumindest eine Flüssigkeitsweg in einer ersten Richtung einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein zweiter Durchmesser in einer, insbesondere zur ersten Richtung orthogonalen, zweiten Richtung. Der Unterschied von erstem Durchmesser zu zweitem Durchmesser kann z.B. mindestens einen Faktor 2, 5 oder sogar mindestens 10 betragen.
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In Schritt b) kann der zumindest eine Flüssigkeitsweg mit einem Durchmesser von maximal 10 mm [Millimeter] ausgebildet werden. Insbesondere kann der zumindest eine Flüssigkeitsweg mit einem ersten Durchmesser von maximal 10 mm und/oder mit einem zweiten Durchmesser von maximal 100 mm ausgebildet werden.
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Der Aufnahmerohling kann zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein.
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Einem weiteren Aspekt folgend wird auch eine Sanitärarmatur vorgeschlagen, die zumindest Folgendes aufweist:
- - ein Armaturengehäuse;
- - eine Kartuschenaufnahme, die nach einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt und zumindest teilweise in dem Armaturengehäuse angeordnet ist; und
- - eine Mischkartusche, die zumindest teilweise in der Kartuschenaufnahme angeordnet und zumindest teilweise über zumindest einen Flüssigkeitsweg der Kartuschenaufnahme mit einer Auslauföffnung verbunden ist.
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Durch die Herstellung der Kartuschenaufnahme mit einem hier beschriebenen Verfahren ist die Kartuschenaufnahme insbesondere stoffschlüssig mit dem zumindest einen Flüssigkeitsweg verbunden, sodass keine zusätzliche Abdichtung zwischen der Kartuschenaufnahme und dem zumindest einen Flüssigkeitsweg erforderlich ist und sich die Teileanzahl der Sanitärarmatur reduziert. Für weitere Einzelheiten wird vollumfänglich auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
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Die vorgeschlagene Erfindung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispielen nicht beschränkt werden soll. Insbesondere können Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte extrahiert und mit anderen Teilen der Beschreibung kombinieren werden. Es zeigt beispielhaft und schematisch:
- 1: ein erste Ausführungsvariante eines Aufnahmerohlings in einer perspektivischen Darstellung;
- 2: eine Kartuschenaufnahme mit einer Mischkartusche in einer perspektivischen Darstellung;
- 3: eine Sanitärarmatur in einem Längsschnitt; und
- 4: die Sanitärarmatur in einer perspektivischen Darstellung.
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Die 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Aufnahmerohlings 3 in einer perspektivischen Darstellung. Der Aufnahmerohling 3 ist rohrförmig ausgebildet und weist an einer Umfangsfläche 6 eine plane Fläche 5 auf. Durch die plane Fläche 5 erstreckt sich eine Öffnung 12.
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Die 2 zeigt eine Kartuschenaufnahme 1 mit einer Mischkartusche 2 in einer perspektivischen Darstellung. Bei der Herstellung der Kartuschenaufnahme 1 wurde in einem Schritt a) zunächst eine zweite Ausführungsvariante eines Aufnahmerohlings 3 bereitgestellt. Die zweite Ausführungsvariante des Aufnahmerohlings 3 unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten ersten Ausführungsvariante des Aufnahmerohlings 3 lediglich dadurch, dass die Umfangsfläche 6 an einem ersten längsseitigen Ende 13 einen reduzierten Durchmesser aufweist. Nach der Bereitstellung des Aufnahmerohlings 3 in Schritt a) wurde in einem Schritt b) ein Flüssigkeitsweg 4 an dem Aufnahmerohling 3 durch additive Fertigung ausgebildet. Der Flüssigkeitsweg 4 ist rohrförmig und erstreckt sich von einer wie in der 1 gezeigt ausgebildeten planen Fläche 5 des Aufnahmerohlings 3 bis zu einem auskragenden Ende 14 nach außen. Eine wie in der 1 gezeigt ausgebildete Öffnung 12 des Aufnahmerohlings 3 mündet in den Flüssigkeitsweg 4. Die Mischkartusche 2 ist in ein zweites längsseitiges Ende 15 der Kartuschenaufnahme 1 einsteckbar.
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Die 3 zeigt eine Sanitärarmatur 10 in einem Längsschnitt. Die Sanitärarmatur 10 umfasst ein Armaturengehäuse 11 mit einem Auslauf 16. Die Kartuschenaufnahme 1 ist innerhalb eines sich entlang einer Längsachse 21 erstreckenden rohrförmigen Abschnitts des Armaturengehäuses 11 angeordnet. Die Mischkartusche 2 sitzt auf einem an dem ersten längsseitigen Ende 13 des Aufnahmerohlings 3 ausgebildeten Boden 17 der Kartuschenaufnahme 1. Durch den Boden 17 erstrecken sich hier nicht sichtbare Zuführkanälen für Kaltwasser und Warmwasser, die in die Mischkartusche 2 führen. Das Kaltwasser und Warmwasser sind durch die Mischkartusche 2 zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar. Die Mischwassertemperatur sowie eine Abgabemenge des Mischwassers sind über einen Stellhebel 18 der Mischkartusche 2 einstellbar. Hierzu ist der Stellhebel 18 mit einem Betätigungshebel 19 der Sanitärarmatur 10 verbunden. Das durch die Mischkartusche 2 gemischte Mischwasser strömt über einen Ringspalt 20 zwischen der Mischkartusche 2 und der Kartuschenaufnahme 1 zu der hier nicht sichtbaren Öffnung 12 der Kartuschenaufnahme 1 und von dort in den Flüssigkeitsweg 4. Auf das auskragenden Ende 14 des Flüssigkeitswegs 4 ist ein rohrförmiges Bauteil 7 aufgesteckt, sodass das Mischwasser durch das Bauteil 7 strömen kann und über eine Auslauföffnung 8 des Bauteils 7 abgebbar ist. Das Bauteil 7 kann alternativ bei der Herstellung der Kartuschenaufnahme 1 im Schritt b) auch durch die additive Fertigung des Flüssigkeitswegs 4 an den Flüssigkeitsweg 4 bzw. den Aufnahmerohling 3 angeschlossen werden. In diesem Fall ist das Bauteil 7 fest mit dem Flüssigkeitsweg 4 verbunden, sodass eine Steckverbindung zwischen dem Flüssigkeitsweg 4 und dem Bauteil 7 vermeidbar ist. Der Flüssigkeitsweg 4 und das Bauteil 7 sind flach ausgebildet und weisen (hier parallel zu der Längsachse 21) einen ersten Durchmesser 9 auf, der kleiner ist als ein hier nicht gezeigter zweiter Durchmesser des Flüssigkeitswegs 4 und des Bauteils 7 in einer orthogonal zu dem ersten Durchmesser 9 verlaufenden Richtung.
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Die 4 zeigt die Sanitärarmatur 10 in einer perspektivischen Darstellung. Zu erkennen ist hier insbesondere, dass der Auslauf 16 des Armaturengehäuses 11 nach dem Einsetzen der Kartuschenaufnahme 1 mit dem Bauteil 7 und der Mischkartusche 2 in das Armaturengehäuse 11 durch eine Abdeckung 22 abdeckbar ist. Das Armaturengehäuse 11 ist hier somit mehrteilig ausgebildet.
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Die Erfindung ermöglicht eine höhere Gestaltungsfreiheit von Armaturengehäusen und eine reduzierte Bauteilanzahl.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kartuschenaufnahme
- 2
- Mischkartusche
- 3
- Aufnahmerohling
- 4
- Flüssigkeitsweg
- 5
- plane Fläche
- 6
- Umfangsfläche
- 7
- Bauteil
- 8
- Auslauföffnung
- 9
- Durchmesser
- 10
- Sanitärarmatur
- 11
- Armaturengehäuse
- 12
- Öffnung
- 13
- erstes längsseitiges Ende
- 14
- auskragendes Ende
- 15
- zweites längsseitiges Ende
- 16
- Auslauf
- 17
- Boden
- 18
- Stellhebel
- 19
- Betätigungsebene
- 20
- Ringspalt
- 21
- Längsachse
- 22
- Abdeckung